DE102022106292A1 - Mechanical sandwich component with a shrunken foam core - Google Patents

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Reinhard Hafellner
Steffen Stelzer
Domenico Foglia
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4A MANUFACTURING GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein mechanisches Sandwich-Bauteil, aufweisend eine erste Deckschicht (101), eine zweite Deckschicht (102), und eine geschrumpfte Schaumkernschicht (103) aus einer thermoplastischen Schaumplatte. Die geschrumpfte Schaumkernschicht (103) ist zum Bilden eines Stapels zwischen der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) angeordnet. Die Schaumkernschicht (103) ist klebstofffrei direkt mit der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) verbunden. Die geschrumpfte Schaumkernschicht (103) kann eine reduzierte Dicke in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke haben, was aus einem thermischen Kompressionsprozess unter Verwendung von Temperaturen resultiert, welche höher als die Tgder ursprünglichen Schaumkernschicht (103) sind.The present invention describes a mechanical sandwich component, having a first cover layer (101), a second cover layer (102), and a shrunken foam core layer (103) made of a thermoplastic foam board. The shrunken foam core layer (103) is arranged to form a stack between the first cover layer (101) and the second cover layer (102). The foam core layer (103) is connected directly to the first cover layer (101) and the second cover layer (102) without adhesive. The shrunken foam core layer (103) may have a reduced thickness relative to its original thickness resulting from a thermal compression process using temperatures higher than the Tg of the original foam core layer (103).

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die vorliegende Erfindung weist ein mechanisches Sandwich-Bauteil mit einer dünnen Schaumkernschicht auf. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein mechanisches Sandwich-Bauteil und ein entsprechendes Herstellungsverfahren, welche eine geschrumpfte Schaumkernschicht haben, wobei die Dicke der Schaumkernschicht in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke reduziert ist, mittels eines thermischen Kompressionsprozesses unter Verwendung von Temperaturen, welche höher als die Glasübergangstemperatur (Tg) der Schaumkernschicht sind.The present invention features a mechanical sandwich component with a thin foam core layer. Furthermore, the present invention relates to a mechanical sandwich component and a corresponding manufacturing method, which have a shrunken foam core layer, the thickness of the foam core layer being reduced with respect to its original thickness, by means of a thermal compression process using temperatures which are higher than the glass transition temperature ( T g ) of the foam core layer.

Hintergrundbackground

Für einige industrielle Anwendungen werden dünne und leichte mechanische Bauteile benötigt, welche in akustischen Anwendungen, Behälteranwendungen oder Gehäusestrukturen verwendet werden können. Zum Beispiel sind bei Lautsprechern für tragbare Vorrichtungen dünne Elemente notwendig, welche als ein Diaphragma für Lautsprecher verwendet werden können, um die Gesamtgröße des Lautsprechers zu reduzieren.Some industrial applications require thin and light mechanical components, which can be used in acoustic applications, container applications or housing structures. For example, speakers for portable devices require thin members that can be used as a diaphragm for speakers to reduce the overall size of the speaker.

Ferner sind dünne, leichte und mechanisch robuste Bauteile notwendig, um leichte Komponenten bei vielen Anwendungen zu erzeugen, zum Beispiel bei der Automobilkonstruktion, bei der Raumfahrt, bei Sportwaren oder für Gehäusebauteile von Vorrichtungen. Bei Fahrzeugen (z. B. Rückwände oder Batteriegehäuse) zum Beispiel Gepäckfächer oder Passagierräume von Schienenfahrzeugen oder Flugzeugen, und Vorrichtungsgehäusen.Furthermore, thin, light and mechanically robust components are necessary to create lightweight components in many applications, for example in automobile construction, in aerospace, in sporting goods or for housing components of devices. In vehicles (e.g. rear walls or battery housings), for example luggage compartments or passenger compartments of rail vehicles or aircraft, and device housings.

Zusätzlich sind dünne und leichte mechanische Bauteile mit reduzierten Abschirmeigenschaften für Antennenanwendungen notwendig, zum Beispiel Radome.In addition, thin and light mechanical components with reduced shielding properties are necessary for antenna applications, for example radomes.

Für diese Arten von mechanischen Bauteilen sind Sandwich-Strukturen optimale Lösungen, wobei ein Schaumkern zwischen robusten Deckschichten, z. B. Metalle, faserverstärkte Kunststoffe oder Kunststoffplatten und Folien, angeordnet ist.Sandwich structures are optimal solutions for these types of mechanical components, with a foam core between robust cover layers, e.g. B. metals, fiber-reinforced plastics or plastic panels and films.

