Redukcia hmotnosti bez straty tuhosti panelu
Námorné plavidlá, železničné vagóny, autobusy a karosérie nákladných áut všetky obsahujú-veľkoplošné podlahové, stenové, stropné a deliace konštrukcie. Keď sú tieto komponenty vyrobené z preglejky, plného laminátu zo sklenených vlákien alebo oceľového plechu, hmotnosť panela rýchlo rastie so zvyšujúcou sa hrúbkou.
Kompozitný voštinový panel používa namiesto pevnej konštrukcie sendvičovú štruktúru. Tenké čelné dosky nesú ťahové a tlakové zaťaženie, zatiaľ čo voštinové jadro oddeľuje plášte a prenáša šmykové zaťaženie cez hrúbku panelu. Toto usporiadanie zvyšuje ohybovú tuhosť bez potreby pevného jadra.
Napríklad 20 mm voštinový sendvičový panel môže dosiahnuť výrazne vyššiu tuhosť v ohybe ako pevný laminát podobnej hmotnosti, pretože nosné-vrstvy sú umiestnené ďalej od neutrálnej osi.
Ako funguje voštinový sendvičový panel
Kompozitný voštinový panel pozostáva z troch konštrukčných vrstiev:
- Horná maska
- Voštinové jadro
- Spodná predná strana
Keď je panel vystavený ohybovým zaťaženiam, horná vrstva sa stlačí, zatiaľ čo spodná vrstva sa dostane do napätia. Voštinové jadro bráni vzájomnému pohybu šupiek a prenáša medzi nimi šmykové sily.
Na rozdiel od penových jadier, ktoré sa spoliehajú na spojitý objem materiálu, voštinové jadro využíva bunkovú štruktúru tvorenú prepojenými šesťhrannými bunkami. Prázdne bunky znižujú spotrebu materiálu pri zachovaní hrúbky panelu.
Tento mechanizmus{0}}prenosu zaťaženia umožňuje panelu podporovať rozložené zaťaženie naprieč podlahami, priedelmi a vnútornými konštrukciami a zároveň znížiť celkovú hmotnosť.
Základné materiály používané v námorných a prepravných paneloch
Rôzne prevádzkové prostredia vyžadujú rôzne materiály voštinového jadra.
Polypropylénová (PP) Voština
PP voštinové jadrá sú vyrobené z termoplastických polypropylénových dosiek zvarených do bunkovej štruktúry.
Materiál neabsorbuje vodu a bežne sa používa v interiéroch trajektov, podlahách vozidiel, paneloch karavanov a konštrukciách karosérií nákladných áut, kde sa očakáva vystavenie vlhkosti.
Hliníkový plást
Hliníkový plást je vyrobený z tenkej hliníkovej fólie spájanej do šesťhranných buniek.
Kovové jadro poskytuje vyššiu pevnosť v tlaku a je často integrované do interiérov vlakov, lodného nábytku, krytov vybavenia a konštrukčných priečok, kde sa vyžaduje vyššia odolnosť voči bodovému{0}}zaťaženiu.
Aramidový plást
Aramidová voština je vyrobená z aramidového papiera impregnovaného fenolovou živicou.
Materiál je často špecifikovaný pre letecký a kozmický priemysel a vysokovýkonné dopravné systémy{0}, kde sú požiadavky na zníženie hmotnosti prísnejšie ako požiadavky, ktoré sa vyskytujú v aplikáciách úžitkových vozidiel.
Podmienky námornej prevádzky
Námorné konštrukcie sú vystavené slanej hmle, cyklickej vlhkosti a opakovaným vibráciám motorov a nárazom vĺn.
V týchto prostrediach zvyčajne dochádza k zlyhaniu panela
Delaminácia kože-k-jadru
Vniknutie vody cez poškodené okraje
Drvenie jadra pri koncentrovanom zaťažení
Okolo montážnych miest-vytiahnite upevňovacie prvky
Na zníženie týchto rizík sa voštinové panely zvyčajne inštalujú s utesnenými okrajmi, zosilnenými vložkami a lepenými upevňovacími bodmi. Oblasti nesúce zaťaženie zariadení často obsahujú vystuženie miestnej hustoty alebo vložené vložky na rozloženie sústredených síl do konštrukcie panelu.
Dopravné aplikácie
V dopravných systémoch sú voštinové panely zvyčajne integrované do -základných konštrukčných zostáv.
Bežné príklady zahŕňajú:
Železničné interiéry
Panely sú rezané, opracované a spájané do podlahových systémov, nosičov batožiny, stropných modulov a stenových priečok. Nižšia hmotnosť komponentov znižuje celkovú hmotnosť každého vozíka a znižuje spotrebu energie pri akcelerácii.
Karosérie nákladných vozidiel a návesov
Voštinové panely nahrádzajú preglejku a oceľové plechy v bočných stenách, strechách a podlahových zostavách. Zníženie konštrukčnej hmotnosti zvyšuje dostupnú nosnosť pri zachovaní hrúbky panelu.
Interiéry autobusov a autokarov
Výrobcovia inštalujú sendvičové panely do podlahových plošín, stropných modulov, servisných panelov a vnútorných priečok. Bunkové jadro pomáha udržiavať tuhosť panelu pri veľkých nepodporovaných rozpätiach.
Úvahy o inštalácii
Voštinové panely nemožno inštalovať rovnakým spôsobom ako plné dosky.
Mechanické spojovacie prvky vyžadujú vystuženie, pretože bunkové jadro poskytuje obmedzený{0}}odolnosť proti vytiahnutiu. Bežné spôsoby inštalácie zahŕňajú:
- Štrukturálne lepenie
- Vložené hliníkové vložky
- Zosilnenie okrajového rámu
- Cez-skrutkované montážne body
Keď sú otvory pre okná, poklopy alebo zariadenia opracované do panelu, odkryté jadrové bunky sú zvyčajne utesnené, aby sa zabránilo prenikaniu vlhkosti a kontaminácii.
Výber materiálu závisí od prípadu zaťaženia
Žiadna konfigurácia jedného voštinového panelu nie je vhodná pre všetky námorné a dopravné aplikácie.
Výber panelu sa zvyčajne určuje podľa:
- Dĺžka rozpätia
- Návrhové zaťaženie
- Požiadavky na vplyv
- Požiadavky na požiarny výkon
- Podmienky vystavenia vlhkosti
- Spôsob pripojenia
Napríklad stropný panel trajektu môže uprednostňovať nízku hmotnosť a odolnosť proti korózii, zatiaľ čo podlahový panel prívesu môže vyžadovať vyššiu pevnosť v tlaku a odolnosť proti oderu.
Pochopenie dráhy zaťaženia, prevádzkového prostredia a spôsobu pripojenia je preto nevyhnutné pred výberom materiálu voštinového jadra a konfigurácie plášťa.
HolyCore Honeycomb Core Solutions
HolyCore vyrába voštinové jadrové materiály používané v kompozitných sendvičových štruktúrach pre dopravu a námorné aplikácie. Konfigurácie jadra je možné zvoliť podľa hrúbky panelu, veľkosti buniek, materiálu plášťa a požiadaviek na zaťaženie.
Voštinové jadro funguje ako šmyková-transferová vrstva vo vnútri sendvičovej štruktúry, čo umožňuje kompozitným panelom zachovať si hrúbku a zároveň znižovať hmotnosť materiálu. V závislosti od aplikácie môže byť jadro integrované so sklolaminátom, hliníkom, termoplastom alebo inými obkladovými materiálmi na vytvorenie hotových konštrukčných panelov.
