NL8100087A

NL8100087A - Laminaat uit metalen platen en daarmede verbonden draden.

Info

Publication number: NL8100087A
Application number: NL8100087A
Authority: NL
Original assignee: Tech Hogeschool Delft Afdeling
Priority date: 1981-01-09
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1982-08-02
Also published as: IE53179B1; JPH0226581B2; EP0056289B1; DE3267655D1; EP0056289A1; IE820036L; US4500589A; JPS57137148A; ATE16778T1

Description

r $ 4 P 162-

Laminaat uit metalen platen en daarmede verbonden draden.

De uitvinding heeft betrekking op een laminaat gevormd uit twee of meer metalen platen, waartussen draden met een hoge elasticiteitsmodulus zijn aangebracht en waarbij de metalen 5 platen en de draden met behulp van een hechtmiddel, zoals een metaallijm, onderling zijn verbonden.

Een dergelijk laminaat kan min of meer bekend geacht worden uit de publicatie van D.K. Klapprott, C.L. Mahoney, T.F. Mika, P.M. Stifel -en T.J. Aponyi "Improved Fatigue Life 10 Through High Modulus-Fiber Reinforcement of Adhesives", 20 National SAMPE, April 1975. Daarin wordt vermeld, dat het wapenen van de lijmlaag met draden van hoge modulus tot verbetering van de vermoeiingseigenschappen leidt.

Hoewel met de bekende laminaten redelijke resultaten bereik-15 baar zijn, zijn die bekende laminaten niet optimaal. Met name kan daarmede niet geheel worden voldaan aan de hoge eisen, die met name in de lucht- en ruimtevaarttechniek de laatste jaren worden gesteld, in het bijzonder ten aanzien van gewichtsbesparing in verband m.et de sterk gestegen 20 brandstofkosten.

De uitvinding beoogt een laminaat van het in de aanhef vermelde type te verschaffen, waarmede beter aan de gestelde eisen kan worden voldaan. Het laminaat is volgens de uitvinding hierdoor gekenmerkt, dat de dikte van elk der metalen 25 platen kleiner is dan 1 mm en in het bijzonder 0,1 tot 0,7 mm bedraagt, bijvoorbeeld 0,3 mm of 0,6 mm. Hoewel toepassing van metaalplaten met een dikte van minder dan 1 mm in laminaten op zichzelf tot hogere kosten leidt en op grond daarvan niet voor de hand lag, is op verrassende wijze vol-30 gens de vinding gebleken, dat toepassing van aanmerkelijk dunnere metaalplaten tot een aanzienlijke verbetering van de eigenschappen van laminaten leidt.

8 1 0 0 08 7 * t 1 V a = 2 =

Met voordeel is het laminaat volgens de vinding hierdoor gekenmerkt, dat de metalen platen zijn gevormd uit een 2 materiaal met een treksterkte groter dan 350 N/mm . Bij voorkeur zijn in het laminaat volgens de vinding de metaal-5 platen gevormd door een aluminium legering, zoals een alumi-niumkoper legering, in het bijzonder van het type AA (USA) Nr. 2024-T^, of een aluminiumzink legering, in het bijzonder van het type AA (USA) Nr. 7075-T^. Ook kunnen in het laminaat volgens de vinding de metalen platen zijn ge-10 vormd uit een titaan legering of uit staal of uit andere bruikbare constructie metalen.

Het laminaat volgens de vinding is voorts hierdoor gekenmerkt, dat de versterkingsdraden in de lijmlagen zijn gevormd uit een materiaal, waarvan de elasticiteitsmodulus IS groter is dan 5x10 N/mm en ten hoogste 25x10^ N/mm be draagt, terwijl bijvoorkeur draden met een tussen lOxlO^ en 15x10^ N/mm^ gelegen elasticiteitsmodulus, in het bijzonder 4 2 ongeveer 13x10 N/mm , worden toegepast.