Ein herkömmliches Verfahren, um die Kernschichten zu erhalten, ist, dicke oder dünne Platten von einem ursprünglichen Schaumblock zu schneiden. Im Allgemeinen ist die Abmessung von derartigen dünnen Sandwich-Strukturen (auch als Mikro-Sandwich-Strukturen bezeichnet) kleiner als 3 mm, und für einige spezielle Anwendungen (wie zum Beispiel bei akustischen Diaphragmas) sollten Sie Dicken unter 100 µm haben.A conventional method to obtain the core layers is to cut thick or thin panels from an original foam block. In general, the dimension of such thin sandwich structures (also referred to as micro-sandwich structures) is less than 3 mm, and for some special applications (such as acoustic diaphragms) they should have thicknesses below 100 µm.

Allerdings ist die Dicke der Schaumplatte durch die Effizienz des gegenwärtigen Schneidprozesses zu Dicken in Bereichen zwischen 100 und 150 µm eingeschränkt, was die minimale Dicke des (Mikro-) Sandwiches auf über 100 µm einschränkt.However, the thickness of the foam board is limited by the efficiency of the current cutting process to thicknesses in the range between 100 and 150 µm, limiting the minimum thickness of the (micro)sandwich to over 100 µm.

Ferner sind Schaumstoffe in einem begrenzten Bereich von Dichten (meistens unter 150 kg/m3) kommerziell erhältlich, und ihre Dichten beeinträchtigen stark ihre thermomechanischen Eigenschaften. Entsprechend ist es manchmal nicht möglich, ein Produkt-Design zu erzielen, welches die erforderlichen Eigenschaften für die Anwendung besitzt. Zum Beispiel ist es schwierig, Schaumstoffe zu finden, welche in der Lage sind, Produktionsprozessen mit Temperaturen über 200 °C und Drücken von bis zu mehr als 10 bar standzuhalten, welche typischerweise bei den meisten Formgebungsprozessen auftreten.Furthermore, foams are commercially available in a limited range of densities (mostly below 150 kg/m 3 ), and their densities greatly affect their thermomechanical properties. Accordingly, it is sometimes not possible to achieve a product design that has the required properties for the application. For example, it is difficult to find foams that are able to withstand production processes with temperatures above 200 °C and pressures up to more than 10 bar, which typically occur in most molding processes.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mechanische Bauteile und ein Herstellungsverfahren für entsprechende mechanische Bauteile bereitzustellen, welche robust und dünn sind und ein geringes Gewicht haben.It is an object of the present invention to provide mechanical components and a manufacturing method for corresponding mechanical components which are robust and thin and have a low weight.

Diese Aufgabe ist gelöst durch ein mechanisches Sandwich-Bauteil mit einer dünnen geschrumpften Schaumkernschicht, ein mechanisches Sandwich-Bauteil und ein entsprechendes Verfahren zum Reduzieren der Kernschichtdicke und/oder Verbessern der thermomechanischen Eigenschaften, gemäß den unabhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a mechanical sandwich component with a thin shrunken foam core layer, a mechanical sandwich component and a corresponding method for reducing the core layer thickness and / or improving the thermomechanical properties, according to the independent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein mechanisches Sandwich-Bauteil bereitgestellt, welches eine erste Deckschicht, eine zweite Deckschicht, und eine Schaumkernschicht aufweist, z. B. eine geschrumpfte Schaumkernschicht aus einer thermoplastischen Schaumplatte. Die Schaumkernschicht ist zwischen der ersten und der zweiten Deckschicht angeordnet, zum Bilden eines Stapels. Die Schaumkernschicht ist klebstofffrei und direkt mit der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht gekoppelt, d. h. verbunden.According to a first aspect of the present invention, a mechanical sandwich component is provided which has a first cover layer, a second cover layer, and a foam core layer, e.g. B. a shrunken foam core layer made of a thermoplastic foam board. The foam core layer is disposed between the first and second cover layers to form a stack. The foam core layer is adhesive-free and coupled directly to the first cover layer and the second cover layer, i.e. H. tied together.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein mechanisches Sandwich-Bauteil bereitgestellt, welches eine erste Deckschicht, eine zweite Deckschicht, und eine geschrumpfte Schaumkernschicht aus einer thermoplastischen Schaumplatte aufweist. Die geschrumpfte Schaumkernschicht ist zwischen der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht angeordnet, zum Bilden eines Stapels. Die Schaumkernschicht ist geschrumpft, was zu einer reduzierten Dicke und einer höheren Dichte in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke führt, aufgrund eines thermischen Kompressionsprozesses unter Verwendung von Temperaturen, welche höher als die Tg (Glasübergangstemperatur) und nahe bei der Aufschäumtemperatur der Schaumkernschicht sind.According to a further aspect of the present invention, a mechanical sandwich component is provided which has a first cover layer, a second cover layer, and a shrunken foam core layer made of a thermoplastic foam board. The shrunken foam core layer is disposed between the first cover layer and the second cover layer to form a stack. The foam core layer has shrunk, resulting in a reduced thickness and a higher density relative to its original thickness, due to a thermal compression process using temperatures higher than the T g (glass transition temperature) and close to the foaming temperature of the foam core layer.

