Technische Problemstellung
Maschinenverkleidungen müssen bei hoher akustischer und mechanischer Belastung strukturell stabil bleiben, während gleichzeitig die Anforderungen an Gewicht, Steifigkeit und Langlebigkeit steigen. Klassische Blechverkleidungen stoßen hier schnell an ihre Grenzen hinsichtlich Schallreduktion und Energieabsorption bei Crashlasten. Gesucht wird eine Lösung mit:
- Hoher spezifischer Steifigkeit (E/ρ)
- Hoher akustischer Dämpfungswirkung
- Hoher Energieabsorption bei Stoß- und Crashbelastung
- Geringem Gewicht
- Nachhaltiger Herstellung durch reduzierten Energieeinsatz
Herausforderung
Die Herausforderung liegt in der Integration mehrerer Funktionen in eine möglichst leichte, modulare Wandstruktur. Dabei muss das System akustisch wirksam sein, lokale Spannungsspitzen abbauen und im Falle mechanischer Überlastung definiert nachgeben, ohne die Schutzfunktion zu verlieren.
Lösung und Ergebnis
Die Lösung ist eine Sandwichstruktur mit einer inneren wölbstrukturierten Kernstruktur als Loch- oder Glattblech (z. B. DeepHEX) und einer glatten Decklage sowie optional einer offenzelligen PU-Schaumschicht zur akustischen Absorption. Durch die selbstorganisierende Wölbstrukturierung entstehen ultraleichte und dennoch hochsteife Strukturen mit folgenden Eigenschaften:
- 7-fache Biegesteifigkeit gegenüber planem Blech
- Isotrope Steifigkeit (2D)
- Gleichmäßige Spannungsverteilung
- Hohe lokale Energieabsorption ohne globales Knicken
- Hohe akustische Dämpfleistung durch gezielte Kombination von Geometrie und Material
Vorversuche und Simulationen zeigen, dass bei gleicher Schutzwirkung bis zu 50 % Materialersparnis im Vergleich zu klassischen Verkleidungen erzielt werden können.
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