Gunstige resultaten zijn bereikbaar indien het laminaat vol-20 gens de vinding hierdoor is gekenmerkt, dat de draden zijn gevormd uit homo- of copolymeren behorende tot de groep bestaande uit aramiden, in het bijzonder poly-para-fenyleen-tereftaalamide, of uit aromatische polyamidehydraziden of geheel aromatische polyesters. Ook zijn volgens de uitvin-25 ding goede resultaten te verwachten, indien de versterkingsdraden in de lijmlagen zijn gevormd uit koolstof of uit glas. Een aantal van de laatstgenoemde materialen voor de draden en hun eigenschappen zijn beschreven in het artikel van Kh. Hillermeier en H. Weyland "Een aramide garen voor 30 versterking van kunststoffen*, Plastica, November 1977, Nummer 11, blz. 374 t/m 380.

Een te verkiezen uitvoeringsvorm van het laminaat is volgens de vinding hierdoor gekenmerkt, dat de draden zijn aangebracht in de vorm van uit eindloze filamenten gevormde 8 1 00 08 7 J i = 3 = garens, die zich in gestrekte vorm in een of meer groepen onderling evenwijdig uitstrekken. Volgens de vinding kunnen de draden zijn aangebracht in de vorm van een weefsel met een effen binding met in de ketting 7 tot 11, bij voorkeur 5 ongeveer 9, aramide garens per cm met ieder een titer van 1200 tot 2000 decitex, bij voorkeur ongeveer 1610 decitex, en 750 tot 1250 filamenten, bij voorkeur ongeveer 1000 filamenten. In de inslag van het weefsel kunnen 5,5 aramide garens per cm worden toegepast met ieder een titer van 200 10 decitex en 125 filamenten. Met voordeel kunnen volgens de vinding de draden in een of meer lagen zijn aangebracht of kunnen de draden zich in twee of meer verschillende richtingen uitstrekken.

Een gunstige uitvoeringsvorm van het laminaat is volgens de 15 vinding hierdoor gekenmerkt, dat het laminaat is gevormd door drie, vier, vijf o'f meer metalen platen, waartussen telkens draden met een hoge elasticiteitsmodulus zijn aangebracht en waarbij de metalen platen en de draden met een hechtmiddel, bijvoorbeeld metaallijm aan elkander zijn be-20 vestigd, terwijl in de lijmlagen het gewichtspercentage van de draden 30 tot 80, bij voorkeur ongeveer 45 tot 50%, bedraagt. Afhankelijk van de beoogde toepassing en de gestelde eisen kan het optimale aantal metaalplaten worden bepaald. Hoewel het aantal toe te passen metaalplaten in het algemeen 25 niet aan een bepaald maximum is gebonden, zal het aantal metalen platen veelal niet meer dan 25 bedragen. Door het kiezen van de juiste lijmsoort in combinatie met verster-kingsdraden uit het juiste materiaal, verkrijgt men volgens de vinding een laminaat, waarin de dikte van ieder der 30 metaalplaten groter is dan de dikte van de afzonderlijke draden bevattende lijmlagen. Dunne plaat heeft zowel wat statische als wat dynamische eigenschappen betreft betere eigenschappen dan dikke plaat. Een tweede reden om dunne plaat te kiezen is het optreden van delaminatie tijdens ver-35 moeiingsbelasting. Meerdere dunne metaal en draden-lijmlagen, in plaats van een kleiner aantal dikkere lagen, zal de 8 1 0 0 08 7 * # = 4 = schuifspanningspiek in lijm verlagen met als gevolg vermindering van delaminatie. Door nu volgens de uitvinding te optimaliseren in plaatdikte (optimale metaal-draden verhouding) verkrijgt men de genoemde gunstige resultaten.

5 Het laminaat volgens de vinding kan in het bijzonder met voordeel worden toegepast als constructiedeel in een voertuig of in een ruimte- of luchtvaartuig, bijvoorbeeld als onderhuid voor een vleugel enerzijds ter besparing van het constructiegewicht en anderzijds ter verhoging van de veilig-10 heid ten aanzien van. scheurvorming.