Die Aufschäumtemperatur eines Polymers ist eine Prozesstemperatur, bei welcher das Polymer, welches mit einem geeigneten Treibmittel (engl.: blowing agent) beladen ist, eine Expansion der Zellen ermöglicht. Sie ist stark von der Chemie des Polymers, von dem Treibmittel, und von anderen Prozessparametern (Druck, Geschwindigkeit, etc.) abhängig. Für amorphe Polymere ist die Aufschäumtemperatur höher als TG, da nach TG die mechanischen Eigenschaften stark reduziert sind, was plastische Deformationen unter Aufbringung von geringen Belastungen (zum Beispiel der Gasdruck des Treibmittels) ermöglicht. Für semikristalline Polymere ist die Aufschäumtemperatur höher als die TG und häufig sehr nahe bei oder höher als der Schmelzpunkt.The foaming temperature of a polymer is a process temperature at which the polymer, which is loaded with a suitable blowing agent, enables the cells to expand. It depends heavily on the chemistry of the polymer, the blowing agent, and other process parameters (pressure, speed, etc.). For amorphous polymers, the foaming temperature is higher than T G because after T G the mechanical properties are greatly reduced, which allows plastic deformations under the application of low loads (for example the gas pressure of the blowing agent). For semicrystalline polymers, the foaming temperature is higher than the T G and often very close to or higher than the melting point.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die erste und die zweite Deckschicht während der thermischen Kompression zusammengepresst, und somit wird die dazwischen angeordnete Schaumkernschicht komprimiert und höher als die TG der Komponentenkernschicht erwärmt.According to another aspect of the present invention, the first and second cover layers are pressed together during thermal compression and thus the foam core layer disposed therebetween is compressed and heated higher than the T G of the component core layer.

Gemäß einem weiteren Aspekt werden die Dicke und die Dichte der Schaumkernschicht so eingestellt, dass thermomechanische Eigenschaften (zum Beispiel E-Modul, Festigkeit und Formbeständigkeitstemperatur (HDT), welche von der Dichte des Schaumstoffs abhängig ist) erzielt werden, welche nicht ohne weiteres kommerziell erhältlich sind.According to a further aspect, the thickness and density of the foam core layer are adjusted to achieve thermomechanical properties (e.g. modulus of elasticity, strength and deflection temperature (HDT), which are dependent on the density of the foam) which are not readily commercially available are.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen eines mechanischen Sandwich-Bauteils beschrieben. Gemäß dem Verfahren sind eine erste Deckschicht, eine zweite Deckschicht und eine Schaumkernschicht aus einer thermoplastischen Schaumplatte bereitgestellt. Die geschrumpfte Schaumkernschicht ist zwischen der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht angeordnet, zum Bilden eines Stapels. Ferner wird die Dicke der geschrumpften Schaumkernschicht in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke mittels eines thermischen Kompressionsprozesses unter Verwendung von Temperaturen reduziert, welche höher als die TG der Schaumkernschicht sind.According to a further aspect, a method for producing a mechanical sandwich component is described. According to the method, a first cover layer, a second cover layer and a foam core layer made of a thermoplastic foam board are provided. The shrunken foam core layer is disposed between the first cover layer and the second cover layer to form a stack. Further, the thickness of the shrunken foam core layer is reduced from its original thickness by a thermal compression process using temperatures higher than the T G of the foam core layer.

Der Stapel ist mittels der zwei mechanisch robusten (z. B. metallischen) Deckschichten und des leichten festen Schaumstoffmaterials (zum Beispiel ein Kunststoff-Hartschaumstoff) dazwischen gebildet. Eine solche Sandwich-Schichtsequenz ist sowohl mechanisch stabil als auch leicht, und für eine Massenproduktion geeignet. Ferner kann der Stapel ein flaches Design (zweidimensional) haben, welches sich innerhalb einer Ebene erstreckt, oder kann ein dreidimensionales Design haben, zum Beispiel konisch, kuppelförmig, schalenförmig, oder eine beliebige andere funktionelle Geometrie haben. Somit besteht beinahe keine Einschränkung des Umformens des mechanischen Bauteils zu einem strukturellen Element einer beliebigen gewünschten sterischen Konfiguration. Ferner kann die Sandwich-Konstruktion eine hohe Resonanzfrequenz des Materials und ein geringes Gewicht bereitstellen.The stack is formed by means of the two mechanically robust (e.g. metallic) cover layers and the light, solid foam material (e.g. a rigid plastic foam) between them. Such a sandwich layer sequence is both mechanically stable and lightweight, and suitable for mass production. Further, the stack may have a flat design (two-dimensional) extending within a plane, or may have a three-dimensional design, for example conical, dome-shaped, cup-shaped, or any other functional geometry. Thus, there is almost no restriction on forming the mechanical component into a structural element of any desired steric configuration. Furthermore, the sandwich construction can provide a high resonance frequency of the material and a low weight.

