GFK Sandwichplatten für individuellen Einsatz
Häuserwände und -dächer, Decken, Wände, Türen und Bodenplatten im Fahrzeugbau, ja sogar Möbel werden heutzutage aus Sandwichplatten hergestellt. Die individuell gestaltbaren Sandwichplatten sind aus dem heutigen Leben kaum mehr wegzudenken. Fällt die Entscheidung der Deckschichten der Sandwichplatten auf faserverstärkte Kunststoffe (GFK), werden die GFK Sandwichplatten zu echten Alleskönnern. Denn bei relativ geringem Gewicht können sie über erhebliche mechanische Eigenschaften, wie etwa hohe Tragfähigkeit, ausgezeichnete Robustheit und optimale Wärmedämmung verfügen.
Grundsätzlich setzen sich Sandwichplatten aus einem Kernmaterial, beispielsweise Schaum, sowie beidseitig aufgeklebten Deckschichten zusammen. Sowohl das Kernmaterial als auch die Deckschichten tragen zur Gewährleistung der mechanischen Festigkeiten bei. Dabei muss aber eines unbedingt beachtet werden: das Verhältnis von Deckschichten zu Kernmaterial.
Denn das Kernmaterial muss eine so hohe Eigensteifigkeit und Druckfestigkeit aufweisen, dass beim Durchbiegen der Sandwichkonstruktion der Abstand zwischen den Deckschichten konstant bleibt. Denn sollte das nicht gewährleistet sein, fällt die Biegefestigkeit der Sandwichplatte sofort zusammen.
Besonders beim Einsatz im Fahrzeugbau müssen Sandwichplatten aus faserverstärkten Kunststoffen alle Qualitätsparameter erfüllen, um in der Industrie den höchsten Nutzen bei der Werkstoffanwendung bieten zu können. Welche Qualitätsparameter das genau sind, erklären wir weiter unten in diesem Artikel.
Denn Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff. Mechanische, chemische, klimatische sowie anwendungstechnische Prüfungen spielen deshalb bei der Konzeption und Qualitätssicherung eine wichtige Rolle. Denn die Qualität der Produkte hängt maßgeblich davon ab, wie die Werkstoffe im Vorhinein auf physikalischen und mechanischen Eigenschaften getestet wurden. Wir erklären Ihnen detailliert, welche unterschiedlichen Qualitätsrichtlinien und Prüfverfahren es gibt und wie diese die Qualität der Sandwichplatten gewährleisten.
TÜV Prüfzeichen – das Merkmal für Qualität
Im besten Fall vertrauen Sie bei den von Ihnen ausgewählten Sandwichplatten auf die jahrelange Erfahrung und Qualität von GFK-Spezialisten - Insbesondere auf unternehmensextern geprüfte Qualität. Denn genau diese extern geprüfte Qualität macht den Unterschied: Viele Unternehmen versprechen höchste Qualität durch eigene Labor- und Prüfverfahren, lassen ihre eigenen Labor- und Prüfverfahren und somit auch die Qualität der Produkte jedoch nicht extern prüfen. Der Spezialist für faserverstärkte Kunststoffe, LAMILUX Composites, macht vor, wie es richtig geht.
Als erster Hersteller faserverstärkter Kunststoffbahnen und -rollen hat sich das Rehauer Familienunternehmen LAMILUX Composites ihre Vielzahl an Labor- und Prüfeinrichtungen freiwillig vom TÜV SÜD zertifizieren lassen. Der GFK-Spezialist hat sich damit selbst höchste Qualitätsanforderungen auferlegt – für die höchste Qualität ihrer Produkte und eine ausgezeichnete Kundenzufriedenheit in allen Anwendungsbereichen. Rund um den Globus beliefert LAMILUX Composites Kunden aus den Bereichen Fahrzeug-, Wohnmobil- und Caravanbau, Kühlhaus- und Kühlzellenbau, Container- oder Bauindustrie sowie zahlreicher weiterer Industriesegmente. Aber wie genau kann LAMILUX Composites die Qualität für diese Anwendungen gewährleisten? LAMILUX Composites setzt auf die jahrelange Erfahrung und Methodenkenntnis in den Bereichen Zertifizierung von Labor- und Prüfverfahren des TÜV SÜD. Die Experten des TÜV SÜD kombinieren dafür speziell auf die Prüfkriterien des jeweiligen Unternehmens unterschiedliche Prüfmethoden, werten diese professionell aus und präsentieren die Prüfergebnisse.
Weltweit gilt TÜV SÜD als eine der führenden unabhängigen Stellen für Produktzertifizierung. TÜV SÜD prüft und zertifiziert die verschiedensten Produkte nach gesetzlich vorgeschriebenen, aber auch nach freiwilligen Standards.
Das charakteristische Prüfzeichen von TÜV SÜD, das blaue Oktagon, hat einen sehr hohen Wiedererkennungswert und steht bei professionellen Einkäufern und Verbrauchern auf der ganzen Welt für Qualität und Sicherheit.