Het hechtmiddel kan bestaan uit een goede metaallijm, zoals BSL312 UL. of FM-123-5 of FM73 in de handel gebracht door Ciba-Geigy of de door 3M Company in de handel gebrachte lijmtypen AF126-2 en AF162-3. Echter ook andere warm of koud 15 hardende metaallijmen kunnen worden toegepast.

Een voorbeeld van een laminaat .yolgens de vinding is in Fig. 1 schematisch in perspectief voorgesteld. Het laminaat is in zijn geheel met 1 aangeduid en is opgebouwd uit vier metalen platen 2, die aan elkaar zijn bevestigd door middel van 20 tussenliggende draden-lijmlagen 3, waarin de draden aanwezig zijn in de vorm van een weefsel, waarvan de kettingdraden de genoemde draden met hoge elasticiteitsmodulus zijn en met 4 zijn aangeduid. De Figuren 2, 3 en 4 tonen schematisch doorsneden van laminaten volgens de vinding, in de richting 25 dwars op de kettingdraden 4 van de versterkingsweefsels. In Fig. 1 t/m 4 zijn overeenkomstige delen met dezelfde ver-wijzingscijfers aangeduld. De getekende laminaten bevatten een verschillend aantal lagen. Het laminaat volgens Fig. 2 bevat aan de twee buitenzijden een metalen plaat 2, die met 30 de ene tussengelegen draden-lijmlaag -3 aan elkaar zijn bevestigd. Het laminaat volgens Fig. 3 bevat drie metalen platen 2, die met een tweetal tussengelegen draden-lijmlagen 3 zijn verbonden. Het laminaat volgens Fig. 4 is opgebouwd uit vijf metaalplaten 2, die onderling zijn verbonden door BI 0 0 0 3 7

• * I

= 5 = middel van vier draden-lijmlagen 3. De laminaten volgens Fig. 1, 2, 3 en 4 zijn geheel symmetrisch ten opzichte van een vlak door het midden van de laminaten en evenwijdig aan het vlak van de metaalplaten. In beginsel is het ook moge-5 lijk laminaten te vervaardigen, die niet symmetrisch ten opzichte van een vlak evenwijdig aan de metaalplaten zijn.

De foto toont op sterk vergrote schaal (ongeveer 40x) een dwarsdoorsnede in de richting haaks op de kettingdraden van een laminaat uit vier metalen platen met drie tussenliggende 10 draden-lijmlagen van. het type volgens Fig. 1. Het laminaat volgens de foto is vervaardigd uit een viertal metalen platen uit de in de vliegtuigbouw veel toegepaste aluminium- koper legering van het type AA (USA) Nr. 2024. De dikte van de metalen platen bedroeg 0,6 mm. De zich tussen elk paar 15 metalen platen bevindende versterkte lijmlaag is opgebouwd uit twee lijmfilms uit een goede metaallijm met ieder een 2 uitgangsdikte van 0,08 mm en een massa van 100 gram/m .

Tussen die twee lijmfilms is een weefsel uit aramide garens van het eerder vermelde type aangebracht, welk weefsel een 20 dikte van ongeveer 0,10 mm bezat en een massa van 150 tot 2 180 gram/m . De toegepaste lijm was van het type dat eerst na verwarming op 120°C kan worden verhard.

Bij het vervaardigen van het op de foto getoonde laminaat zijn eerst op een verplaatsbare ondersteuning vier stuks 25 identieke metaalplaten uit de genoemde aluminium-koper legering op elkander gelegd onder tussenvoeging van telkens twee lijmfilms met een tussengelegen aramide weefsel. Het aldus gevormde laminaat uit losse evenwijdige delen namelijk vier metaalplaten en drie lijmlagen met versterkingsweefsels werd 30 op de ondersteuning met een folie afgedekt. Vervolgens werd het in folie verpakte nog uit losse delen bestaande laminaat van buitenaf samengedrukt door in de verpakking van het laminaat een vacuum aan te brengen. Daarna werd het verpakte laminaat met de verplaatsbare ondersteuning in een autoclaaf 35 gebracht. Na het sluiten werd het laminaat in de autoclaaf onder een luchtdruk van 6 bar gezet en werd de temperatuur 8100087 , „ I .