Die Kernschicht kann mit einer geringeren Dichte als die umgebenden Deckschichten gewählt sein.The core layer can be chosen to have a lower density than the surrounding cover layers.

Im Kontext dieser Anmeldung kann der Begriff „Deckschicht“ (engl.: skin layer) insbesondere eine Schicht oder eine Platte bezeichnen, welche die Kernschicht bedeckt, um die Biegesteifigkeitseigenschaften zu erhöhen, jedoch nicht notwendigerweise eine Oberflächenschicht bildet.In the context of this application, the term “skin layer” may in particular refer to a layer or plate that covers the core layer to increase the flexural rigidity properties, but does not necessarily form a surface layer.

Im Kontext dieser Anmeldung kann der Begriff „Kernschicht“ insbesondere eine eingebettete Schicht bezeichnen, welche eine zentrale Position in der Schichtsequenz hat. Das mechanische Sandwich-Bauteil kann ein plattenartiges Design haben und kann sich in einer Ebene erstrecken. Das mechanische Sandwich-Bauteil kann auch ein dreidimensionales Design haben, welches z. B. eine gekrümmte Ausdehnung hat. Somit ist die Kernschicht keine Oberflächenschicht (mit Ausnahme des seitlichen Randes des Schichtstapels, bei welchem sich die Kernschicht bis zu einer Oberfläche erstrecken kann), sondern ist auf beiden ihrer Hauptoberflächen durchgehend von einer Deckschicht bedeckt. Die Schaumkernschicht ist in direktem Kontakt mit den Deckschichten ohne eine zusätzliche Schicht dazwischen.In the context of this application, the term “core layer” can in particular refer to an embedded layer which has a central position in the layer sequence. The mechanical sandwich component may have a plate-like design and may extend in a plane. The mechanical sandwich component can also have a three-dimensional design, which e.g. B. has a curved extent. Thus, the core layer is not a surface layer (with the exception of the lateral edge of the layer stack, in which the core layer can extend to a surface), but is continuously covered by a cover layer on both of its main surfaces. The foam core layer is in direct contact with the cover layers without an additional layer in between.

Im Kontext dieser Anmeldung kann der Begriff „Schaumkernschicht“ insbesondere eine Substanz bezeichnen, welche gebildet wird, indem Taschen aus Gas in einer festen Matrix gefangen sind. Somit kann die Schaumschicht eine Schicht im Festzustand sein, welche Gaseinschlüsse darin hat. Die festen Schaumstoffe, aus welchen die Schaumschicht bevorzugt hergestellt ist, können geschlossenzellige Schaumstoffe oder offenzellige Schaumstoffe sein. Bei einem geschlossenzelligen Schaumstoff bildet das Gas separate Taschen, wobei jede vollständig von dem festen Material umgeben ist. Bei einem offenzelligen Schaumstoff sind die Gastaschen miteinander verbunden. Die Schaumschicht trägt zu den leichten Eigenschaften des mechanischen Sandwich-Bauteils bei und kann gleichzeitig auch einen Beitrag zur mechanischen Stabilität und Dämpfung bereitstellen. Der feste Schaumstoff kann Gaseinschlüsse haben, welche ein Gasvolumen von mindestens 30 %, insbesondere mindestens 70 %, weiter insbesondere mindestens 85 %, des gesamten Volumens der Kernschicht haben. In the context of this application, the term “foam core layer” may in particular refer to a substance that is formed by trapping pockets of gas in a solid matrix. Thus, the foam layer may be a solid state layer having gas inclusions therein. The solid foams from which the foam layer is preferably made can be closed-cell foams or open-cell foams. With a closed cell foam, the gas forms separate pockets, each completely surrounded by the solid material. With an open-cell foam, the gas pockets are connected to each other. The foam layer contributes to the lightweight properties of the mechanical sandwich component and at the same time can also contribute to the mechanical Provide stability and cushioning. The solid foam can have gas inclusions which have a gas volume of at least 30%, in particular at least 70%, more particularly at least 85%, of the total volume of the core layer.

Mittels des Ansatzes der vorliegenden Erfindung weist das mechanische Bauteil eine dünne Schaumkernschicht auf, welche direkt mit den Deckschichten verbunden und daran befestigt ist. Herkömmliche Sandwich-Strukturen sind mit einer Kernschichtdicke von größer als 100 µm gebildet. Die vorliegende Erfindung erreicht die Vorteile von Sandwich-Strukturen (Robustheit, hohe Biegesteifigkeit, leichtes Gewicht, hohe Dämpfung und hohe Resonanzfrequenz) bei Dicken von kleiner als 90 µm. Da mittels des Ansatzes der vorliegenden Erfindung die Schaumkernschicht nicht geschnitten wird, sondern geschrumpft wird, und mittels eines thermischen Kompressionsprozesses unter Verwendung von Temperaturen gebildet wird, welche höher als die TG der Schaumkernschicht sind, kann ferner eine Reduktion der Gesamtdicke zu 90 µm oder kleiner erzielt werden.Using the approach of the present invention, the mechanical component has a thin foam core layer which is directly bonded to and attached to the cover layers. Conventional sandwich structures are formed with a core layer thickness of greater than 100 µm. The present invention achieves the advantages of sandwich structures (robustness, high flexural rigidity, light weight, high damping and high resonance frequency) at thicknesses of less than 90 µm. Furthermore, since by the approach of the present invention the foam core layer is not cut but is shrunk and formed by a thermal compression process using temperatures higher than the T G of the foam core layer, a reduction in overall thickness to 90 μm or smaller can be achieved be achieved.

