Qualitätsrichtlinien für Sandwichplatten


Die Qualität von Sandwichplatten wird durch mechanische, chemische, anwendungstechnische und klimatische Prüfungen getestet. Wir erklären, auf welche Qualitätsrichtlinien es bei Sandwichpaneelen ankommt.


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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.

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?

Sie wollen mehr Details darüber erfahren, welche Prüf­ungen LAMILUX Composites durch­führt, um den Wert­erhalt und die Sicher­heit Ihrer Anwendung zu gewähr­leisten? Dann schauen Sie in der LAMILUX Academy vorbei. Dort geben Ihnen die Profis von LAMILUX spannende Ein­blicke durch abwechs­lungsreiche Webinare. Auch der Wert­erhalt und die Sicher­heit durch TÜV zertifizierte Qualität von GFK Sandwich­platten ist Thema in der LAMILUX Academy. Schauen Sie jetzt gleich vorbei und finden Sie das passende Webinar für sich.