= 6 = op 120°C gebracht. Na ee.n verblijf van 30 minuten in de autoclaaf was het laminaat gereed en werd het uit de autoclaaf verwijderd. Uiteraard moeten de metaalplaten enkele passende voorbehandelingen, zoals alkalisch ontvetten, etsen 5 in een chroomzuur-zwavelzuur bad, in chroomzuur of fosfor-zuur anodiseren, aanbrengen van een bij de lijmsoort passende primer, bijvoorbeeld op basis van epoxy fenol met corro-siewerende eigenschappen of dergelijke, ondergaan alvorens zij met de draden-lijmlagen kunnen worden samengevoegd.

10 In een andere gelij-ktijdig ingediende aanvrage op naam van aanvraagster is uiteengezet, dat een verdere verbetering van het laminaat volgens de vinding kan worden verkregen met een voorgespannen laminaat.

Fig. 5 dient ter toelichting en verklaring van de werkwijze 15 voor het vervaardigen van een voorgespannen laminaat volgens de methode, waarbij de metaalplaten een plastische deformatie ondergaan. Ook dit voorbeeld heeft betrekking op een laminaat uit vier metaalplaten uit de genoemde aluminium-koper legering type AA (USA) Nr. 2024 met een plaatdikte van 0,6 20 mm. De vier aluminiumplaten (Al) zijn aan elkaar bevestigd met drie tussenliggende draad-lijmlagen uit metaallijm, die ieder een aramide weefsel (Ar) bevatten. De draden-lijmlagen bezitten ieder een dikte van 0,25 mm. Het monster uit laminaat (ARALL) waaraan de metingen zijn verricht bezat een 25 breedte van 20 mm. In Fig. 5 zijn horizontaal de specifieke rek ε in % en vertikaal de trekbelasting P in Newtons uitgezet. Met een drietal getrokken lijnen ARALL, Al en Ar is het verloop van specifieke rek bij toenemende trekkracht aangegeven voor de drie materialen. De ARALL-lijn heeft daarbij 30 betrekking op het laminaat in zijn geheel. De Al-lijn heeft betrekking op het gedrag van de genoemde aluminium legering op zichzelf. De Ar-lijn heeft betrekking op het gedrag van de draden-lijmlaag d.w.z. een aramide weefsel bevattende lijmlaag. Aangezien hier met een onder invloed van warmte 35 (120°C) tot stand gebrachte lijmverbinding is gewerkt liggen 8100087 de beginpunten van de Al- en de Ar-lijnen niet in het nulpunt ten gevolge van de afkoeling na het lijmproces en het verschil in uitzettingscoëfficient van aluminium en aramide. Uit Fig. 5 blijkt, dat men een in zijn geheel onbelast voor-5 gespannen laminaat (ARALL) kan verkrijgen met in de alumi- niumplaten (Al) een drukspanning ter grootte van bijvoor- 2 beeld 88,5 N/mm en in de lijm-aramidelagen (Ar) een even grote trekspanning. Het aldus voorgespannen maar in zijn totaliteit onbelaste laminaat kan worden verkregen door het 10 laminaat aan een zodanig grote uitwendige trekkracht in de richting van de kettingdraden van het aramideweefsel te onderwerpen, dat de specifieke rek ongeveer 1,4¾ bedraagt. Zoals uit Fig. 5 blijkt bezitten de aluminiumplaten na ontlasting dan een specifieke plastische rek van ongeveer 0,75¾. 15 Afhankelijk van de gewenste toepassing van het laminaat kan de juiste drukspanning in de metaalplaten van het voltooide laminaat bij de vervaardiging worden ingesteld. Voor andere metaalsoorten en/of versterkingsdraden met hoge modulus uit andere materialen dan aramiden kan op vergelijkbare wijze de 20 grootte van de drukspanning in de metaallagen van het voltooide laminaat worden opgelegd. In Fig. 5 zijn ^ en.