Abhängig von dem Material, welches für die Schaumkernschicht verwendet wird, kann die Temperatur bei dem thermischen Kompressionsprozess so gewählt sein, dass sie über der TG des Schaumkernmaterials ist.Depending on the material used for the foam core layer, the temperature in the thermal compression process may be selected to be above the T G of the foam core material.

Als ein Beispiel kann eine Polyethylenterephthalat (PET) Schaumplatte (semikristallines Polymer, TG von 65 °C) von einer Dicke von 200 µm zu einer Dicke von 50 µm reduziert werden, bei Temperaturen um 150 °C höher als die TG. Andere thermoplastische Schaumstoffe (amorphe Polymere) können bei Temperaturen von 20 °C höher als die TG stark reduziert werden.As an example, a polyethylene terephthalate (PET) foam board (semi-crystalline polymer, T G of 65 °C) can be reduced from a thickness of 200 µm to a thickness of 50 µm, at temperatures 150 °C higher than the T G . Other thermoplastic foams (amorphous polymers) can be greatly reduced at temperatures 20 °C higher than the T G.

Folglich wird mittels des thermischen Kompressionsprozesses die Schaumkernschicht geschrumpft und komprimiert, um die Größe/Dicke zu reduzieren. Der resultierende Anstieg der Dichte der geschrumpften Schaumkernschicht hat auch den Effekt, die thermomechanischen Eigenschaften (zum Beispiel den Modul, die Festigkeit und die HDT) in Bezug auf die ursprüngliche Schaumkernschicht zu verbessern.Consequently, through the thermal compression process, the foam core layer is shrunk and compressed to reduce the size/thickness. The resulting increase in density of the shrunken foam core layer also has the effect of improving the thermomechanical properties (e.g. modulus, strength and HDT) relative to the original foam core layer.

