DE2740647A1 - COMPOSITE MATERIAL IN SANDWICH CONSTRUCTION, METHOD OF MANUFACTURING IT AND ITS USE - Google Patents
COMPOSITE MATERIAL IN SANDWICH CONSTRUCTION, METHOD OF MANUFACTURING IT AND ITS USEInfo
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PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKERPATENT ADVOCATE DR. HANS-GUNTHER EGGERT 1 DIPLOMA CHEMIST
Köln, den 23. August 1977 51Cologne, August 23, 1977 51
Verbundwerkstoff in Sandwich-Bauweise, Verfahren zu seiner Herstellung und seine VerwendungComposite material in sandwich construction, method for its Manufacture and its use
Die Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff in Sandwich-Bauweise, der im wesentlichen aus zwei Deckschichten aus härtbarem, vorzugsweise glasfaserverstärktem Kunststoffharz und einer kunstharzimprägnierten Mittellage besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundwerkstoffes und seine Verwendung.The invention relates to a composite material in sandwich construction, which essentially consists of two cover layers made of curable, preferably glass fiber reinforced plastic resin and a synthetic resin-impregnated middle layer, as well as a method for producing such a composite material and its use.
Verbundwerkstoffe in Sandwich-Bauweise sind bekannt und werden als Konstruktionselemente in vielfältiger Weise verwendet. Sie bestehen aus drei oder mehr Lagen verschiedener Schichtstoffe, wobei die äußeren Lagen in der Regel aus einem widerstandfähigen, oft auch dekorativ wirkenden Material bestehen, während die Mittellage meist weniger widerstandsfähig, dafür aber von geringerer Dichte ist. Solche Verbundwerkstoffe beispielsweise aus glasfaserverstärkten Kunststoffen mit einer Mittellage aus einem anderen Material sind in der Industrie und gewerblichen Wirtschaft weit verbreitet und zeichnen sich durch eine Reihe günstiger Eigenschaften aus, wie niedriges spezifisches Gewicht, Formstabilität, gute Zug- und Biegefestigkeit und hohes Isoliervermögen. Neben ihren günstigen mechani-Composite materials in sandwich construction are known and will be used as construction elements in a variety of ways. They consist of three or more layers of different laminates, whereby the outer layers are usually made of a resistant, often also decorative-looking material are made, while the middle layer is usually less resistant, for it but is of lower density. Such composite materials, for example made of glass fiber reinforced plastics with a middle layer made of a different material are in the industry and commercial economy and are characterized by a number of favorable properties, such as low specific weight, dimensional stability, good tensile and flexural strength and high insulating properties. In addition to their cheap mechanical
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sehen Eigenschaften haben diese sogenannten Sandwich-Elemente noch den weiteren Vorteil, daß durch diese Bauweise Materialkosten in erheblichem Maße eingespart werden können, da nur die meist dünnen Deckschichten aus hochwertigem und daher entsprechend teurem Material bestehen, wogegen für die Mittellage regelmäßig billigere Stoffe genommen werden. Beispielsweise können solche Sandwich-Elemente so aufgebaut sein, daß die beiden Deckschichten aus glasfaserverstärktem Kunststoff und die Mittellage aus Polyurethanschaum, PVC-Schaum, Balsaholz oder kunststoffimprägnierten, wabenförmigen Materialien aus Papier oder Faserstoffen bestehen. Diese Mittellagen sind jedoch im allgemeinen verhältnismäßig steif, so daß sich mit so zusammengesetzten Sandwich-Elementen zwar ebene oder schwach gekrümmte Konstruktionsteile leicht herstellen lassen, stärker gekrümmte oder sphärisch stark verformte Teile dagegen nur unter großen Schwierigkeiten oder überhaupt nicht.these so-called sandwich elements have properties still have the further advantage that material costs can be saved to a considerable extent by this construction, since only the mostly thin outer layers are made of high-quality and therefore correspondingly expensive material, whereas for the middle layer cheaper substances are taken regularly. For example, such sandwich elements can be constructed so that the two top layers made of glass fiber reinforced plastic and the middle layer made of polyurethane foam, PVC foam, balsa wood or plastic-impregnated honeycomb materials Made of paper or fiber. However, these middle layers are generally relatively stiff, so that with Sandwich elements assembled in this way can be made even or slightly curved construction parts easily, stronger Curved or spherically strongly deformed parts, on the other hand, only with great difficulty or not at all.
