Sandwichstrukturen sind im Allgemeinen Verbundwerkstoffe aus drei Materialschichten. Die obere und untere Schicht bestehen aus hochfesten und hochmoduligen Materialien, die mittlere Schicht aus einem dickeren, leichten Material. Die FRP-Sandwichstruktur ist im Prinzip eine Kombination aus Verbundwerkstoffen und anderen Leichtbaumaterialien. Sie dient der effizienteren Materialausnutzung und Gewichtsreduzierung. Am Beispiel von Balken- und Plattenbauteilen lässt sich zeigen, dass im Einsatz Festigkeit und Steifigkeit gleichermaßen wichtig sind. Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) zeichnen sich durch hohe Festigkeit, aber niedrigen Elastizitätsmodul aus. Werden Balken und Platten daher ausschließlich aus GFK gefertigt, um die Festigkeitsanforderungen zu erfüllen, ist die Durchbiegung oft sehr groß. Eine Auslegung auf Basis der zulässigen Durchbiegung würde die Festigkeit deutlich überschreiten und somit zu Materialverschwendung führen. Nur durch die Anwendung der Sandwichstruktur lässt sich dieser Widerspruch sinnvoll lösen. Dies ist auch der Hauptgrund für die Entwicklung der Sandwichstruktur.
Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Steifigkeit, Korrosionsbeständigkeit, elektrischen Isolierung und Mikrowellenleitfähigkeit findet die GFK-Sandwichstruktur breite Anwendung im Flugzeug-, Raketen-, Raumfahrzeug- und Modellbau sowie bei Dachpaneelen in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Sie trägt zur Gewichtsreduzierung von Gebäuden und zur Verbesserung ihrer Funktionalität bei. Transparente, glasfaserverstärkte Kunststoff-Sandwichpaneele werden häufig für die Beleuchtungsdächer von Industrieanlagen, großen öffentlichen Gebäuden und Gewächshäusern in kalten Regionen eingesetzt. Im Schiffbau und Transportwesen finden GFK-Sandwichstrukturen in vielen Komponenten von U-Booten, Minensuchbooten und Yachten Verwendung. Auch die in China entwickelten und gefertigten GFK-Fußgängerbrücken, Autobahnbrücken, Automobile und Züge etc. basieren auf der GFK-Sandwichstruktur und erfüllen die vielfältigen Anforderungen an geringes Gewicht, hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit, Wärmedämmung und Wärmespeicherung. Bei Blitzschutzabdeckungen, die Mikrowellenleitfähigkeit erfordern, hat sich die GFK-Sandwichstruktur als ein Material etabliert, das anderen Werkstoffen überlegen ist.
Veröffentlichungsdatum: 02. März 2022