Es ist in einigen Fällen möglich, zu beobachten, dass sich aufgrund der Anwendung des thermischen Kompressionsprozesses die Struktur der thermisch komprimierten geschrumpften Schaumkernschicht von der nicht komprimierten ursprünglichen Schaumkernschicht unterscheidet. Abhängig von dem Typ des thermoplastischen Schaumstoffs veranlasst der thermische Kompressionsprozess einige Zellen in dem Schaum, miteinander zu verschmelzen. Diese verschmolzenen Zellen als solche weisen ein größeres Gasvolumen (z. B. Luftvolumen) als die Zellen des ursprünglichen Schaummaterials auf.It is possible in some cases to observe that due to the application of the thermal compression process, the structure of the thermally compressed shrunken foam core layer differs from the uncompressed original foam core layer. Depending on the type of thermoplastic foam, the thermal compression process causes some cells in the foam to fuse together. As such, these fused cells have a larger gas volume (e.g., air volume) than the cells of the original foam material.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Dicke der (z. B. geschrumpften) Schaumkernschicht kleiner als 90 µm, insbesondere kleiner als 70 µm, weiter insbesondere kleiner als 40 µm. Somit sind, spezifisch im Vergleich mit herkömmlichen Schneidverfahren, durch dieses thermische Kompressionsverfahren Mikro-Sandwich-Dicken von kleiner als 50 µm erreichbar. Dadurch kann die gesamte Dicke des mechanischen Bauteils reduziert werden, so dass winzige und kleine Bauteile gebildet werden können, zum Beispiel für akustische Mikrolautsprecher.According to a further exemplary embodiment, the thickness of the (e.g. shrunken) foam core layer is less than 90 μm, in particular less than 70 μm, further in particular less than 40 μm. Thus, specifically in comparison with conventional cutting processes, micro-sandwich thicknesses of less than 50 µm can be achieved using this thermal compression process. This allows the overall thickness of the mechanical component to be reduced so that tiny and small components can be formed, for example for acoustic micro loudspeakers.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform haben die erste Deckschicht und/oder die zweite Deckschicht eine Dicke unter 20 µm, insbesondere unter 14 µm, ferner insbesondere unter 8 µm. Mittels der vorliegenden Erfindung können zum Beispiel, indem die Deckschichten eine Dicke von kleiner als 6 µm haben und indem das Schaumkernmaterial eine Dicke von kleiner als 30 µm hat, mechanische Bauteile erzielt werden, welche dünner als 42 µm sind.According to a further exemplary embodiment, the first cover layer and/or the second cover layer have a thickness of less than 20 μm, in particular less than 14 μm, further in particular less than 8 μm. By means of the present invention, for example, by having the cover layers have a thickness of less than 6 µm and by having the foam core material have a thickness of less than 30 µm, mechanical components that are thinner than 42 µm can be achieved.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform hat die Kernschicht eine Dicke, welche in einem Bereich zwischen 10 % und 50 % einer ursprünglichen Dicke der Kernschicht vor dem thermischen Kompressionsprozess ist. Die Dicke der Kernschicht wird insbesondere mittels der thermischen Kompression zu einem Bereich zwischen 10 % und 50 % einer ursprünglichen Dicke der Kernschicht vor dem thermischen Kompressionsprozess reduziert. Das Aufbringen von Wärme und komprimierenden Kräften auf den Schaumkern zwischen zwei Bedeckungs- (Deck) Schichten verursacht eine Reduktion der Dicke. Die Länge und Breite der Kernschicht kann allerdings unverändert bleiben.According to another exemplary embodiment, the core layer has a thickness that is in a range between 10% and 50% of an original thickness of the core layer before the thermal compression process. The thickness of the core layer is reduced, in particular by means of thermal compression, to a range between 10% and 50% of an original thickness of the core layer before the thermal compression process. The application of heat and compressive forces to the foam core between two covering (top) layers causes a reduction in thickness. However, the length and width of the core layer can remain unchanged.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform hat die (z. B. geschrumpfte) Schaumkernschicht eine Dichte zwischen 50 kg/m3 und 900 kg/m3, insbesondere zwischen 100 kg/m3 oder 200 kg/m3 und 900 kg/m3. Spezifisch kann die Dichte der Schaumkernschicht durch den thermischen Kompressionsprozess zwischen 50 kg/m3 und 900 kg/m3 manipuliert werden. Zum Beispiel hat die Schaumkernschicht eine Dichte von größer als 200 kg/m3, 400 kg/m3, 600 kg/m3 oder 800 kg/m3. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Schaumkernschicht eine Dichte zwischen 300 kg/m3 und 600 kg/m3.According to a further exemplary embodiment, the (e.g. shrunken) foam core layer has a density between 50 kg/m 3 and 900 kg/m 3 , in particular between 100 kg/m 3 or 200 kg/m 3 and 900 kg/m 3 . Specifically, the density of the foam core layer can be manipulated between 50 kg/m 3 and 900 kg/m 3 through the thermal compression process. For example, the foam core layer has a density greater than 200 kg/m 3 , 400 kg/m 3 , 600 kg/m 3 or 800 kg/m 3 . In a preferred embodiment, the foam core layer has a density between 300 kg/m 3 and 600 kg/m 3 .