Es ist ferner bekannt, als Mittellagen oder sogenannten Sandwich-Einlagen auch Filze oder Vliese einzusetzen. Bei diesen ist jedoch eine blasenfreie Entlüftung der pastösen Harzmasse, die als Bindemittel für den festen Verbund von Deckschichten und Mittellage verantwortlich ist, kaum möglich, was sich ungünstig auf die mechanischen Eigenschaften der Konstruktionsteile auswirkt. Bei stark gekrümmten oder sphärisch verformten Gegenständen lassen sich diese Filz- oder Vlieseinlagen zudem nur unzureichend den konkav oder konvex geformten Flächen anpassen, so daß sich störende Faltenbildungen oder Überlappungen nicht vermeiden lassen.It is also known as middle layers or so-called sandwich inserts also use felts or fleeces. With these, however, a bubble-free venting of the pasty resin mass, which, as a binding agent, is responsible for the firm bond between the outer layers and the middle layer, is hardly possible, which is unfavorable affects the mechanical properties of the construction parts. For strongly curved or spherically deformed Objects, these felt or fleece inserts can only be insufficiently adapted to the concave or convex shaped surfaces, so that annoying folds or overlaps cannot be avoided.
Man hat in jüngerer Zeit auch die Verwendung von syntaktischen Schäumen zur Herstellung von Sandwich-Einlagen vorgeschlagen. Syntaktische Schäume werden aus einem Kunstharz, z.B. ungesättigten Polyester- und Epoxidharzen, und sogenannten Leichtfüllstoffen, die beispielsweise aus hohlkugelförmigen Teilchen aus Natriumborsilikatglas mit einem Durchmesser von 2o bis 2oo nm bestehen und unter demThe use of syntactic foams to make sandwich inserts has also been proposed more recently. Syntactic foams are made from a synthetic resin, e.g. unsaturated polyester and epoxy resins, and so-called lightweight fillers, for example, from hollow spherical particles of sodium borosilicate glass with a diameter of 20 to 2oo nm exist and under the
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Namen " Micro-Balloons" (Micro-Kügelchen) bekannt sind, dergestalt hergestellt, daß die Teilchen mit einem überzug des Kunstharzes versehen werden. Vor dem Aushärten des Kunstharzes liegen diese Schaummischungen in einem mehr oder weniger pastösen Zustand vor, der u.a. auch von der Art und Menge der zugesetzten Füllstoffe abhängt. Beim Aushärten ergeben sich hochfeste Sandwich-Einlagen niedriger Dichte mit einer sehr guten Haftung an den glasfaserverstärkten Kunstharzdeckschichten .Names "micro-balloons" are known in this way produced that the particles are provided with a coating of the synthetic resin. Before the resin hardens if these foam mixtures are in a more or less pasty state, which is also of the type and Depends on the amount of fillers added. When hardening, high-strength, low-density sandwich inlays also result very good adhesion to the glass fiber reinforced synthetic resin cover layers.
Die Verarbeitbarkeit solcher syntaktischer Schäume als Sandwich-Einlage ist jedoch ebenfalls nicht problemlos. Aufgrund seiner grießartigen, pastösen Beschaffenheit und Fließfähigkeit stößt seine Verwendung in der Praxis auf erhebliche Schwierigkeiten, weil ein Auftragen in gleichmäßiger Schichtstärke durch Spritzen, Aufgiessen oder Rakeln nur unzureichend und unter Schwierigkeiten möglich ist. Da die Sandwich-Einlage in der Regel aus einer mehrere Millimeter starken Schicht besteht, kommt es insbesondere bei der Verarbeitung an aufrechtstehenden Flächen wegen der ausgeprägten Fließfähigkeit dieser syntaktischen Schäume zur Ausbildung unregelmäßiger Schichtstärken. Eine gleichbleibende, vorbestimmbare Qualität der Verbundwerkstoffe ist daher kaum zu erreichen, und die unkalkulierbaren Schwankungen der Schichtstärke wirken sich auch nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit der Herstellung solcher Verbundwerkstoffe aus.The processability of such syntactic foams as a sandwich insert however, it is also not problem-free. Due to its gritty, pasty texture and fluidity its use encounters considerable difficulties in practice because it is applied in a uniform layer thickness by spraying, pouring on or squeegeeing is inadequate and possible with difficulty. As the sandwich insert usually consists of a layer several millimeters thick, it is particularly important when processing upright Surfaces because of the pronounced flowability of these syntactic foams to form more irregular Layer thicknesses. A constant, predeterminable quality of the composite materials can therefore hardly be achieved, and the Incalculable fluctuations in the layer thickness also have a detrimental effect on the cost-effectiveness of production such composite materials.
