SCHAUM IN NEUEN DIMENSIONEN

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1 SCHAUM IN NEUEN DIMENSIONEN Seite 2 Anwendungsbeispiele 3 3D CORE Vorzüge und Funktion 4 3D CORE Schaumarten, Lieferform, VE 5 6 Technische Vergleichswerte 7 8 Kosten- und Gewichtsvergleich 9 Schaum-Navigator Anwendungshinweise / Verarbeitungshinweise 12 Beispielfotos Dynamic 13 Kontakt, Hinweise 1

2 3D CORE anwendungsbeispiele Die enorme Festigkeit des Endproduktes bei gleichzeitiger 3D-Verformbarkeit im Herstellungsprozess bietet sich für alle Einsatzbereiche an, in denen Gewichtsersparnis eine wichtige Rolle spielt: Bootsbau (Aufbau) Bootsbau (Bootsrumpf) Karosserie-Bau Personenschutz Luftschifffahrt (Zeppelin-Nase) Luftfahrt (Segelflug) 2

3 3D CORE Vorzüge und Funktion Auf der Suche nach 3-dimensional verformbaren Schaumkernmaterialien entdeckte das F&E Team von ESC durch umfangreiche Simulationen und Versuche, dass sechseckige Schaumkörper, verbunden durch feine Verbindungsstege, diese Aufgabe perfekt lösen. Die ersten Versuche ergaben folgende Ergebnisse: Nach dem Entfernen des Schaumes aus den Zwischenräumen und der Herstellung der schmalen Verbindungsstege entsteht eine 3-dimensional verformbare Schaumstruktur. Die so entstandenen Kavitäten bilden ein perfektes Kanalsystem für die Entlüftung. Nach dem Aushärten des Harzes entsteht eine Wabenstruktur aus Harz, deren Zellwände durch den umgebenden Schaum abgestützt werden. Das zusätzliche Gewicht des Harzes wird in diesem System zu einer erheblichen Steigerung der mechanischen Eigenschaften genutzt. Vergleicht man ein klassisches Sandwich, d.h. einen normalen Schaumkern mit Deck schichten mit einem 3D CORE Sandwich, so erhält man bei einer Kernstärke von 10 mm mit einem Epoxid-Harzsystem folgende Steigerungen bei den Kennwerten (Beispiel PET): Produktionseffizienz + 50 % Schubfestigkeit % Biegefestigkeit % Druckfestigkeit % Nach der erfolgreichen Überprüfung der vorgenannten Punkte und Werte durch umfangreiche Versuche und Messungen erfolgte im Juni 2006 die Freigabe für die Erstellung der Produktionsanlage. 3

4 Schaummaterialien / Kernmaterialien 3D CORE ist in folgenden Schaumarten erhältlich: E XPS = Schaum aus XPS (extrudiertes Polystyrol) E PET = Schaum aus PET (Polyethylene terephthalate) E PUR = Schaum aus PUR/PIR (Polyurethanisocyanurate) E PIR = Nicht entflammbarer Schaum aus PIR (Polyisocyanurate) mit eingeschränkten 3D-Fähigkeiten 3D CORE Lieferform 3D CORE wird in Modulen ausgeliefert. Diese Module haben an zwei Seiten Abstandshalter, während die Außenkontur auf den gegenüber liegenden Seiten eben ist. Dies garantiert einen gleichmäßigen Einbau und einen kontrollierten Harzeintrag in den Verbindungsbereichen. Die Maße eines Moduls betragen zur Zeit 540 x 370 mm in Abhängigkeit von der Schaumart. Andere Modullängen auf Anfrage. Die ab Lager zu beziehenden Materialstärken betragen 3, 5, 7, 10 und 15 mm (andere Stärken im Bereich zwischen 3 und 15 mm auf Anfrage). Verpackungseinheiten Um für unseren Kunden möglichst niedrige Frachtkosten zu erzielen wird das Europaletten- Maß streng eingehalten. Die kleinste Einheit ist ein Karton. Hier ergeben sich folgende Verpackungseinheiten: 3 mm = 45 m², 5 mm = 30 m², 7 mm = 22m², 10 mm = 15 m² und 15 mm = 10 m². Die Preise erhalten sie auf Anfrage. Plattenware Selbstverständlich liefern wir auch reine Plattenware in verschiedenen Dicken. 4

