Képzeljük el, hogy két szépen megkent vajas kenyeret a megkent oldalával egymásra borítunk, miközben közé szorítunk szalonna helyett egy csodálatosan vékony sonkadarabot! Az így előállt szerkezet szilárdabb, mint a vajas kenyerek külön-külön, nem beszélve az önmagában csak lengedező, abszolút hajlékony sonkáról. Ha így összeállítjuk szendvicsünket, a vaj mint kötőanyag sokkal szilárdabbá teszi a cuccost, és így könnyebben magunkba tudjuk burkolni az egészet.

A kompozitok szendvicsszerkezetének ugyanez az elve, csak jóval többet tud nekünk nyújtani, mert míg a vajas kenyerünket nem ütjük, nem nyomjuk, nyírjuk és karcoljuk, a kajakunkat igen, néha a legperverzebb módon.

Mi az hogy szendvicsszerkezet és mire jó ez nekünk?

A hagyományoknak nevezhető, vagy máshogy tömör monolitikusként emlegetett héjalási módszerek helyett a haditechnikában, repülőgépiparban és hajóépítő műhelyekben újabban szendvicsszerkezeteket alkalmaznak, amelynek előnyei és hátrányai nem elhanyagolhatóak. Ezeket a mindennapjainkban is használhatjuk, egyes japán autógyárak ebből készítik a karosszéria elemeket is.

A szendvicsszerkezetek előnyei és hátrányai a monolitikusokkal szemben:

  • kiemelkedő a hajlító merevsége és a fajlagos (súlyhoz viszonyított) szilárdsága. Gondoljunk csak a vajas kenyérre!
  • A repedések továbbterjedési mutatói és a törésekkel szembeni szívóssága sokkal kedvezőbb mint a tömör kompozitoké. (Próbáljuk eltörni vajas-sonkás szendvicsünket hajlítva, előbb fog széttörni az egyik oldal,csak jóval később a másik.)
  • Ellenállóbb a kéttengelyű nyíró igénybevételekkel szemben mint a tömör laminátok.
  • Hátránya, hogy jóval bonyolultabb az erőbevezetési csomópontok és a kiváltások méretezése, megtervezése, valamint nagyon komoly odafigyelést igényel maga a rétegfelépítés. Ha ezek elválnának egymástól, a szerkezet elveszíti összes előnyét, a vajas kenyerünk elhajlana és félő lenne, hogy arcunk elvajasodna.

A szendvicsmagok anyaga, és a kitöltő gyanta minősége komoly dolog. Gondoljunk a vaj keménységére a margarinnal szemben és a szálerősített sonkára a szálerősítés nélküli szalonnával szemben, ahol a borítás és a mag hajlító merevsége igen gyér..

A kitöltő gyanta a legtöbb szendvics esetében epoxi, méghozzá valamelyik Lloyd által is elfogadott hajóépítő gyanta. Vinilészter és poliészter azért nem jöhet szóba most, mert azoknál néhány szendvicsmagot (melyek nagyon jók lehetnek pl. szerszámépítéskor) elfelejthetünk.

Szendvicsmag sokféle lehet, poliuretán alaptól kezdve habosodó epoxiig, aramiddal átszőtt papírméhsejttől a polipropilén vagy titán méhsejtig elereszthetjük magunkat bátran, ha van elég pénzünk aberrált kísérleteink elvégzésére.Bármilyen magot használhatunk, amely ellenáll a keresztirányú összenyomásnak, ellenáll a nyíró igénybevételnek és tapad a héjakhoz mint a polip az áldozatához. Ekkor tudnak a héjakon dolgozni az anyagok, melyek szakítószilárdsága már nagyon számít, ha a semleges száltól 2 mm-re aramid feszül, akkor a szerkezetünk átszakadási esélye igen kicsi.

Fontos megjegyezni azt is, hogy milyen ütődéseket viselhet el a szendvicsmaggal ellátott tengeri kajakunk. Ha a szendvicsmag méhsejt, az pontszerűen átadja a külső héjtól a terhelést a belsőnek, a teljes átszakadás veszélye ezzel nő. Alkalmazhatunk tömör nem méhsejt magot is ekkor a pontszerű terhelés parabolikusan oszlik el, és lehet, hogy a külső héj széttörik, egy szakaszon még el is válik a magtól de a belső héj ebből semmit sem érez, még csak el sem válik a magtól.

Szendvics szerkezetet építenek polietilén hajóknál is, nemrég a francia Rotomod is átbuherálta a rotációs öntésre beidomított gépeit hogy minden flottul menjen. Itt a külső borítás keményebb polietilén, a belső szintén, a középső mag pedig valami könnyített cucc, ami valószínűleg üzemi titok lehet, mert nem árulják el.

A sérülésekről, hibákról szólva elmondhatjuk, hogy a monolitikus szerkezetekhez képest a szendvicsszerkezettel készült kompozitos termék javítható, mert legtöbb esetben csak az egyik határoló réteg szakad át, a szerkezet túloldaln lévő réteg nem. Ez igen erős érv a szendvicselt kajaklapátok mellett, mert míg a monolitikusak ropiként kettétörnek, ezek nem. Partot érve pedig akár javítható is a cuccos. Az alábbi képsorok magyarázat nélkül megmagyarázzák a fentieket:

Végül a kisebb karcolásokról csak annyit kell megemlítenünk, hogy a polietilénen a körmünkkel is nyomot hagyunk, a megfelelően gélezett, kívül esetleg még egy 25 g/m² -es üvegszövettel is átgyógyított epoxi-karbon lamináton ugyanezt már nehezebben tehetjük meg. Egyiket spéci műhelyben hegeszéssel kell megcsináltatnunk (ez a poietilén), másikat kompozitműhelyben, és persze a kompozithajót szinte gyári minőségben ragyogó fényűvé tudjuk varázsoni egy sikeres amortizáció után.

Hozzászólások: