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Sandwichtechnologie

Prüftechnik

Die Prüfung von Sandwichkernen ist genormt. Es kommen folgende Normen zum Tragen:

  • DIN 53291: Kopfdruckversuch
  • DIN 53292: Kopfzugversuch
  • DIN 53294: Schubversuch (Längs- und Querrichtung)
  • DIN 53295: Trommelschälversuch (Längs- und Querrichtung)

Die Dicke des Kerns beträgt hierbei in der Regel 1/2" ~12,5 mm und es müssen bei zellulären Strukturen mindestens 5 x 5 Zellen im Prüfkörper enthalten sein.

So ermittelte Ergebnisse sind demnach nur für Sandwichstrukturen mit einer Kerndicke von 1/2" gültig. Die mechanischen Kennwerte bei anderen Kerndicken weichen z.T. erheblich von den so ermittelten Kennwerten ab.

 

 

Verbindungstechnik

Die Verbindung von Sandwich-Kern und Sandwich-Deckschicht ist entscheidend für die Performanz und die Leichtbaugüte einer Sandwich-Struktur.

Typischerweise werden zelluläre Kerne und Deckschichten heute durch eine Klebung verbunden. Die eingesetzte Klebermenge und die Ausformung der Klebenähte sind hierbei bestimmend für die Qualität der Verbindung und somit für die Güte einer Sandwichstruktur. Es kommt dabei darauf an, dass die Klebenaht, ähnlich einer Schweißnaht, einen möglichst großen Radius ausbildet und sich dabei möglichst weit entlang der Zellwände zur Kernmitte hin ausstreckt. Dies lässt sich durch thermische Verfahren bewirken, bei denen der Kleber in einem ersten Schritt im Bereich der Zellwände konzentriert wird, bekannt als reticulation. Durch derartige Verfahren kann die Festigkeit einer Verbindung von Kern und Deckschicht beim Einsatz identischer Klebermenge verdoppelt werden.

 

Auslegung

Das Design einer guten Sandwichstruktur erfordert eine sorgfältige Auswahl und Kombination von

  • Kernwerkstoff
  • Deckschichtwerkstoff
  • Verbindungstechnologie und
  • Bauweise.

Erst die optimale Kombination aller vier Elemente ergibt ein gutes Sandwichbauteil.

Zur Vorauslegung können hierbei bekannte analytische und schnelle Methoden verwendet werden. Mit zunehmend erforderlicher Leichtbaugüte kommt für kritische Bereiche die Methode der finiten Elemente (FEM) zum Einsatz.

 

Thermoplastschweißung

Faltkerne aus Thermoplastmaterial können sehr einfach mit Deckschichtn aus dem gleichen Werkstoff verschweißt werden

Geschweißte Sandwichstruktur aus Thermoplast.

Geschweißter Kernverbund