5 for internal use only ESC FOAM IN NEW DIMENSIONS VERGLEICH DER TECHNISCHEN DATEN VON STANDARD-SCHAUMKERNEN ZU 3D CORE Druckfestigkeit Mpa 0,47 14,77 XPS 30 / 0 * 3D CORE XPS 30 / 0,7 * 0,82 1,27 10,38 10,97 PUR 80 / 0 3D CORE PUR 80 / 0,6 SAN 94 / 0 3D CORE SAN 71 / 0,5 0,84 8,23 PET 115 / 0 3D CORE PET 115 / 0, * 30 = Dichte / 0,7 = Kavität Schubfestigkeit τ Mpa 0,41 0,58 0,66 1,11 1,46 1,44 1,77 1,89 XPS 30 / 0 * 3D CORE XPS 30 / 0,7 * PUR 80 / 0 3D CORE PUR 80 / 0,6 SAN 94 / 0 3D CORE SAN 71 / 0,5 PET 115 / 0 3D CORE PET 115 / 0,2 * 30 = Dichte / 0,7 = Kavität 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 Biegefestigkeit σ-fm Mpa 23,2 27,89 41,82 62,82 73,16 79,88 XPS 30 / 0 * 3D CORE XPS 30 / 0,7 * PUR 80 / 0 3D CORE PUR 80 / 0,6 SAN 94 / 0 3D CORE SAN 71 / 0,5 PET 115 / 0 3D CORE PET 115 / 0,2 16,17 74,8 * 30 = Dichte / 0,7 = Kavität Alle Messungen wurden ausgeführt von der Die MPA-Hannover ist die Materialprüfanstalt für Werkstoffe und Produktionstechnik in Industrie, Handel und Gewerbe an der Universität Hannover. 5

6 for internal use only ESC FOAM IN NEW DIMENSIONS VERGLEICH DER TECHNISCHEN DATEN VON STANDARD-SCHAUMKERNEN ZU 3D CORE E Modul MPa (Druckfestigkeit) 24,3 518,24 XPS 30 / 0 * 3D CORE XPS 30 / 0,7 * 39,28 373,82 PUR 80 / 0 3D CORE PUR 80 / 0,6 67,65 269,93 SAN 94 / 0 3D CORE SAN 71 / 0,5 21,35 316,33 PET 115 / 0 3D CORE PET 115 / 0,2 * 30 = Dichte / 0,7 = Kavität E Modul MPa (Schubfestigkeit) 170,72 913,36 XPS 30 / 0 * 3D CORE XPS 30 / 0,7 * 175,57 718,83 PUR 80 / 0 3D CORE PUR 80 / 0,6 372,87 885,52 SAN 94 / 0 3D CORE SAN 71 / 0,5 191,07 771,59 PET 115 / 0 3D CORE PET 115 / 0,2 * 30 = Dichte / 0,7 = Kavität E Modul MPa (3 Punkt Biegetest) 3496, ,42 XPS 30 / 0 * 3D CORE XPS 30 / 0,7 * 2855, ,72 PUR 80 / 0 3D CORE PUR 80 / 0,6 4202, ,59 SAN 94 / 0 3D CORE SAN 71 / 0,5 2308, ,64 PET 115 / 0 3D CORE PET 115 / 0,2 * 30 = Dichte / 0,7 = Kavität Laminat- Aufbau 1. Twill Glasfasergewebe 110 g/m² 2. Glasfaser Quadraxialgelege 600 g/m² mm Schaumkern 4. Glasfaser Quadraxialgelege 600 g/m² 5. Twill Glasfasergewebe 110 g/m² Harz: Epoxid Sicomin 8100/8822 Alle Teile wurden im Vakuum-Infusions-Verfahren hergestellt und bei 80 C getempert. 6

7 for internal use only ESC FOAM IN NEW DIMENSIONS GEWICHTS- UND KOSTENRELATION GEGENÜBER VERGLEICHBAREN MATERIALIEN 3 mm: Gewicht kg/m 2 /m 2 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 kg 3D CORE PUR 80/0.6* 3D CORE XPS 30/0.7* 3D CORE PET 100/0.2* Sphere Core Sphere Tex /Ax Lantor Soric SF Lantor Soric XF Lantor Soric TF Lantor Soric LRC Lantor Coremat XM Lantor Coremat Xi GfK Vollmaterial 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 4 mm: Gewicht kg/m 2 /m kg 3D CORE PUR 80/0.6* 3D CORE XPS 30/0.7* 3D CORE PET 100/0.2* Sphere Core Sphere Tex /Ax Lantor Soric SF Lantor Soric XF Lantor Soric TF Lantor Soric LRC Lantor Coremat XM Lantor Coremat Xi GfK Vollmaterial 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 5 mm: Gewicht kg/m 2 /m kg 3D CORE PUR 80/0.6* 3D CORE XPS 30/0.7* 3D CORE PET 100/0.2* Sphere Core Sphere Tex /Ax Lantor Soric SF Lantor Soric XF Lantor Soric TF Lantor Soric LRC Lantor Coremat XM Lantor Coremat Xi GfK Vollmaterial 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00 = In dieser Stärke nicht erhältlich * 80 = Gewicht / 0.6 = Kavität Epoxydharz 8 /kg. GfK 580 g/m² (0,64 mm) 3,22 /m². Materialpreis basierend auf Marktpreisen pro 100 m². 7

8 for internal use only ESC FOAM IN NEW DIMENSIONS GEWICHTS- UND KOSTENRELATION GEGENÜBER VERGLEICHBAREN MATERIALIEN 6 mm: Gewicht kg/m 2 /m kg 3D CORE PUR 80/0.6* 3D CORE XPS 30/0.7* 3D CORE PET 100/0.2* Sphere Core Sphere Tex /Ax Lantor Soric SF Lantor Soric XF Lantor Soric TF Lantor Soric LRC Lantor Coremat XM Lantor Coremat Xi GfK Vollmaterial 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 10 mm: Gewicht kg/m 2 /m kg 3D CORE PUR 80/0.6* 3D CORE XPS 30/0.7* 3D CORE PET 100/0.2* Sphere Core Sphere Tex /Ax Lantor Soric SF Lantor Soric XF Lantor Soric TF Lantor Soric LRC Lantor Coremat XM Lantor Coremat Xi GfK Vollmaterial 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00 15 mm: Gewicht kg/m 2 /m kg 3D CORE PUR 80/0.6* 3D CORE XPS 30/0.7* 3D CORE PET 100/0.2* Sphere Core Sphere Tex /Ax Lantor Soric SF Lantor Soric XF Lantor Soric TF Lantor Soric LRC Lantor Coremat XM Lantor Coremat Xi GfK Vollmaterial 0,00 20,00 40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 = In dieser Stärke nicht erhältlich * 80 = Gewicht / 0.6 = Kavität Epoxydharz 8 /kg. GfK 580 g/m² (0,64 mm) 3,22 /m². Materialpreis basierend auf Marktpreisen pro 100 m². 8

9 SChaum-naVigatOR (auswahlhilfe FüR kernmaterial) DnV zert. gl zert. xps 30 pet 100 pet 150 pur 80 Dichten 30 kg/m kg/m kg/m 3 80 kg/m 3 harzverträglichkeit Epoxidharz gut gut gut gut polyesterharz nicht geeignet gut gut gut Vinylesterharz gut gut gut gut polyurethanharz gut gut gut gut phenolharz gut gut gut gut temperatur max. Verarbeit.- temperatur 70 C 170 C 170 C 110 C Druckfestigkeit max. Druck mpa bei 20 C 0,47 0,82 1,4 0,84 Drapierbarkeit gut sehr gut sehr gut befriedigend anwendungen Vakuuminfusion sehr gut sehr gut sehr gut sehr gut Rtm befriedigend befriedigend gut gut handlaminat befriedigend gut gut befriedigend autoklav (prepreg) nicht geeignet ausreichend befriedigend nicht geeignet Rim nicht geeignet gut sehr gut sehr gut Dicken 3 mm 15 mm 3 mm 15 mm 3 mm 15 mm 5 mm 15 mm 9

10 Verarbeitungshinweise für 3D CORE Generell 3D CORE ist besonders geeignet für das Vakuum-Infusions-Verfahren. Durch die Matrix wird die Infusion des Harzes in das Gelege erleichtert. Basis des Verfahrens ist immer ein gut entlüftetes Harzsystem mit ausreichenden Topfzeiten. Auch im Handlaminat-Verfahren werden sehr gute Ergebnisse erzielt. Viele Schäume eignen sich auch für andere Verfahren wie RTM, RTM-light, RIM, usw. Berechnungsgrundlage Der Laminatplan wird durch den Konstrukteur mit der CLT auf der Basis von Standardwerten berechnet. ESC stellt die Werte auf der Basis von gefüllten Standardkörpern mit einer Stärke von 10 mm für die Berechnung als sogenannte Standardkerne zur Verfügung (Werte anderer Stärken auf Anfrage). Dieser Standardkern besteht aus 3D CORE mit jeweils einer Lage 110 g/m 2 Twill/Köper und 600 g/m 2 Quadraxialgelege aus Glasfasergewebe mit GL Zertifikat auf der Ober- und Unterseite. Der Standardkern ist gefüllt mit einem GL-zertifizierten Epoxydharzsystem. Der Konstrukteur benutzt diese Werte als feste Kennwerte für den Kern und kann so umfangreiche FEM Berechnungen der Struktur vermeiden. 3D CORE im Drucktest Für Ihr spezielles Harzsystem können wir auf Wunsch diese Werte preisgünstig ermitteln. Bitte fordern Sie ein entsprechendes Angebot an. Zuschnitt Der Zuschnitt ist bei allen Schaumtypen mit guten Klingen und Standardwerkzeug problemlos möglich. Fixieren Sie das Schnittgut mit einem Stahllineal oder ähnlichem, um das Abbrechen einzelner Schaumkörper zu verhindern. 3D CORE im Schubtest Für Serienfertigungen sind Zuschnitte erhältlich (Kits). 3D CORE im Biegetest 10