Ferner ist das Aufbringen der glasfaserverstärkten Deckschicht erst nach dem Aushärten der Sandwich-Einlageschicht möglich, da die pastöse Masse andernfalls beim Anrollen der Deckschicht und Entlüften der Harzmasse mehr oder weniger stark wegge drückt würde. Die Herstellung des Verbundwerkstoffes "nass in nass", d.h. in einem Arbeitsgang, ist auf diese Weise nicht möglich. Furthermore, the application of the glass fiber reinforced cover layer is only possible after the sandwich insert layer has hardened, since otherwise the paste-like mass would be pushed away to a greater or lesser extent when the cover layer is rolled on and the resin mass is vented. The production of the composite material "wet on wet", ie in one operation, is not possible in this way.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verbundwerkstoffes für Konstruktionsteile, durch den auch bei stark gekrümmten und sphärischen Raumformen die oben erwähnten Nachteile vermieden werden, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Verbundwerkstoffes in einem Arbeitsgang.The object of the present invention is to create a composite material for structural parts through which also in the case of strongly curved and spherical three-dimensional shapes, the disadvantages mentioned above can be avoided, as well as a method for Manufacture of this composite material in one operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verbundwerkstoff in Sandwich-Bauweise, der im wesentlichen aus zwei widerstandsfähigen, dünnen Deckschichten und mindestens einer kunstharzimprägnierten Mittellage besteht. Der Verbundwerkstoff gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellage aus mindestens einer saugfähigen Filzoder Vliesschicht mit netz- oder gitterartiger Struktur oder lochartigen Aussparungen besteht, wobei diese Schicht einschliesslich des Netzwerkes bzw. der Aussparungen mit einer pastosen, härtbaren Kunstharzmasse geringer Dichte und geeigneten Füllstoffen imprägniert bzw. ausgefüllt ist.According to the invention, this object is achieved by a composite material in sandwich construction, consisting essentially of two tough, thin cover layers and at least consists of a synthetic resin-impregnated middle layer. The composite material according to the invention is characterized in that that the middle layer consists of at least one absorbent felt or fleece layer with a mesh or grid-like structure or There is hole-like recesses, this layer including the network or the recesses with a pasty, curable synthetic resin mass of low density and suitable Fillers is impregnated or filled.
Die Deckschichten können aus einem beliebigen widerstandsfähigen, dünnen Plattenmaterial bestehen, z.B. aus Hartpapieren, Hartgeweben, Holzfurnieren, Metallblech, Kunststofffolien u.dgl. Vorzugsweise bestehen sie aus härtbarem Kunstharz, insbesondere aus härtbarem, glasfaserverstärktem Kunstharz, z.B. ungesättigten Polyester- oder Epoxidharzen.The cover layers can consist of any hard-wearing, thin plate material, e.g. hard paper, Hard fabrics, wood veneers, sheet metal, plastic films and the like. They preferably consist of curable synthetic resin, in particular made of curable, glass fiber reinforced synthetic resin, e.g. unsaturated polyester or epoxy resins.
