Сэндвич-конструкции используются в качестве легких материалов для больших плоских конструкций. Пластиковые многослойные конструкции имеют сотовую сердцевину или полимерную пену и покровные слои из армированных волокном пластиков. Эта комбинация обеспечивает высокую жесткость на изгиб и изгиб при очень малом весе.
Институт микроструктуры материалов и систем Фраунгофера IMWS и Thermhex Waben GmbH, которые производят рентабельные сотовые сердечники из полипропилена (PP) с запатентованным производственным процессом, сотрудничают в области легкой конструкции с сэндвич-материалами с конца 2015 года. В текущем совместном проекте «HPHex - Basic Investigation» термопластичных легких сэндвич-материалов из иерархических ячеистых и верхних слоев конструкций для тяжелых и экономичных легких конструкций ». Сэндвич-материалы с новыми иерархическими структурами исследуются, чтобы сделать легкую конструкцию более эффективной.
Процесс производства Thermhex
С запатентованной технологией Thermhex термопластичные сотовые сердечники производятся в непрерывном производственном процессе.
Сотовое ядро создается из одного листа пленки:
- последовательная тепловая деформация
- процесс складывания и
- нанесение слоев материала для отделки поверхности (например, герметизирующая пленка, полиэстер)
Поверхность соты Thermhex наполовину закрыта. Это оптимально связывает сердцевину и материал верхнего слоя. Сотовые сердечники Thermhex могут быть изготовлены непосредственно из экструдера или из рулона пленки, что дополнительно повышает гибкость.
Сотовые сотовые стенки состоят из сотовых бутербродов
Устойчивость к вмятинам термопластичных сотовых сердечников, используемых в настоящее время в облегченной конструкции, довольно низкая. Вот почему они используются, например, в элементах облицовки и интерьера, так как эти участки менее подвержены нагрузкам. Вот где приходят партнеры по сотрудничеству: они хотят преодолеть низкое сопротивление вмятинам тонких термопластичных сотовых стенок с помощью иерархической конструкции материала.
Стенки сотовых ячеек образованы сотовым сэндвичем. Таким образом, стабильность сотовой сердцевины увеличивается, в то время как вес остается тем же или даже меньше.
Подход иерархически структурированных слоев покрытия, которые предлагают преимущества с точки зрения распределения нагрузки и качества поверхности, также должен быть исследован. Изучая такие сэндвич-структуры, можно описать и оценить дополнительные физические свойства. У партнеров проекта уже есть ярлык Eureka под названием «Hierarchical Hexagonal Sandwich Honeycomb Core (HiHex)».
«Инновационные термопластичные сотовые конструкции обеспечат высокую степень автоматизации производства и низкие материальные затраты в качестве альтернативы предыдущим дорогостоящим методам строительства», - говорит руководитель проекта Dr.-Ing. Ральф Шлимпер, который возглавляет группу «Оценка волоконных композитных систем» в Fraunhofer IMWS.