Tra i vari materiali utilizzati in ingegneria, i materiali metallici stanno gradualmente diventando importanti materiali strutturali e funzionali grazie alle loro eccellenti proprietà in molti aspetti, come la meccanica e i processi. Per i materiali convenzionali, i fori sono generalmente considerati difetti strutturali e spesso diventano il centro della formazione e dell'espansione di crepe, con effetti negativi o addirittura distruttivi sulle proprietà del materiale. Tuttavia, quando il numero di fori in un materiale aumenta fino a un certo punto e si distribuisce regolarmente, la presenza di questi fori conferisce al materiale alcune proprietà speciali, formando così una nuova classe di materiali, chiamata materiali porosi. Gli attuali materiali porosi artificiali includono plastiche porose, ceramiche porose, metalli porosi e così via. Si ritiene generalmente che quando la porosità dei materiali porosi è del 40%-98%, possano essere definiti materiali espansi. Il metallo espanso è una branca dei materiali espansi e la sua struttura presenta le seguenti caratteristiche: maggiori dimensioni dei pori, maggiore porosità, peso specifico inferiore, maggiore superficie specifica e il componente principale dello scheletro della maglia è il metallo.

La schiuma di alluminio è un metallo espanso ampiamente utilizzato, composto da uno scheletro di alluminio e pori, ed è un nuovo materiale funzionale sviluppato negli ultimi decenni. Come materiale strutturale, presenta le caratteristiche di leggerezza e elevata resistenza specifica; come materiale funzionale, presenta diverse proprietà fisiche come porosità, smorzamento delle vibrazioni, assorbimento acustico, dissipazione del calore, assorbimento dell'energia d'impatto e schermatura elettromagnetica.
Sebbene il campo di applicazione del materiale espanso di alluminio sia ampio, l'attenzione si concentra principalmente sulle sue proprietà funzionali, che spesso vanno a discapito delle sue proprietà meccaniche. Come sfruttare al meglio le proprietà funzionali del materiale espanso di alluminio e mantenerne buone le proprietà meccaniche è stata una direzione di ricerca diffusa; la soluzione più comune è rappresentata dai materiali compositi schiuma di alluminio-acciaio, come la schiuma di alluminio "sandwich", che sfrutta la resistenza del metallo per lo strato superficiale e della schiuma di alluminio per lo strato centrale della struttura del pannello sandwich. I principali metodi di produzione di pannelli sandwich in schiuma di alluminio e pannelli compositi includono l'incollaggio e la saldatura.