Die Mittellage aus mindestens einer saugfähigen Filz- oder Vliesschicht ist netz- oder gitterartig ausgestaltet bzw. besitzt lochartige Aussparungen. Das gewünschte Netz- oder Gitterwerk erhält man beispielsweise dadurch, daß man aus einem handelsüblichen Filz- oder Vliestuch entsprechend geformte Flächenstücke ausstanzt, so daß nur schmale, miteinander verbundene Materialstege stehen bleiben, die so zueinander angeordnet sind, daß deren Gesamtheit das Netzoder Gittwerk ausmacht. Die Breite der Materialstege ist vonThe middle layer of at least one absorbent felt or fleece layer is designed or mesh-like. has hole-like recesses. The desired network or latticework can be obtained, for example, by selecting from shaped according to a commercially available felt or fleece cloth Punch out flat pieces so that only narrow, interconnected material webs remain, which are so to one another are arranged so that their entirety makes up the network or trellis. The width of the material webs is from
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verschiedenen Faktoren abhangig, wie Dicke und Qualität des Filz- oder Vliesstückes, Stärke der Krümmung oder sphärischen Verformung des herzustellenden Konstruktionselements usw. Die Stege sollen jedoch in jedem Falle so bemessen sein, daß die Filz- oder Vlieseinlage einerseits eine ausreichende Stabilität und Festigkeit behält, andererseits aber ein höchstmögliches Maß an Flexibilität erreicht wird, so daß sich die Einlage jeder auch stärker gekrümmten oder sphärisch verformten Raumform anzupassen in der Lage ist. Beispielsweise kann der Filz aus einer Polypropylenschicht von 3 mm Dickedepending on various factors such as thickness and quality of the Felt or fleece piece, strength of the curvature or spherical deformation of the construction element to be produced, etc. In any case, however, the webs should be dimensioned in such a way that the felt or fleece insert, on the one hand, has sufficient stability and retains strength, but on the other hand the highest possible degree of flexibility is achieved so that the Insert is able to adapt to any shape that is also more curved or spherically deformed. For example The felt can be made of a polypropylene layer 3 mm thick
und einem Gewicht von ca. 2oo bis 3oo g/m bestehen, die Stege zwischen 1 und 3 mm Breite und Stanzöffnungen mit einem Durchmesser zwischen 2 und 7 mm aufweist. Ein solcher Filz läßt sich infolge der gitter- oder netzartigen Struktur ohne weiteres auch in extrem sphärisch verformten Teilen faltenfrei und ohne Überlappungen einlegen.and a weight of approx. 2oo to 3oo g / m, the webs between 1 and 3 mm wide and punch openings with a Has a diameter between 2 and 7 mm. Such a felt can be without due to the grid-like or net-like structure Insert further parts, even in extremely spherically deformed parts, without creasing and without overlapping.
Die Stanzöffnungen können verschiedene Formen haben. Beispielsweise können sie kreis- oder ellipsenförmig, quadratisch, rechteckig oder auch unregelmäßig geformt sein.The punch openings can have various shapes. For example they can be circular or elliptical, square, rectangular or irregular in shape.
Die optimale Größe der Stanzöffnungen hängt im wesentlichen von der Viskosität der pastösen, härtbaren Kunstharzmasse ab. Bei niedrigerer Viskosität werden die Stanzöffnungen zweckmäßig kleiner, bei höherer Viskosität größer gewählt. Wichtig ist dabei, daß die Größe der Stanzöffnungen auf die jeweilige Viskosität so abgestimmt ist, daß einerseits eine gute Entlüftung der Harzmasse gewährleistet ist, andererseits das unerwünschte Abfliessen der Kunstharzmasse und damit unregelmäßige Schichtstärken vermieden werden. Dies kann aber jeweils durch wenige orientierende Versuche leicht festgestellt werden. .The optimal size of the punch openings essentially depends on the viscosity of the pasty, hardenable synthetic resin compound. If the viscosity is lower, the punch openings will be expediently selected smaller, larger with higher viscosity. It is important that the size of the punch openings on the respective viscosity is coordinated so that, on the one hand, good ventilation of the resin compound is ensured, on the other hand the undesired drainage of the synthetic resin compound and thus irregular layer thicknesses can be avoided. But this can can easily be determined by a few preliminary experiments. .
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Zur Ausfüllung der Stanzöffnungen und Imprägnierung des
Netz- oder Gitterwerks der Filz- oder Vlieseinlage werden
pastöse, härtbare Kunstharzmassen verwendet, z.B. ungesättigte Polyester- oder Epoxidharze.To fill the punched openings and impregnate the
Mesh or latticework of the felt or fleece insert
pasty, curable synthetic resin compositions are used, for example unsaturated polyester or epoxy resins.