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Schaumkernschicht direkt auf der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht gebildet. Folglich kann, aufgrund der thermischen Behandlung der Schaumkernschicht unter Druck, die Bindung der Deckschichten und der Schaumkernschicht verbessert werden und die Gefahr der Delaminierung der Schichten ist reduziert. Dabei ist, spezifisch aufgrund des thermischen Kompressionsprozesses, die Kernschicht mit den jeweiligen Deckschichten verbunden und daran befestigt, mittels Dipol-Dipol Wechselwirkungen, mittels einer mechanischen Fixierung aufgrund der Oberflächenverbindung zwischen der Oberfläche des Schaumkerns und den Deckschichten und/oder mittels einer Materialverbindung zwischen dem Material der Kernschicht und der jeweiligen Deckschicht.According to the present invention, the foam core layer is directly on the first deck layer and the second top layer are formed. Consequently, due to the thermal treatment of the foam core layer under pressure, the bonding of the cover layers and the foam core layer can be improved and the risk of delamination of the layers is reduced. In this case, specifically due to the thermal compression process, the core layer is connected to the respective cover layers and attached thereto by means of dipole-dipole interactions, by means of a mechanical fixation due to the surface connection between the surface of the foam core and the cover layers and/or by means of a material connection between the material the core layer and the respective cover layer.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt die Schaumkernschicht als ein Bindeelement zwischen der ersten Deckschicht und der zweiten Deckschicht, ähnlich wie ein aufgeschäumter Kleber. Genauer, aufgrund der Behandlung der Schaumkernschicht mit Wärme und Druck, höher als die TG, erzeugt die Schaumkernschicht haftfähige Eigenschaften, so dass eine Haftverbindung mit den entsprechenden Deckschichten erzeugt werden kann. Dadurch ist es nicht notwendig, eine zusätzliche Klebstoffschicht zwischen der Schaumkernschicht und den jeweiligen Deckschichten hinzuzufügen.According to the present invention, the foam core layer acts as a binding element between the first cover layer and the second cover layer, similar to a foamed adhesive. More specifically, due to treating the foam core layer with heat and pressure higher than the T G , the foam core layer produces adhesive properties so that an adhesive bond can be created with the corresponding cover layers. This eliminates the need to add an additional layer of adhesive between the foam core layer and the respective cover layers.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die thermisch komprimierte Kernschicht eine erste Verteilung von Poren auf, welche insbesondere einen elliptischen Querschnitt haben. Die erste Gruppe von Poren ist aufgrund der Behandlung der Schaumkernschicht mit Wärme und Druck erzeugt. Die Poren können miteinander verschmelzen und können, während sie den Prozessdrücken und Temperaturen ausgesetzt sind, eine (ovale) Form mit einem elliptischen Querschnitt bilden. Somit zeigt eine entsprechende Bildung von Poren des elliptischen Querschnitts die Behandlung der Schaumkernschicht mittels eines thermischen Kompressionsprozesses. Der (z. B. geschrumpfte) Schaumkern weist eine teilweise verschmolzene Oberfläche auf, welche optisch erkennbar verschieden von dem standardmäßig geschnittenen Schaumstoff ist. Somit können die thermisch komprimierten Kernschichten durch die Zellen mit der elliptischen Form gekennzeichnet sein. Die thermische Kompressionsbehandlung des Schaumkerns kann dazu führen, dass sich einige Zellen verschmelzen, so dass sie oval geformte Zellen mit einem elliptischen Querschnitt bilden. Diese Eigenschaft in thermisch komprimierten Kernen ist deutlich verschieden von dem standardmäßig geschnittenen Schaumstoff.According to a further exemplary embodiment, the thermally compressed core layer has a first distribution of pores, which in particular have an elliptical cross section. The first group of pores is created due to the treatment of the foam core layer with heat and pressure. The pores can fuse together and, while exposed to the process pressures and temperatures, can form an (oval) shape with an elliptical cross-section. Thus, a corresponding formation of pores of the elliptical cross section indicates the treatment of the foam core layer by means of a thermal compression process. The (e.g. shrunken) foam core has a partially fused surface that is visually distinct from the standard cut foam. Thus, the thermally compressed core layers may be characterized by the cells with the elliptical shape. Thermal compression treatment of the foam core may cause some cells to fuse to form oval-shaped cells with an elliptical cross-section. This property in thermally compressed cores is significantly different than standard cut foam.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform hat die erste Gruppe von Poren eine Länge ihrer Hauptachse von größer als 120 µm, insbesondere größer als 150 µm, weiter insbesondere größer als 200 µm. Zum Beispiel ist aufgrund des Verschmelzens der Poren bei dem thermischen Kompressionsprozess die Größe der Hauptachse (oder Durchmesser) von mindestens einigen Poren größer in Bezug auf die Poren der ursprünglichen Schaumkernschicht vor dem thermischen Kompressionsprozess.According to a further exemplary embodiment, the first group of pores has a length of its main axis of greater than 120 μm, in particular greater than 150 μm, further in particular greater than 200 μm. For example, due to the merging of the pores in the thermal compression process, the major axis size (or diameter) of at least some pores is larger relative to the pores of the original foam core layer before the thermal compression process.