P. Ar de inwendige krachten in de aluminiumplaten resp. in de lijmlagen met aramidedraden, welke krachten gelijk maar tegengesteld van teken zijn. P^ ^ correspondeert in het 25 onderhavige geval met een inwendige spanning van -88,5 2 N/mm , terwijl de plastische rek in het aluminium 0,75¾ bedraagt.

Fig. 6 toont de resultaten van trekproeven met proefstaven zonder gat en met proefstaven die van een gat met een diame-30 ter van 6,3 mm waren voorzien. Ook deze proeven zijn genomen met een laminaat van het type ARALL volgens de vinding, dat is opgebouwd uit vier metaallagen uit de genoemde aluminium-koper legering van het type AA (USA) Nr. 2024, en uit drie een aramide weefsel bevattende lijmlagen. De proeven zijn 35 gedaan met 3 materialen namelijk met proefstaven uit de genoemde massieve aluminium-koper legering, aangeduid met AL, 8100087 = 8 = met proefstaven uit het genoemde niet voorgespannen laminaat, aangeduid met ARALL, en met proefstaven uit het wel voorgespannen laminaat,' aangeduid met ARALL (voorgespannen). Uit Fig, 6 blijkt in de .eerste plaats, dat het ARALL en het 5 voorgespannen ARALL laminaat een ongeveer 10 tot 15% grotere treksterkte bezitten dan massief aluminium (Al). Bijzonder gunstig is verder, dat in tegenstelling tot bij massief aluminium, bij niet voorgespannen ARALL de treksterkte niet wordt verminderd door het aanbrengen van een gat in de proef-10 staaf.

In Fig. 7 zijn resultaten van in de luchtvaarttechniek gebruikelijke vluchtsimulatieproeven weergegeven, die zijn gevonden met drie soorten laminaten. Het eerste laminaat bestond uit vijf lagen op elkaar gelijmde metaalplaten (met 15 Al aangeduid), uit de aluminium-koper legering type AA (USA) Nr. 2024, waarbij in de vier lijmlagen geen draden waren aangebracht. Het tweede laminaat bestond uit vijf lagen op elkaar gelijmde aluminiumplaat van dezelfde legering, waarbij in de lijmlagen een aramide weefsel was aangebracht 20 (aangeduid met ARALL). Het derde laminaat was van het type van het tweede laminaat maar dan voorgespannen (aangeduid met voorgespannen ARALL). De afmetingen van de proefstukken waren lengte 300 mm, breedte 100 mm en totale dikte 4 mm. De doorgetrokken lijnen en de streeplijn geven de resultaten 25 weer met proefstukken met aan het begin van de proef in het midden een zaagsnede van 7 mm lengte. De streepstippellijn geeft de resultaten weer met proefstukken met aan het begin van de proef in het midden een rond gat met een diameter van 11 mm. In Fig. 7 zijn de resultaten weergegeven van met de 30 genoemde drie soorten laminaten genomen vermoeiingsproeven, waarbij proefstukken aan een wisselende belasting volgens een speciaal vluchtsimulatie programma * worden onderworpen.

Horizontaal is in Fig. 7 de scheurlengte 2a in mm uitgezet da en vertikaal is de scheurgroeisnelheid in mm per vlucht 35 uitgezet. Uit vergelijking van de Al-lijn met de ARALL-lijn blijkt, dat de scheurgroeisnelheid in het ARALL laminaat 8 1 0 0 0 8 7 = 9 = aanmerkelijk geringer is dan in het Al-laminaat. Voor het voorgespannen ARALL zijn de resultaten nog veel gunstiger, aangezien daarbij de groeisnelheid van de scheur nagenoeg tot nul afneemt. Ook bij herhaling van de proeven met voor-5 gespannen ARALL met een enigszins ander proefstuk, namelijk met een groot gat in het midden, waren de resultaten bijzonder gunstig, zoals uit het verloop van de onderbroken lijn blijkt. In Fig. 7 is met Smp de gemiddelde spanning in het proefstuk aangeduid tijdens de gesimuleerde vlucht.

10 Ook in Fig. 8 zijn de resultaten weergegeven van proeven met wisselende belasting volgens een in de luchtvaarttechniek gebruikelijk vluchtsimulatie programma. Alle proeven zijn genomen met proefstukken met afmetingen van 300x100 mm, een dikte van 3-4 mm en met een zaagsnede van 3 mm lengte in het 15 midden. De proeven zijn genomen met vijf verschillende soorten materiaal, namelijk in de eerste plaats massief aluminium met een dikte van 3 mm (1x3 mm Al), in de tweede plaats gelamineerd aluminium uit drie metaalplaten met een dikte van 1 mm zonder draden in de lijm (3x1 mm Al), in de derde 20 plaats gelamineerd aluminium uit vijf metaalplaten met een dikte van 0,6 mm zonder draden in de lijmlagen (3x0,6 mm Al), in de vierde plaats een laminaat uit vijf aluminium platen . met een dikte van 0,6 mm en met een versterkingsweefsel uit aramidedraden in de lijmlagen (5x0,6 mm ARALL) en in de 25 vijfde plaats een laminaat van het laatstgenoemde type dat voorgespannen is (5x0,6 mm ARALL voorgespannen). Het aluminium is wederom gevormd door de aluminium-koper legering type AA (USA) Nr. 2024. In Fig. 8 is voor de verschillende materialen aangegeven na welk aantal gesimuleerde vluchten 30 breuk van het proefstuk optrad. In de vakken A, B en C zijn de resultaten weergegeven van de proeven waarbij een steeds hogere gemiddelde belasting is toegepast op de proefstukken, o namelijk resp. Smp= 70, 90 en 100 N/mm . Reeds uit vak A van Fig. 8 blijkt, dat het ARALL materiaal met metaalplaten 35 ter dikte van 0,6 mm en derhalve duidelijk minder dan 1 mm bijzonder gunstig is. Door de in vak B vermelde resultaten 8 1 0 0 0 8 7

' ^ I

= 10 = onder een hogere gemiddelde belasting wordt het gunstige gedrag van het ARALL materiaal bevestigd. In vak C zijn tenslotte de resultaten onder een nog zwaardere belasting vermeld voor een proefstuk uit voorgespannen ARALL-laminaat.

5 Daaruit blijkt dat zelfs na ongeveer 100.000 gesimuleerde vluchten nog geen breuk in het voorgespannen ARALL-laminaat optrad.

In Fig. 9 zijn de resultaten weergegeven van vermoeiings-proeven met proefstukken van het in Fig. 9 bovenaan geteken-10 de ''lug"-type onder, wisselende belasting met een constante amplitude. De proeven zijn uitgevoerd met verschillende materiaalsoorten, die op soortgelijke wijze zijn aangeduid als in Fig. 8. Uit de in vak A vermelde resultaten blijkt, dat het ARALL-laminaat met metaalplaten van minder dan 1 mm 15 dikte bijzonder gunstige eigenschappen bezit en dat de resultaten nog beter worden bij afnemende laagdikte van de metaalplaten. In vak B van Fig. 9 zijn de proefresultaten weergegeven onder een hogere gemiddelde belasting en ook daarbij toont het ARALL-laminaat zich bijzonder gunstig.

20 In Fig. 10 zijn nog resultaten weergegeven van proeven, die zijn genomen met proefstukken van het in de luchtvaarttech- niek gebruikelijke "boutverbindings"-type. Een dergelijk proefstuk is in Fig. 10 bovenaan in perspectief weergegeven, waarbij de verbindingsbouten in de boringen met een diameter 25 van. 6,3 mm moeten worden aangebracht. In vak A van Fig. 10 zijn de resultaten van trekproeven weergegeven, waarbij de 2 treksterkte in N/mm is vermeld en waaruit blijkt, dat het voorgespannen ARALL-laminaat een ongeveer 22% grotere treksterkte toont dan massieve aluminium plaat (Al). De aluminium 30 platen zijn van dezelfde soort legeringen als is vermeld voor Fig. 6-9. In de vakken B-^ en B2 van Fig. 10 zijn de resultaten vermeld van proeven met een wisselende trekbelas-ting met constante amplitude. Daaruit blijkt, dat het proefstuk uit voorgespannen ARALL-laminaat een nagenoeg onbeperkt 35 aantal belastingscycli kon ondergaan zonder te breken. Vak 8100087 = η = Β2 heeft betrekking op resultaten met proefstukken, die vooraf gedurende 6 weken aan een vochtige zoutatmosfeer waren blootgesteld. Vak B1 heeft betrekking op slechts aan de normale atmosfeer blootgestelde proefstukken. In de vakken 5 en C2 van Fig. 10 zijn de resultaten weergegeven van proeven, waarbij de proefstukken werden onderworpen aan een sterk wisselende belasting volgens een in de luchtvaarttech-niek gebruikelijk vluchtsimulatieprogramma. Ook daaruit blijkt, dat het voorgespannen ARALL-laminaat een nagenoeg 10 onbeperkt aantal gesimuleerde vluchten kan doorstaan. In vak C2 zijn resultaten .vermeld met proefstukken die vooraf gedurende 6 weken aan een vochtige zoutatmosfeer waren blootgesteld, Vak heeft betrekking op slechts aan de normale atmosfeer blootgestelde proefstukken. Uit vergelijking van 15 de resultaten van en C2 blijkt, dat voor de proefstukken uit voorgespannen ARALL-laminaat geen invloed merkbaar is van de zoutatmosfeer in tegenstelling tot de proefstukken uit massief aluminium.

De in het voorgaande beschreven proefresultaten hebben in 20 hoofdzaak betrekking op laminaten volgens de vinding, waar- * bij de metaalplaten bestaan uit een in de luchtvaarttechniek op grote schaal toegepaste aluminium-koper legering en waarbij in de lijmlagen een weefsel uit aramide draden is aangebracht. Echter, zoals reeds vermeld, kunnen binnen het raam 25 van de vinding ook metaalplaten uit andere constructiemetalen met succes worden toegepast, terwijl afhankelijk van de beoogde toepassing in de lijmlagen ook draden uit andere materialen kunnen worden aangebracht, die eveneens een hoge elasticiteitsmodulus bezitten. Wel moeten de toegepaste 30 draden een slechts geringe kruip bezitten, zoals bijvoorbeeld het materiaal Arenka 930, waarvan de kruipeigenschappen zijn vermeld in het genoemde artikel uit Plastica November 1977, Nr.11 blz. 374 t/m 380.

Binnen het raam van de vinding kunnen verschillende wijzi-35 gingen worden toegepast. Hoewel in de eerste plaats in de 8100087 = 12 = laminaten volgens de vinding metaalplaten met onderling gelijke dikte worden toegepast is het in beginsel ook mogelijk in een en hetzelfde laminaat metaalplaten met twee of meer verschillende dikten toe. te passen in een al of niet symme-5 trische formatie. Ook is het in beginsel mogelijk in een en hetzelfde laminaat platen uit verschillende metalen of legeringen toe te passen. De laminaten volgens de vinding kunnen in beginsel worden vervaardigd in de vorm van plaatmateriaal met een breedte van bijvoorbeeld 1 m en een lengte van enkele 10 meters. Buiten de lucht- en ruimtevaarttechniek kunnen de laminaten volgens de vinding ook met voordeel in diverse andere gebieden der techniek worden toegepast, in het bijzonder daar waar hoge eisen aan de statische, dynamische (vermoeiingseigenschappen) en "damage tolerance" eigenschap-15 pen worden gesteld.

8100087

Claims

1. Laminaat gevormd uit twee of meer metalen platen, waartussen draden met een hoge elasticiteitsmodulus zijn aangebracht en waarbij de metalen platen en de draden 5 met behulp van een hechtmiddel onderling zijn verbonden, met het kenmerk, dat de metalen platen ieder een dikte bezitten, die kleiner is dan 1 mm.

2. Laminaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dikte van ieder der metalen platen 0,1 tot 0,7 mm, in 10 het bijzonder 0,3 of 0,6 mm, bedraagt.

3. Laminaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de metalen platen zijn gevormd uit een materiaal met een 2 treksterkte van groter dan 350 N/mm .

4. Laminaat volgens een of meer van de voorgaande conclu- 15 sies, met het kenmerk, dat de metalen platen zijn ge vormd uit een aluminium legering.

•5. Laminaat volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de metalen platen in hoofdzaak zijn gevormd uit een alumi-nium-koper legering.

6. Laminaat volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de metalen platen in hoofdzaak zijn gevormd uit een alumi-nium-zink legering.

7. Laminaat volgens een of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de metalen platen in hoofdzaak zijn 25 gevormd uit een titaan legering.

8. Laminaat volgens een of meer van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de metalen platen zijngevormd uit staal. 8100087 * i = 14 =

9. Laminaat volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de draden zijn gevormd uit een materiaal, waarvan de elasticiteitsmodulus groter is dan 5x10^ N/mm2.

10. Laminaat volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de draden zijn gevormd uit een materiaal, waarvan de elas- 4 4 2 ticiteitsmodulus 10x10 tot 15x10 N/mm bedraagt.

11. Laminaat volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de draden zijn gevormd uit een materiaal, waarvan de elas- 4 2 10 ticiteitsmodulus ten hoogste 25x10 N/mm bedraagt.

12. Laminaat volgens een of meer van de voorgaande conclu sies, met het kenmerk, dat de draden zijn gevormd uit homo- of copolymeren behorende tot de groep bestaande uit aramiden of aromatische polyamidehydraziden of ge- 15 heel aromatische polyesters.

13. Laminaat volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de draden zijn gevormd uit poly-para-fenyleentereftaalamide.

14. Laminaat volgens een of meer van de conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de draden zijn gevormd uit koolstof.

15. Laminaat volgens een of meer van de conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de draden zijn gevormd uit glas.

16. Laminaat volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de draden zijn aangebracht in de vorm van uit eindloze filamenten gevormde gestrekte 25 garens, die zich in een of meer groepen onderling evenwijdig uitstrekken.

17. Laminaat volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de draden zijn aangebracht in de vorm van een weefsel met in de ketting 7 tot 11, bij voorkeur ongeveer 9, aramide 8100087 = 15 = garens per cm met ieder een titer van 1200 tot 2000 decitex, bij voorkeur ongeveer 1610 decitex, en 750 tot 1250 filamenten, bij voorkeur ongeveer 1000 filamenten.

18. Laminaat volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de 5 draden in een of meer lagen zijn aangebracht.

19. Laminaat volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de draden zich in twee of meer verschillende richtingen uitstrekken.

20. Laminaat volgens een of meer van de voorgaande conclu- 10 sies, met het kenmerk, dat het laminaat is gevormd door drie, vier, vijf of meer metalen platen, waartussen telkens draden met een hoge elasticiteitsmodulus zijn aangebracht en waarbij de metalen platen en de draden met een hechtmiddel aan elkander zijn bevestigd.

21. Laminaat volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat in de lijmlagen het gewichtspercentage van de draden 30 tot 80, bij voorkeur ongeveer 45 tot 50%, bedraagt.

22. Laminaat volgens conclusie 20 of 21, met het kenmerk, dat de dikte van ieder der metalen platen groter is dan 20 de dikte van de afzonderlijke draden-lijmlagen.

23. Laminaat volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat het aantal metaalplaten 3 tot 25 bedraagt.

24. Constructiedeel voor een voertuig, met het kenmerk, dat het is vervaardigd uit een laminaat volgens een of meer 25 van de conclusies 1-23.

25. Constructiedeel voor een ruimte- of luchtvaartuig, bijvoorbeeld een vleugelonderhuid, met het kenmerk, dat het is gevormd uit een laminaat volgens een of meer van de conclusies 1-23. 8100087