Grundsätzlich lassen sich solche Kunstharze vorteilhaft einsetzen,
die durch Thixotropiemittel hochpastös eingestellt werden können, oder die mit Füllstoffen wie Kreide, Talkum
u.dgl. versetzt sind. Zur Erzielung feuerfester Laminate können als Füllstoffe auch Aluminiumhydroxid oder ähnliches zugesetzt
werden. Besonders bevorzugt wird ein Gemisch aus
einem pastosen, härtbaren Kunstharz und Leichtfüllstoffen
wie "Micro-Balloons" aus Natriumborsilikatglas eingesetzt, da es als syntaktischer Schaum nicht nur gut in und auf der
Filz- oder Vlieseinlage verteilt werden kann, ohne daß es
zu Unregelmäßigkeiten in der Ausbildung der Schichtstärke
kommt, sondern darüber hinaus durch sein geringes spezifisches Gewicht zu bemerkenswerten Gewichtseinsparungen führt.In principle, synthetic resins which can be made highly pasty by means of thixotropic agents or which are mixed with fillers such as chalk, talc and the like can be used advantageously. To achieve fire-resistant laminates, aluminum hydroxide or the like can also be added as fillers. A mixture of
an impasto, curable synthetic resin and lightweight fillers
such as "micro-balloons" made of sodium borosilicate glass, because as a syntactic foam it can not only be well distributed in and on the felt or fleece insert without it
to irregularities in the formation of the layer thickness
but also leads to remarkable weight savings due to its low specific weight.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung dieses Verbundwerkstoffes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zunächst auf eine erste Deckschicht, die vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunstharz besteht, nach dem Laminieren eine pastöse, härtbare Kunstharzmasse, vorzugsweise in Mischung mit Leichtfüllstoffen, in an sich bekannter Weise in dünner Schicht gleichmäßig aufträgt, in die aufgetragene pastöse Masse als Mittellage mindestens eine saugfähige Filz- oder Vliesschicht von netz- oder gitterartiger Struktur oder mit lochartigen Aussparungen einlegt und durch Anrollen mit einer Lammfell- oder Laminierrolle o.dgl. die pastöse Masse in die öffnungen der Filz- oder Vliesschicht drückt und dabei entlüftet, schließlich weitere Kunstharz-The invention also relates to a method for producing this composite material, which is characterized in that that you first apply to a first cover layer, which preferably consists of a glass fiber reinforced synthetic resin, after Laminating a pasty, curable synthetic resin compound, preferably mixed with lightweight fillers, in a manner known per se Apply evenly in a thin layer, with at least one absorbent layer in the applied paste as a middle layer Felt or fleece layer with a mesh or grid-like structure or with hole-like recesses inserted and through Roll on with a lambskin or laminating roller or the like. the pasty mass into the openings of the felt or fleece layer presses and thereby vented, finally further synthetic resin
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masse, gegebenenfalls in Mischung mit Leichtfüllstoffen, aufträgt, bis die öffnungen der Filz- oder Vliesschicht vollständig ausgefüllt sind und die Stege der Filz- oder Vliesschicht mit einer dünnen, gleichmäßigen Schicht der Kunstharzmasse bedeckt sind, worauf die zweite Deckschicht, vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Kunstharz, aufgetragen und der so erhaltene Verbund durch geeignete Maßnahmen wie Anrollen der zweiten Deckschicht mit einer Lammfell- oder Laminierrolle, mechanischem Anpressen u.dgl. entlüftet und anschliessend in an sich bekannter Weise ausgehärtet wird.applies mass, possibly mixed with lightweight fillers, until the openings of the felt or fleece layer are completely filled and the webs of the felt or fleece layer are covered with a thin, even layer of the synthetic resin composition, whereupon the second top layer, preferably made of fiberglass-reinforced synthetic resin, applied and the resulting composite by suitable measures such as rolling the second top layer is vented with a lambskin or laminating roller, mechanical pressure and the like and then is cured in a known manner.
