DE2657463C2 - Verbundwerkstoff mit einem Kern und einer damit festhaftend verbundenen Beschichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbundwerkstoff mit mindestens einem Kern aus porigem Material geringer Dichte und Festigkeit und einer die ganze oder einen Teil der Oberfläche überziehenden, mit dem Kern festhaftend verbundenen Beschichtung aus einem Kunstharz — wie z. B. Epoxydharz — enthaltenden Material höherer Dichte und Festigkeit, wobei der Kern mit Einstichen, Einschnitten, Bohrungen od. dgl. versehen sein kann, in denen sich gegebenenfalls Kunstharz befindet.

Verbundwerkstoffe gibt es in vielen Bereichen der Technik. Sie bestehen in der Regel aus einem verhältnismäßig leichten, oft auch schall- oder wärmedämmenden Material, das mit einer oder mehreren Deckschichten aus Material höherer Festigkeit fest, z. B. durch Klebung verbunden ist. Während für den Kern oft Schaumstoffe verwendet werden, können die Deckschichten aus beliebigem Material bestehen, z. B. Holz oder Holzwerkstoffen, Metall, Stein oder Kunststein, oder ebenfalls aus Kunststoff. Dabei ist es auch bekannt, im Kernmaterial Kanäle vorzusehen, in die ein zur Beschichtung verwendetes Kunstharzmaterial eindringen und erhärten kann (DE-GM 72 27 537). Bei Verwendung von Kunstharz zur Beschichtung und Verfestigung besteht auch die Möglichkeit, dieses zugleich zur Verbindung kleinerer Bausteine zu größeren Bauteilen einzusetzen; überdies ist eine so beschichtete Oberfläche in beliebiger Weise zu behandeln, z. B. durch Schleifen, Spachteln, Lackieren usw.

Die für viele Verwendungszwecke wesentliche Leichtigkeit des Kernmaterials wird im allgemeinen durch die Verwendung poriger Werkstoffe gewährleistet, bei denen die auch für dieses Material erforderliche Festigkeit durch die ungeordnet verlaufenden Wände der Luftporen erzielt wird. Dieses Material ist aber nicht für alle Verwendungszwecke geeignet, weil es oft der Verrottung oder Korrosion unterliegt, so daß, wenn das Kernmaterial nicht ausreichend dauerhaft und haltbar ist, der gesamte Werkstoff nicht entsprechend eingesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbundwerkstoff der eingangs genannten Art so Verrottung vorteilhaften Eigenschaften von Metall besitzt und damit verrottungssicherer ist als bekannte Verbandwerkstoffe, daß er aber weiter einfach herstellbar ist und auch seine Leichtigkeit und hohe Festigkeit behält.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Kern aus ungeordnet eng gefalteten bzw. geknitterten Metallfolien oder -fäden besteht.

Dabei kann das Material des Kerns im Bereich der

ίο Oberfläche durch Hämmern, Pressen, Schlagen, Walzen od. dgl. stärker verfestigt sein als im inneren Bereich.

Der erfindungsgemäße Werkstoff ist einfach und leicht in beliebigen Abmessungen herzusiellen. Durch ungeordnete Faltung und Knitterung von Metallfolie oder -fäden wird eine Zellenbildung mit dreidimensionaler Versteifung erreicht. Je nach der Stärke der Zusammendrückung der geknitterten Folie, die gegebenenfalls in den an der Oberfläche liegenden Bereichen noch stärker sein kann als im inneren Bereich, kann die Größe der Zellen und demgemäß die Festigkeit des Kernmaterials beeinflußt werden. Von Vorteil ist dabei vor allem die dem Material des Kerns innewohnende Möglichkeit zur plastischen Verformung und Leistung von Fonnänderungsarbeit.

Die Faltung bzw. Knitterung kann durch beliebige bekannte Arbeitsverfahren erfolgen. Zugleich mit dem Vorgang der Faltung und Knitterung kann eine Formgebung des Kernmaterials einhergehen. So ist es beispielsweise ohne weiteres möglich, das Ausgangsmaterial, also z. B. die Folie, in bestimmt geformte Hohlräume zu pressen, um dadurch eine bestimmte Formgebung zu erzielen. Auf diese Weise lassen sich Einzelelemente bilden, die entweder quaderförmig mit glatten Außenflächen ausgebildet oder deren Außenflächen so gestallet sind, daß sie mit benachbarten Einzelelementen eine formschlüssige Verbindung eingehen.

Die auf solche Weise hergestellten Kernteile werden dann an den Außenflächen mit einem Kunstharzkleber,

z. B. auf Epoxydharzbasis, überzogen, der eine innige Verbindung mit dem Material des Kerns eingeht und die für die Sandwich-Bauweise erforderlichen steifen Deckschichten ergibt. Durch die Zellenstruktur des Kernmaterials ergibt sich eine gute Verbindung des Beschichtungsmaterials mit dem Kernmaterial.

Der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff kann für die verschiedensten Aufgaben auf den verschiedensten technischen Gebieten eingesetzt werden. Durch die Auswahl verschiedener Metalle, /.. B. Reinaluminium, Legierungen, Kupfer, Stahl, Gold usw. sowie Hochleistungskleber. durch Struktur und Größe der Bauelemente lassen sich mit großer Bandbreite Zug- und Biegefestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Dichte, Stoßabsorption sowie thermisch-physikalisches und chemisches Verhalten der daraus hergestellten Bauelemente variieren. So reicht ■ die Verwendung des neuen Verbundwerkstoffes vom Kraftfahrzeug-, Flugzeug- und Schiffbau über die Bau- und Möbelindustrie bis hin zur Zahntechnik (Ausfüllen von Zahnhohlräumen) und

fto Rüstungsindustrie.

Aus dem neuen Verbundwerkstoff lassen sich beispielsweise Stoßstangen für Kraftfahrzeuge herstellen, die bei normaler Beanspruchung eine hohe Festigkeit aufweisen, die aber sich bei einer Kollision,

<>5 wenn das Bcsehichuingsmaterial zerstört wird, durch verstärkte Zusammenpressung kinetische IZnergie vernichten. Ähnlich wirkt das Material auch bei Einschüs-

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durch die Verformung die kinetische Energie eines Geschosses vernichtet wird und dieses in der Schicht steckenbleibt oder doch so stark abgebremst wird, daß es nach Durchdringung der Schicht keinen Schaden mehr anrichten kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verbundwerkstoff mit mindestens einem Kern aus porigem Material geringer Dichte und Festigkeit und einer die ganze oder einen Teil der Oberfläche überziehenden, mit dem Kern festhaftend verbundenen Beschichtung aus einem Kunstharz — wie z. B. Epoxydharz — enthaltenden Material höherer Dichte und Festigkeit, wobei der Kern mit Einstichen, Einschnitten, Bohrungen od. dgl. versehen sein kann, in denen sich gegebenenfalls Kunstharz befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus ungeordnet eng gefalteten oder geknitterten Metallfolien oder -fäden besteht.

2. Verbundwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Kerns im Bereich der Oberfläche durch Hämmern, Pressen, Schlagen, Walzen od. dgl. stärker verdichtet ist als im inneren Bereich.