Konstrukcja warstwowa

Płyta warstwowa o strukturze plastra miodu

W konstrukcji warstwowej , materiały o różnych właściwościach, są łączone w celu utworzenia warstwy komponentu lub półfabrykatu . Nazwa pochodzi również od składającej się z kilku warstw przekąski zwanej kanapką . Sekwencja warstwy górnej - warstwy rdzeniowej - warstwy górnej jest typowa.

Konstrukcja i statyka

Warstwowa konstrukcja płyty budowlanej A składająca się z dwóch litych powierzchni B i lekkiej warstwy wewnętrznej C.

Jako metodę konstrukcyjną, konstrukcja warstwowa oznacza lekką konstrukcję, w której elementy składają się z absorbujących siły stałych warstw wierzchnich, które są utrzymywane w pewnej odległości przez stosunkowo miękki, lekki materiał rdzenia. Części te są bardzo odporne na zginanie i wyboczenie, będąc jednocześnie lekkie. Ich obliczenia przeprowadza się w budownictwie zgodnie z liniową teorią warstwową .

Rdzeń może składać się z materiału pełnego (polietylen, drewno balsy ), pianki ( pianka sztywna, pianka metalowa ), izolacji (pianka sztywna, wełna mineralna) lub kraty o strukturze plastra miodu (papier, karton, metal, plastik). Przenosi występujące siły ścinające i podpiera warstwy zewnętrzne. W ciepła i właściwości izolacji akustycznej bardzo lekkich materiałów rdzeniowych są często stosowane. Jako warstwy wierzchnie stosowane blachy (sklejka) lub materiały kompozytowe z włókien . Punkty wprowadzenia siły są często zaopatrzone w wzmocnienia.

Aplikacje

Elementy warstwowe PUR przeznaczone do budowy magazynu

Zastosowania to na przykład łodzie sportowe, części samolotów (kadłub, skorupy skrzydeł), wagony kolejowe, deski surfingowe (wykonane z poliuretanu ) oraz łopaty wirników turbin wiatrowych.

Płyty warstwowe z rdzeniem o strukturze plastra miodu wykonanym z włókien aramidowych z warstwami zewnętrznymi wykonanymi z prepregów z włókna szklanego są często używane jako ściany kuchni i toalet w samolotach.

W budownictwie stosuje się prefabrykowane płyty warstwowe składające się z żelbetowego szkieletu nośnego , izolacji termicznej i okładziny z cegły klinkierowej lub betonu . Ponadto panele kompozytowe z metalowymi warstwami wierzchnimi i pośrednią izolacją termiczną nazywane są elementami warstwowymi lub panelami warstwowymi . Drzwi pokojowe są często wykonane z okładzin ze sklejki z papierowym rdzeniem o strukturze plastra miodu.

Półprzezroczyste elementy warstwowe na dach

Na dachach hal produkcyjnych zastosowano przezroczyste elementy warstwowe, które przepuszczają światło dzienne do oświetlenia miejsc pracy. Oszczędza to energię, ponieważ można tymczasowo obejść się bez sztucznego oświetlenia.

Aluminiowa płyta kompozytowa

Wentylowane płyty elewacyjne do projektowania elewacji i jako ochrona przeciwdeszczowa składają się częściowo z malowanych proszkowo lub folienbeklebten aluminiowych paneli kompozytowych o grubości od 3 do 10 mm (w języku: aluminiowe panele kompozytowe, ACP). Panele takich systemów elewacyjnych można giąć z większymi promieniami lub po usunięciu klina z materiału na odwrocie fazować. Są dostępne w różnych klasach ogniowych, od normalnie łatwopalnych do niepalnych, w zależności od materiału rdzenia.

Aluminiowy materiał kompozytowy do podparcia zdjęcia

Szyldy reklamowe, billboardy i wielkoformatowe zdjęcia o wysokiej odporności na promieniowanie UV i warunki atmosferyczne mogą być wykonane z aluminiowych paneli kompozytowych o grubości od 3 do 10 mm z rdzeniem z ciemnobrązowego polietylenu . Mają takie nazwy, jak Alu-Dibond lub Aluminium Composite Material (ACM). Znaki drukowane lub klejone zwykle nie wymagają ramki. Znaki z laminowanymi zdjęciami lub wydrukami nadają się do suchych miejsc.

W przemyśle stoczniowym konstrukcja warstwowa jest bardzo powszechna , zwłaszcza w przypadku łodzi sportowych . W dużym przemyśle stoczniowym zapewnia większe bezpieczeństwo, zwłaszcza w przypadku tankowców . Istniejące statki można również doposażyć.

W budowie pojazdów ściany zewnętrzne z izolacją termiczną w konstrukcji przekładkowej znajdują zastosowanie m.in. w domach mobilnych i zabudowach chłodniczych pojazdów użytkowych.

W inżynierii samochodowej termin „konstrukcja warstwowa” jest również używany do określenia zwartej konstrukcji, w której skrzynia biegów i silnik poprzeczny, silnie pochylony do przodu, znajdują się częściowo pod podłogą w przestrzeni na nogi z przodu. W przypadku zderzenia nie wnikają one do kabiny pasażerskiej, ale są wpychane z powrotem pod nią. Jako strefę zgniotu można wykorzystać cały przód pojazdu . W podwójnej podłodze pojazdu, wzmocnionej poprzecznymi i podłużnymi podłużnicami, jest miejsce między innymi na akumulator i zbiornik. Mercedes-Benz zbudował W 168 i W 169 , pierwszą i drugą Klasę A , zgodnie z tą zasadą .

Przed powstaniem państwa Izrael Hagana , prekursor armii izraelskiej, przekształcił ciężarówki w tak zwane pojazdy opancerzone typu sandwich . Otrzymali nadbudówki z drewnianych desek, które obustronnie pokryto blachą.

W produkcji nart konstrukcja warstwowa umożliwia dużą różnorodność pod względem wykorzystania materiału i wysiłku konstrukcyjnego: szerokość pasma waha się od prostego rdzenia piankowego dla początkujących nart do małych serii nart Pucharu Świata FIS z klejonym rdzeniem drewnianym.

Badania prowadzone są w struktury z pianki metalowej, jako materiał rdzeniowy dla łopatek turbiny .

W sektorze lotniczym panele warstwowe wykonane z płyt CFRP i aluminiowego rdzenia o strukturze plastra miodu są używane do paneli elektronicznych. Niektóre urządzenia mają również płyty warstwowe wykonane wyłącznie z CFRP, ponieważ są one bardziej odporne na skręcanie i lżejsze.