Die pastöse Masse wird zweckmäßig bei Raumtemperatur aufgetragen und auch die Härtung erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur oder mäßig erhöhter Temperatur durch Zugabe der üblichen Härter für Polyesterharze, z.B. in Form von Peroxiden oder durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen.The pasty mass is expediently applied at room temperature and curing also preferably takes place at room temperature or moderately increased temperature by adding the usual hardeners for polyester resins, e.g. in the form of peroxides or by exposure to ultraviolet rays.
Die erfindungsgemäße Verwendung von netz- oder gitterartig ausgebildeten, saugfähigen Filz- oder Vliesschichten bringt viele Vorteile mit sich. So lassen sich mit Hilfe der so ausgestalteten Einlagen auch stark gekrümmte oder sphärisch geformte Konstruktionselemente ohne weiteres herstellen, da sich die Filz- oder Vliesstoffe infolge ihrer netz- oder gitterartigen Ausgestaltung leicht solchen ausgeprägten Formen anpassen, ohne daß es zu störenden Überlappungen oder Faltenbildungen kommt. Sie sind ferner infolge ihrer Ausgestaltung leichter als kompakte, durchgehende Schichten gleicher Stärke, dienen also der Gewichts- und Materialeinsparung. Schließlich bewirkt die Saugfähigkeit der Stege, daß ein gewisser Flüssigkeitsanteil der aufgetragenen pastösen Harzmasse von diesen Stegen aufgesogen wird, so daß die Harz-The use according to the invention of absorbent felt or fleece layers designed in the manner of a net or grid many advantages with it. Thus, with the help of the inlays designed in this way, also strongly curved or spherical ones can be created Shaped construction elements easily produce, since the felt or nonwovens as a result of their net or Lattice-like configuration easily adapt to such pronounced shapes without causing disruptive overlaps or Wrinkles come. Furthermore, due to their design, they are lighter than compact, continuous layers of the same type Strength, so they serve to save weight and material. Finally, the absorbency of the webs causes a certain Liquid portion of the applied pasty resin mass is absorbed by these webs, so that the resin
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masse auch bei der Verarbeitung an aufrecht stehenden Flachen nicht mehr die unerwünschte Neigung zum Abfliessen zeigt.Even when processing on upright surfaces, it no longer shows the undesirable tendency to run off.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, das Gesamtlaminat "nass in nass" in einem Verfahrensgang herzustellen. Dadurch ist das Verfahren ausgesprochen wirtschaftlich. Man erreicht auf diese Weise eine optimale Haftung der einzelnen Laminatschichten untereinander.The process according to the invention makes it possible to produce the entire laminate To produce "wet in wet" in one process step. This makes the process extremely economical. Man in this way achieves optimal adhesion of the individual laminate layers to one another.
Die Stege des netz- oder gitterartigen Filz- bzw. Vliesmaterials fungieren gleichzeitig als Abstandshalter, da sie mit definierter, vorbestimmter Stärke eingesetzt werden können, und erlauben dadurch die Einhaltung einer exakten Schichtstärke auch bei extrem gebogenen oder sphärisch gekrümmten Formteilen.The webs of the net-like or lattice-like felt or fleece material also act as spacers, as they are with defined, predetermined thickness can be used, and thereby allow compliance with an exact layer thickness even with extremely curved or spherically curved molded parts.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, auch sehr dünnwandige, sphärisch extrem stark verformte Konstruktionselemente in Sandwich-Bauweise herzustellen. Bereits bei Konstruktionselementen mit einer Wandstärke von 5 mm ergeben sich dabei Gewichtseinsparungen bis zu 5o %, insbesondere beim Einsatz von Mischungen aus pastösen Harzmassen und Leichtfüllstoffen, dem sogenannten syntaktischen Schaum. Bei größeren Wandstärken können die Gewichtseinsparungen sogar noch höhere Werte erreichen, ohne daß dabei die Festigkeit, Widerstandsfähigkeit oder andere die Qualität des Verbundstoffes bestimmende physikalische Eigenschaften beeinträchtigt werden. Entsprechend hoch sind auch die Einsparungen an Materialkosten.With the method according to the invention it is possible to also use very thin-walled, spherically extremely strongly deformed construction elements manufacture in sandwich construction. Already with construction elements With a wall thickness of 5 mm, weight savings of up to 50% result, in particular when using mixtures of pasty resin masses and lightweight fillers, the so-called syntactic foam. at larger wall thicknesses, the weight savings can achieve even higher values without affecting the strength, Toughness or other physical properties that determine the quality of the composite will. The savings in material costs are correspondingly high.