11 Einbringen in die Form / Fixieren Bitte beachten Sie: 1 Damit sich das Modul besser in Rundung der Form einlegen lässt, ist der Verbindungssteg der einzelnen Sechseckkörper nicht mittig angebracht (Zeichnung 1). An zwei Außenseiten des Moduls befinden sich jeweils Verbindungsstege. Diese müssen bei allen Modulen identisch ausgerichtet sein (Zeichnung 2). Die nachfolgenden Module müssen so eingelegt werden, dass die Verbindungsstege auf Außenseiten ohne Verbindungsstege treffen (Zeichnung 3). Verbinden Sie die Module untereinander, um ein Verrutschen zu verhindern. Beim Einbringen in die Form haben wir gute Erfahrungen mit Tape aus Celluloseacetat und kautschukfreiem Klebefilm gemacht. Gute Ergebnisse erzielt man auch mit Kunststoff-Heftklammern (Tackernadel). Das Harz muss vor der Infusion sorgfältig entlüftet werden. Es muss in die Struktur injiziert werden und nicht oberhalb in die Gelege (Zeichnung 5). Bei Handlaminat muss auf die richtige Konsistenz des Harzes geachtet werden Vakuum-Infusions-Verfahren Handlaminat-Verfahren 11

12 3D CORE ANwendungsbeispiel: Wacker werft Dynamic Der Bau der Dynamic mit 3D CORE als Kernmaterial zeigt ein Beispiel von Wirtschaftlichkeit im Leichtbau. Messe-Highlight: Der Dynamic -Rumpf Dynamic -Rumpf mit 3D CORE als Kernmaterial Rumpf-Deckverbindung Das Deck wird im Vakuum-Infusionsverfahren hergestellt Fertige Dynamic im Einsatz 12

13 KONTAKT Die aktuellen Kontaktdaten entnehmen Sie bitte unserer Internetseite HINWEISE 1. Hersteller und Vertriebspartner empfehlen dem Kunden grundsätzlich und dringlich, eigene Testpaneele herzustellen und Tests mit dem gelieferten Material durchzuführen, um sicherzustellen, dass diese sich für die vom Kunden geplante Anwendung eignen. 2. Die technischen Angaben enthalten Richtwerte für die nominale Rohdichte. Diese können aufgrund von Dichteschwankungen unterschritten oder überschritten werden. Minimalwerte für die Auslegung von Bauteilen stellen wir auf Wunsch zur Verfügung. Ebenso können die Maße im Bereich der Dicke um +/- 0,5 mm und in der Länge und Breite um +/- 10 mm pro lfd. m schwanken. Engere Toleranzen sind nur auf der Grundlage einer schriftlichen Vereinbarung erhältlich. 3. Die Angaben dieser Publikation entsprechen den Herstellerangaben und dem heutigen Stand der Kenntnisse. Für die Richtigkeit der Angaben und für die Resultate, welches sich aus deren Gebrauch und der Anwendung der hier beschriebenen Produkte ergeben, kann keine Garantie übernommen werden. 4. Hersteller und Vertriebspartner schließen ausdrücklich Gewährleistungsansprüche aus. Dies gilt im Besonderen für die Eignung der Produkte für die vom Kunden gewählte Anwendung. 5. Hersteller und Vertriebspartner haften ebenso wenig für Unfälle und Folgeschäden, welche sich aus dem Gebrauch und der Anwendung der Produkte ergeben. 6. Keine Angabe dieser Broschüre und des Inhaltes der Internetseite des Hersteller oder des Vertriebspartners ist dazu bestimmt, bestehende Patentrechte zu verletzen oder eine Patentverletzung zu empfehlen. Herford, 01. Juli