Hierarhilised Kihilised Struktuurid Suurendavad Vastupidavust Pandlale

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Suurte lamedate konstruktsioonide kergematerjalina kasutatakse kihilisi konstruktsioone. Plastikust võileivakonstruktsioonidel on kärgstruktuuriga südamik või polümeervaht ning kattekihid on valmistatud kiududega tugevdatud plastist. See kombinatsioon võimaldab väga väikese raskusega suurt painde- ja paindejäikust.

Fraunhoferi materjalide ja süsteemide mikrostruktuuriinstituut IMWS ja Thermhex Waben GmbH, mis toodavad patenteeritud tootmisprotsessi kasutades kulutõhusaid polüpropüleenist (PP) kärgstruktuuri südamikke, on teinud kergkonstruktsioonide ehitamisel kihiliste materjalidega koostööd alates 2015. aasta lõpust. Praeguses ühisprojektis HPHex - Basic Investigation termoplastilistest kergkiudmaterjalidest hierarhilistest kärgstruktuuridest ja pealiskihtkonstruktsioonidest raskete ja kulutõhusate kergkonstruktsioonide jaoks.”Kerge konstruktsiooni efektiivsemaks muutmiseks uuritakse uute hierarhiliste struktuuridega kihtmaterjale.

Thermhexi tootmisprotsess

Patenteeritud Thermhexi tehnoloogia abil toodetakse termoplastilisi kärgstruktuuri südamikke pidevas tootmisprotsessis.

Kärgstruktuuri südamiku moodustavad ühe kihi leht:

• järjestikune termiline deformatsioon
• voltimisprotsess ja
• materjali viimistlemine pinna viimistlemiseks (nt tihenduskiled, polüesterfliis)

Thermhexi kärgstruktuuri pind on pooleldi suletud. See ühendab optimaalselt südamiku ja pealmise kihi materjali. Thermhexi kärgstruktuuri südamikke saab valmistada otse ekstruuderist või kilerullist, mis parandab veelgi paindlikkust.

Kärgstruktuuri rakuseinad ise koosnevad kärgstruktuuri võileibadest

Praegu kergkonstruktsioonis kasutatavate termoplastiliste kärgstruktuuri südamike vastupidavus hambumusele on üsna madal. Seetõttu kasutatakse neid näiteks fassaadide ja sisedetailide valmistamiseks, kuna need alad on vähem koormatud. Siin tulevadki sisse koostööpartnerid: Nad tahavad hierarhilise materjali kujunduse abil üle saada õhukeste termoplastsete kärgstruktuuri raku seinte madalatest takistustest.

Kärgstruktuuri rakuseinad moodustatakse kärgstruktuuri võileiva abil. Sel viisil suurendatakse kärgstruktuuri südamiku stabiilsust, samal ajal kui mass jääb samaks või isegi vähem.

Samuti tuleb uurida hierarhiliselt struktureeritud kattekihtide lähenemisviisi, mis pakuvad eeliseid koormuse jaotuse ja pinna kvaliteedi osas. Selliseid kihtstruktuure uurides saab seejärel kirjeldada ja hinnata täiendavaid füüsikalisi omadusi. Projekti partneritel on juba Eureka silt "Hierarhiline kuusnurkne võileiva kärgstruktuur (HiHex)".

"Uuenduslikud termoplastilised kärgstruktuurid tagavad tootmise kõrge automatiseerituse ja madalad materjalikulud alternatiivina varasematele kulukatele ehitusmeetoditele", projektijuht Dr.-Ing. Ralf Schlimper, kes juhib Fraunhoferi IMWS-i rühma kiudkomposiitsüsteemide hindamist.