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Noppenwaben als neue Kernwerkstoffe für Leichtbauanwendungen

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[Quelle: https://opus4.kobv.de]

Sandwichstrukturen, bestehend aus zwei Decklagen und einem dazwischen liegenden Kernmaterial, stellen den Stand der Technik zur Herstellung von Bauteilen mit niedrigem Gewicht und hoher mechanischer Stabilität dar. Für Anwendungen bei denen die mechanischen Eigenschaften des Kernmaterials nicht im Vordergrund stehen, wie z.B. bei nichttragenden Verkleidungselementen, sind textile Noppenwaben aufgrund ihrer niedrigen Herstellungskosten und der Möglichkeit zur Integration verschiedener Funktionalitäten geeignet. Textile Noppenwaben bestehen aus einer flächigen, mit Harz imprägnierten Maschenware, welche in einem ersten Schritt zu einer dreidimensionalen Noppenstruktur geformt und anschließend durch Härtung des Harzes stabilisiert wird. Eine wesentliche Hürde für den Einsatz von Noppenwaben besteht bislang in der aufwändigen diskontinuierlichen Herstellung mittels Plattenwerkzeugen in einer beheizbaren Presse. Die Arbeit hatte die Entwicklung eines Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung von Noppenwaben zum Ziel. Bei diesem Verfahren wird das mit Harz imprägnierte Textil zwischen zwei beheizten Werkzeugbändern in Form gebracht und anschließend ausgehärtet. Das kontinuierliche Fertigungsverfahren bietet die Möglichkeit, Noppenwaben mit deutlich geringerem Zeitaufwand als Endlosmaterial herzustellen. Die Noppenwaben wurden hinsichtlich Druckfestigkeit, Schubfestigkeit, Biegefestigkeit und Impact-Verhalten getestet. Daneben werden weitere, nicht-mechanische Charakteristika wie FST-Verhalten, Drapierbarkeit und die Möglichkeit, zusätzliche Funktionen zu integrieren, betrachtet.

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Vorfertigung und Leichtbau sind im Bauwesen wie in der Automobil- und Luftfahrtindustrie essentiell zur Steigerung von Qualität und Nachhaltigkeit. Im Gegensatz zum klassischen textilen Leichtbau zeigt 3dTEX, wie durch den Transfer dreidimensionaler textiler Herstelltechnologien und im Zusammenspiel mit Verfahrenstechniken wie Schäumen, textile Wandelemente mit integrierter Trag- und Dämmstruktur entstehen. Im Fokus stehen sogenannte Abstandstextilien, d.h. mehrlagige, untereinander verbundene Textilflächen, die zur Herstellung von Leichtwandelementen verwendet werden sollen. Abstandstextilien sind in einem Arbeitsgang gefertigte Gewebe oder Gewirke, deren Flächen untereinander durch eingewebte Polfäden in definierter Distanz verbunden sind.

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Im Vergleich zu Massivwänden mit dem gleichen bewerteten Schalldämm-Maß weisen Ständerwände wegen ihrer zweischaligen Bauweise bei tiefen Frequenzen eine erheblich geringere Schalldämmung auf. Da herkömmliche bauliche Maßnahmen das Problem nicht lösen können, wurden alternative Möglichkeiten zur Verbesserung der Schalldämmung von Ständerwänden bei tiefen Frequenzen untersucht. Bei den Untersuchungen wurden vor allem solche Maßnahmen betrachtet, deren Grundprinzip bereits bekannt war, zu deren Wirkung in Verbindung mit Ständerwänden aber bislang nur wenige Erkenntnisse vorlagen. Nach Vorversuchen zur Beurteilung des Verbesserungspotenzials wurden die besten Maßnahmen ausgewählt, weiterentwickelt und optimiert. Dies erfolgte auf experimenteller Basis, wobei die erforderlichen Messungen - ohne Beeinträchtigung der Aussagefähigkeit - an Wänden mit verringerter Bauteilfläche vorgenommen wurden. Das Forschungsvorhaben hat gezeigt, dass sich die Schalldämmung von Ständerwänden durch periodische Beschwerung der Wandschalen bei tiefen Frequenzen wirksam verbessern lässt. Außerdem wurden die wichtigsten akustischen und technischen Grundlagen für die Umsetzung in die bauliche Praxis gelegt.

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Zeitschriftenartikel

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Transluzentes Gewand. Textilakademie in Mönchengladbach (kostenlos)
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Wilhelm, Viktor
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Bionische Pavillons auf der Bundesgartenschau 2019. BUGA Holzpavillon und BUGA Faserpavillon
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Reger, Vitali; Kuhnhenne, Markus; Hachul, Helmut; Döring, Bernd; Ebbert, Thiemo; Blanke, Tobias; Göttsche, Joachim
Plusenergiegebäude 2.0 in Stahlleichtbauweise
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O?Connell, Sandra
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