Aber was genau bringt eigentlich eine TÜV Zertifizierung? Die TÜV SÜD Zertifizierung bietet den effektiven Nachvweis, dass ein Produkt alle relevanten Sicherheits- und Qualitätsanforderungen erfüllt und die jeweils geforderten Produktmerkmale aufweist.
Vor allem durch eine freiwillige Prüfung und Zertifizierung können Unternehmen ihre Produkte von den Konkurrenzprodukten abgrenzen und betonen, dass sie ihren Kunden und Verbrauchern ausschließlich qualitativ hochwertige, sichere und stabile Produkte anbieten.
Prüfen Sie Ihr Wunschprodukt mit dem Sandwichpaneel Konfigurator
Je nach Anwendung, Anforderungsprofil und Einsatzzweck erstellen Ihnen Hersteller von Sandwichplatten das passende Produkt. Die Auswahl an verschiedenen Materialkombinationen im Bereich der faserverstärkten Kunststoffe ist riesig. So vielseitig wie die Materialauswahl sind auch die vorhandenen Eigenschaften. Wie praktisch wäre es also, wenn Sie Ihre individuelle Sandwichplatte, mit den von Ihnen ausgewählten Deckschichten sowie dem gewählten Kernmaterial, bereits vorab testen lassen könnten? Genau das geht: Im besten Fall bieten nämlich die Hersteller von GFK-Deckschichten an, mit dem von Ihnen konfigurierten Produkt individuelle Sandwichsimulationen durchzuführen und berechnen zu lassen. Wo sie ein solches hilfreiches Tool finden? Beispielsweise beim Spezialisten für faserverstärkte Kunststoffe, LAMILUX Composites. Der sogenannte Sandwichpaneel Konfigurator führt individuelle Versuche für Sandwichpaneele mit LAMILUX Composites Deckschichten durch. Die Bedienung des Konfigurators ist benutzerfreundlich und selbsterklärend:
1. Wählen Sie die passenden GFK-Deckschichten für Ihre Versuchskonfiguration.
2. Bestimmen Sie das Kernmaterial und die Kerndicke.
3. Wählen Sie die Art des Versuchs: 3-Punkt-Biegeversuch, 4-Punkt-Biegeversuch, Druckstempelversuch
4. Für Vergleichszwecke können bis zu drei Aufbauten zu einer Anfrage zusammengefügt werden. Klicken Sie auf „WEITEREN VERSUCH HINZUFÜGEN“, wenn Sie eine neue Versuchsdurchführung hinzufügen wollen.
5. Sollten Sie nur eine Simulation durchführen wollen, klicken Sie auf „ÜBERNEHMEN“.
6. Da LAMILUX Composites alle Anfragen individuell durchführt, bekommen Sie Ihre Ergebnisse in den nächsten Tagen nach dem Absenden Ihrer Konfigurationsanfrage zugeschickt.
7. Anschließend können Sie anhand der orientierenden Ergebnisse eine Vorauswahl treffen. Zusätzlich zu den simulierten Ergebnissen wird empfohlen, Laborversuche an Erstmustern durchzuführen oder die Eignung anhand eines Prototypens zu bestätigen.
Prüfmethoden für höchste Qualität
Der LAMILUX Composites Sandwichpaneel Konfigurator bietet die Auswahl aus drei Testversuchen: dem 3-Punkt-Biegeversuch, dem 4-Punkt-Biegeversuch und dem Druckstempelversuch.
Der Biegeversuch bezeichnet eine Methode, bei der Werkstoffe auf ihre Biegefestigkeit und andere wichtige Eigenschaften untersucht werden. Die zerstörende Werkstoffprüfung wird nicht nur bei faserverstärkten Kunststoffen und Sandwichelementen angewandt, sondern auch bei allen anderen Werkstoffklassen.
Der Biegeversuch funktioniert wie folgt: Es werden genormte Prüfkörper in der Mitte der Prüfvorrichtung platziert.Abgerundete Stützrollen, auch Auflager genannt, sind in einem bestimmten Abstand, auch Stützweite genannt, parallel zueinander angeordnet.
Der langsam und mit gleichbleibender Geschwindigkeit herunterfahrende Prüfstempel belastet die Probe so lange mit steigender Kraft, bis sie versagt oder eine zuvor festgelegte Durchbiegung erreicht.
Die während des Biegeversuchs ausgeübte maximale Belastung nennt man Bruchkraft. Die unterschiedlichen Arten des Biegeversuchs unterscheiden sich bei der Anzahl der Druckpunkte und der Lagerung des Prüfkörpers:
3-Punkt-Biegeversuch
Der 3-Punkt-Biegeversuch ist der am häufigsten durchgeführte Biegeversuch. Bei dieser Versuchsanordnung gibt es drei Druckpunkte. Zwei Auflager und ein mittig belastender Prüfstempel. Das zu testende Material liegt mit seitlichen Überständen quer auf den Auflagern. Wenn der 3-Punkt-Biegeversuch grafisch dargestellt wird, ergibt sich ein Dreieck. Die Spitze dieses Dreiecks entspricht dem oberen, mittigen Druckpunkt. Sowohl die Feststellung der Biegeeigenschaften und Ermittlung des Elastizitätsmoduls der 3-Punkt-, als auch der 4-Punkt-Prüfvorrichtung schreibt die DIN EN ISO 178 vor. Für die Biegeprüfung an faserverstärkten Kunststoffen und an Sandwichpaneelen werden außerdem die Verfahren nach DIN EN ISO 12 125 und DIN 53293 verwendet.
4-Punkt-Biegeversuch
Was ist nun der Unterschied zwischen 3-Punkt-Biegeversuch und 4-Punkt-Biegeversuch? Der Unterschied liegt einzig und allein in der Prüfvorrichtung. Genau genommen unterscheiden sich die beiden nur in Bezug auf den Prüfstempel. Der 3-Punkt-Biegeversuch nutzt einen einzigen Druckstempel, der mittig Kraft ausübt, der 4-Punkt-Biegeversuch nutzt anstatt dessen einen Doppelstempel. Das führt dazu, dass in dem Bereich zwischen den beiden oberen Druckpunkten ein konstantes Biegemoment herrscht und keine Querkräfte auftreten können. Die grafische Darstellung des Biegemoments beim 4-Punkt-Biegeversuch zeigt ein Trapez.
Aber worauf kommt es bei der Prüfung an? Die 4-Punkt-Biegeprüfung wird nach DIN EN ISO 16841 durchgeführt. Der Anwendungsbereich dieser Prüfart umfasst die Ermittlung des Verformungsverhaltens eines Probekörpers bei ruhender Biegebeanspruchung. Hierbei müssen die Einflüsse Temperatur, Belastungszeit, weitere Umweltbedingungen auf das Langzeitverhalten des geprüften Kunststoffs miteinbezogen werden, um das Verfahren auf die Praxis übertragen zu können. Zusätzlich muss die Prüfgeschwindigkeit bei beiden Normen an die Prüfkörperform angepasst werden, um unzulässige Einflüsse auf die auftretenden Deformations- und Schädigungsmechanismen zu vermeiden.
Druckstempelversuch
Der letzte der drei Versuche, die Sie beim LAMILUX Composites Sandwichpaneel Konfigurator für Ihren individuellen Versuch auswählen können, ist der Druckstempelversuch. Bei dieser Methode wird die GFK Sandwich Konstruktion auf vier Seiten aufliegend in der Prüfvorrichtung platziert. Danach übt der Prüfstempel mit steigender Intensität Kraft auf die Mitte der Sandwichplatte aus, bis diese schlussendlich versagt. Der Druckstempelversuch untersucht also die Sandwichplatte darauf, wie viel Krafteinwirkung bis zur Zerstörung nötig ist beziehungsweise welchen elastischen Widerstand die Sandwichplatte dem Druckstempel entgegensetzt und wann die plastische Verformung eintritt.
Prüfungen für Perfektion
Aber nicht nur der 3-Punkt-Biegeversuch, der 4-Punkt-Biegeversuch oder der Druckstempelversuch testen die Qualität der Sandwichplatte. Fast endlos sind die möglichen Tests, welche GFK Sandwichplatten auf Herz und Nieren prüfen: Infrarot- oder Halogenbestrahlung, Schwitzwasser-Test, Barcolhärte, Torsions-Test, Thermografieuntersuchung, Temperaturwechseltest, Impact-Test oder die Lärmschutzprüfung nach Piek – um nur ein paar wenige weitere Beispiele zu nennen. Die Profis aus den Abteilungen Labor und Technik des GFK-Herstellers LAMILUX Composites erklären, worauf es bei den einzelnen Prüfungen ankommt:
Klimatische Prüfungen
„Die GFK Sandwichplatten sind später vor allem klimatischen Einflüssen ausgesetzt, deshalb steht im Fokus meiner Arbeit die Simulation natürlicher Umwelteinflüsse im Rahmen klimatischer Prüfungen. Dazu gehören etwa UV-Strahlung, Frost oder Temperaturschwankungen. Das sichert die Langzeitbeständigkeit im Hinblick auf Farbe sowie Oberflächen- und technische Eigenschaften ab.“ - Lisa Degenkolb
Anwendungstechnische Prüfungen
„Auch der anwendungsspezifische Support darf nicht zu kurz kommen, um die Composites sicher und verlässlich für verschiedene Anwendungen zu machen. Deshalb entwickeln wir Ihre individuellen Werkstoffe permanent weiter und erarbeiten unter realitätsnahen Bedingungen die passende Werkstofflösung für Ihre Bedürfnisse.“ - André Hollmann
Sie wollen mehr über GFK Sandwichplatten erfahren?
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