Vorteilhafte Substitutionseffekte durch Thermoplaste

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

trivid GmbH

Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff- Forschung e. V.

Eine Aufgabe bestand daher in der Entwicklung von Sandwichkonstruktionen, bestehend aus thermoplastisch bindenden Deckschichten und einem innen liegenden Kern. Weil viele technische Anwendungen von Sandwichkonstruktionen oft nur geringe Anforderungen an den Kernwerkstoff stellen, wurde der Kern aus Papierwaben hergestellt. Zur Herstellung der Deckschichten auf Thermoplastbasis kamen Vliesstoffe aus Glas- und Polypropylenfasern (PP) zur Anwendung.

Unter dem Gesichtspunkt des Leichtbaues und unter der Maßgabe, hochsteife Verbundmaterialien zu entwickeln, wurden die Glasfasern teilweise durch Carbonfasern ersetzt. Zusätzlich wurde das Potenzial von PP-Deckschichten mit Naturfaserverstärkung untersucht. Die Entwicklungsarbeiten wurden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert (Projekt-Nr. MF 090109).

Wabensteg beeinflusst Sandwicheigenschaften

Nach dem genannten Lösungsansatz wurde ein Sandwichaufbau realisiert. Typische Kern- und Deckmaterialien sind Papierwaben (Kern), Hybridvliese aus PP-Fasern sowie Verstärkungsfasern (Decklagen). Als Deckschichten wurden Glasfaser/PP-Vliesstoffe mit 50, 60 und 70 Gew.-% Glasfaseranteil in den Grammaturen 250 bis 550 g/m² verwendet. Zur besseren Anbindung der Deckschichten an den Kern wurde eine PP-Adhäsionsschicht zwischen die einzelnen Komponenten gelegt.

Das Verpressen des Sandwichaufbaus erfolgte in einem zweistufigen Formpressverfahren. Dazu wurde zunächst das Gelege (Vlies und Wabenkern) in einer Vorheizstation aufgeheizt und anschließend im Presswerkzeug (Prototyp) kalt umgeformt. An den gefertigten Proben wurde die Biegesteifigkeit ermittelt. Charakeristisch für die mechanischen Kennwerte ist eine hohe Abhängigkeit von der Ausrichtung der Wabenstege.

Es wurden zwei grundsätzliche Abhängigkeiten festgestellt:

• Mit zunehmendem Flächengewicht der Deckschicht steigt der Biege-E-Modul der Sandwichkonstruktion. Das Sandwichbauteil wird steifer.

• Glasfaseranteile größer als 50 Gew.-% führen zu einer geringeren Steifigkeit, weil sich die Deckschichten unzureichend konsolidieren lassen.

(ID:34790410)