Die erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffe lassen sich in vielfältiger Weise einsetzen. Sie sind vorzugsweise zur Herstellung von Bauelementen, Behältern, Konstruktionselementen im Fahrzeugbau, insbesondere von Karrosserieteileji, Schiffskörpern sowie von Möbelteilen vorteilhaft zu verwenden.The composite materials according to the invention can be used in a variety of ways Use wise. They are preferably used for the production of components, containers, construction elements in Vehicle construction, in particular of body parts, hulls as well as furniture parts to be used advantageously.
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So werden zum Beispiel Abdeckhauben oder Gehäuseteile für Maschinen aus einem derartigen Verbundwerkstoff mit etwa 5 mm Wandstärke hergestellt, wobei die beiden außenliegenden Schichten aus jeweils 1 mm starkem glasfaserverstärktem Polyesterharz und 3 mm Sandwich-Einlage nach der Erfindung bestehen. Bei großflächigen Formteilen, bei denen eine höhere Biegesteifigkeit verlangt wird (z.B. LKW-Aufbauten, Frachtcontainern und dergl.) beträgt die .Gesamtstärke des Verbundwerkstoffes mindestens 1o mm. Der Aufbau des Verbundstoffes richtet sich in solchen Fällen nach den Anforderungen an die Fertigteile. Wird geringes Gewicht und hohe Biegefestigkeit verlangt, genügen dünne innen- und außenliegende Schichten aus GFK (1-2 mm). Die restlichen 6-8 mm der Mittellage werden aus dem beschriebenen Sandwichmaterial hergestellt.For example, cover hoods or housing parts for machines made of such a composite material with a wall thickness of about 5 mm, the two outer ones Layers each consist of 1 mm thick glass fiber reinforced polyester resin and 3 mm sandwich insert according to the invention. For large-area molded parts for which a higher flexural rigidity is required (e.g. truck bodies, freight containers and the like.) is the total thickness of the composite material at least 10 mm. The structure of the composite aligns in such cases, according to the requirements for the finished parts. If low weight and high flexural strength are required, Thin internal and external layers of GRP (1-2 mm) are sufficient. The remaining 6-8 mm of the middle layer will be off made of the sandwich material described.
Werden hohe Bruchfestigkeiten verlangt, kann mann die außenliegenden GFK-Schichten, welche die Schub- und Zugkräfte aufnehmen, verstärken oder die Gesamtstärke des Verbundwerkstoffes insgesamt erhöhen.Are high breaking strength demands, man, the outer layers of fiberglass, which receive the pushing and pulling forces increase, or a total increase the overall strength of the composite material.
Auschlaggebend für den Aufbau sind jeweils die Relationen zwischen Herstellungs- und Materialkosten einerseits und Anforderungen an das Fertigteil andererseits.The relationships between Manufacturing and material costs on the one hand and requirements for the finished part on the other.
Figur 1 zeigt teilweise aufgeschnitten eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundwerkstoffs mit den Deckschichten 1 und 2, einer Mittellage aus einer kunstharzimprägnierten Filzschicht 3 mit zylindrischen Aussparungen 4, die mit hohlen Microkugeln 5 und Kunstharz ausgefüllt sind. Wegen der übersichtlicheren Darstellung wurden einige Aussparungen 4 ungefüllt gezeichnet.FIG. 1 shows an embodiment, partially cut away of the composite material according to the invention with the cover layers 1 and 2, a middle layer made of a synthetic resin-impregnated felt layer 3 with cylindrical recesses 4, which are hollow Microballs 5 and synthetic resin are filled. Some recesses 4 have been left unfilled for the sake of clarity drawn.
Figur 2 zeigt die für die Mittellage der Figur 1 verwendete Filzschicht 3 mit den Löchern 4 vor der Herstellung des Verbundwerkstoff s.Figure 2 shows the felt layer 3 used for the middle layer of Figure 1 with the holes 4 before the production of the Composite material s.
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