P 368: Charakterisierung von Sandwichbauteilen aus Stahldeckblechen mit einem Kern aus schmelzmetallurgisch hergestelltem, geschäumtem Aluminium

Beschreibung

Im vorgeschalteten Projekt P 281.1 „Industrielle Nutzung von Stahlblechverbund­werkstoffen mit geschäumtem Aluminium Projekt 1 Sandwichkonstruktionen aus Stahlblech mit geschäumtem Aluminium“ der Studiengesellschaft Stahlanwendung e.V. wurde ein neuartiger Sandwichverbund aus Stahldeckblechen und einem Alu­miniumschaumkern mit einer metallischen Bindung zwischen den Komponenten ent­wickelt. Dieser Sandwichverbund vereint ein geringes Flächengewicht mit den guten Festigkeits- und  Oberflächeneigenschaften von Stahl sowie funktional nutzbaren Ei­genschaften der Schaumkernlage (Energieabsorption, verringerte Wärmeleitfähig­keit etc.). Das nun abgeschlossene Forschungsvorhaben P 368 sollte überprüfen, ob auch ein ähnlicher Verbund zwischen Stahldeckblechen und Aluminiumschaum­kern durch Kleben der beiden Metalle möglich ist.
In Experimenten mit verschiedenen Klebersystemen wurde aufgezeigt, daß sich über die Klebung mit einem viskosen Epoxidharzkleber eine haltbare, schubsteife Verbindung zwischen der Aluminiumschaumkernlage und Stahldeckblechen zur Herstellung eines Sandwichverbundes erzielen läßt. Durch eine Aufrauhung der Oberflächen und eine Warmaushärtung des Klebers können reproduzierbar Sandwi­che hergestellt werden, bei denen das schwächste Glied die Schaumkernlage ist. Das Kleben der Sandwichpartner ermöglicht auch Sandwiche mit Stahldeckblechen von mehr als 2 mm (hier 3 und 5 mm) und entsprechenden Schaumkernlagen (30 und 50 mm), die über das in P 281.1 entwickelte Verfahren nicht darstellbar sind.
Bei der Prüfung geklebter Sandwiche in Schub-, Zug- und Biegeversuch zeigt sich, daß sich entsprechend der gewählten Schaumkernlegierung ähnlich gute Eigen­schaften wie bei Material mit metallischer Bindung erzielen lassen. Auch die für ge­klebte Sandwiche ermittelten Schälfestigkeiten sind trotz der eher hart-spröden Epo­xidharzklebers akzeptabel. Unbeschichtete Stahlbleche weisen etwas geringere Schälfestigkeiten auf als walzaluminierte Deckbleche, aber auch diese sollten je­doch für einen Einsatz voll ausreichend sein. Zu beachten ist, daß wegen der gerin­gen thermischen Beständigkeit des Harzklebers keine Hochtemperaturanwendun­gen möglich sind und ein Fügen durch Schweißen bisher experimentell nicht reali­siert werden konnte. Auch dreidimensionale Formteile sind bislang nicht darstellbar.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.

Veröffentlichung:
1998

Autoren:
Univ. Prof. D.-Ing. W. Bleck, Dipl.-Ing. H. von Hagen