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Schaumkernschicht Poren auf, welche sich durch die Schaumkernschicht zwischen den Deckschichten erstrecken. Somit können sich die Poren, aufgrund der dünnen Schaumkernschicht, nach dem thermischen Kompressionsprozess zwischen den Deckschichten erstrecken und können eine Art von Durchgangsöffnung durch die Schaumkernschicht bilden. Ferner können sich die Poren durch die Schaumkernschicht erstrecken und eine dünne hautartige Schicht der Schaumkernschicht kann noch befestigt und verklebt zwischen der entsprechenden Deckschicht und der Pore sein. Die Zellen in dem Schaumkern können sich aufgrund der thermischen Kompression zu einem Ausmaß verschmelzen, bei welchem sie einen durchgängigen Tunnel (Durchgangsöffnung) durch die Schaumschicht bilden.According to a further exemplary embodiment, the foam core layer has pores which extend through the foam core layer between the cover layers. Thus, due to the thin foam core layer, the pores can extend between the cover layers after the thermal compression process and can form a type of passage opening through the foam core layer. Furthermore, the pores can extend through the foam core layer and a thin skin-like layer of the foam core layer can still be attached and glued between the corresponding cover layer and the pore. The cells in the foam core can fuse due to thermal compression to the extent that they form a continuous tunnel (passage opening) through the foam layer.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Schaumkernschicht eine zweite Gruppe von Poren auf, wobei die erste Gruppe von Poren eine größere Größe als die zweite Gruppe von Poren hat (doppelte Verteilungsgröße). Die erste Gruppe von Poren und die zweite Gruppe von Poren sind in der Schaumkernschicht unregelmäßig verteilt. Aufgrund der Anwendung des thermischen Kompressionsprozesses verschmelzen einige der Poren der Schaumkernschicht miteinander und einige Poren bleiben einzeln, wobei einige der verschmolzenen Poren ein größeres Volumen als die Poren des ursprünglichen Schaummaterials vor dem thermischen Kompressionsprozess aufweisen. Somit führt dies zu einer unregelmäßigen Verteilung der ersten und der zweiten Porengruppe.According to a further exemplary embodiment, the foam core layer has a second group of pores, wherein the first group of pores has a larger size than the second group of pores (twice the distribution size). The first group of pores and the second group of pores are irregularly distributed in the foam core layer. Due to the application of the thermal compression process, some of the pores of the foam core layer fuse together and some pores remain single, with some of the fused pores having a larger volume than the pores of the original foam material before the thermal compression process. This therefore leads to an irregular distribution of the first and second pore groups.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, wobei die 5 %, insbesondere 10 %, aller Poren in der Schaumkernschicht von der ersten Gruppe gebildet sind, welche eine größere Größe haben.According to a further exemplary embodiment, the 5%, in particular 10%, of all pores in the foam core layer are formed by the first group, which have a larger size.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform hat eine nicht geschrumpfte Schaumkernschicht aus einem Schaummaterial, auf eine Temperaturbehandlung hin, welche höher als die TG ist, eine größere (mechanische) Längenreduzierung in der Dickenausdehnung (Richtung der Kompression) im Vergleich mit einer geschrumpften Kernschicht aus dem gleichen Schaumaterial. Die (mechanische) Länge definiert eine Erstreckung der Kernschicht in einer Dimension, nämlich in der Dimension, welche die Dicke der Schaumschicht beschreibt. Falls die Kernschicht zum Beispiel eine plattenartige Struktur aufweist, kann die mechanische Länge als die Dicke der Kernschicht definiert sein. Wie oben beschrieben ist, beschreibt die geschrumpfte Schaumkernschicht eine Schaumkernschicht nach einer Behandlung in dem thermischen Kompressionsprozess. Eine geschrumpfte Schaumkernschicht hat auf eine spezifische Temperaturbehandlung hin eine reduzierte Schrumpfung (d. h. Dickenschrumpfung) im Vergleich mit einer nicht geschrumpften Kernschicht aus dem gleichen Material wie die geschrumpfte Schaumkernschicht.According to a further exemplary embodiment, a non-shrunk foam core layer made of a foam material, upon temperature treatment higher than the T G , has a greater (mechanical) length reduction in thickness expansion (direction of compression) compared to a shrunk core layer made of the same Show material. The (mechanical) length defines an extension of the core layer in one dimension, namely in Dimension, which describes the thickness of the foam layer. For example, if the core layer has a plate-like structure, the mechanical length may be defined as the thickness of the core layer. As described above, the shrunken foam core layer describes a foam core layer after treatment in the thermal compression process. A shrunken foam core layer has reduced shrinkage (ie, thickness shrinkage) upon a specific temperature treatment compared to a non-shrunk core layer made of the same material as the shrunk foam core layer.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform hat die geschrumpfte Schaumkernschicht eine Dickenreduzierung von bis zu 25 % auf eine Temperaturbehandlung hin, welche niedriger als die TG ist. Gleichzeitig hat eine Schaumkernschicht aus dem gleichen Material wie die geschrumpfte Schaumkernschicht eine Dickenreduzierung von 50 %, insbesondere 70 % oder mehr, auf eine Temperaturbehandlung hin, welche höher als die TG ist.According to another exemplary embodiment, the shrunken foam core layer has a thickness reduction of up to 25% upon a temperature treatment lower than the T G. At the same time, a foam core layer made of the same material as the shrunk foam core layer has a thickness reduction of 50%, in particular 70% or more, upon a temperature treatment which is higher than the T G.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, wobei mindestens eine der Deckschichten aus Metallen sind, insbesondere aus einem aus der Gruppe, bestehend aus Stahllegierungen, Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen, Kupferlegierungen, Nickellegierungen und Beryllium.According to a further exemplary embodiment, at least one of the cover layers is made of metals, in particular one from the group consisting of steel alloys, aluminum alloys, magnesium alloys, copper alloys, nickel alloys and beryllium.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind mindestens eine der Deckschichten aus kohlenstoffbasierten Materialien, insbesondere aus einem aus der Gruppe, bestehend aus carbonfaserverstärkten Polymeren, Graphen, Graphit-Oxid und Graphit-Oxidpapier.According to a further exemplary embodiment, at least one of the cover layers is made of carbon-based materials, in particular one from the group consisting of carbon fiber-reinforced polymers, graphene, graphite oxide and graphite oxide paper.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind mindestens eine der Deckschichten aus nicht carbon-basierten faserverstärkten Deckschichten, insbesondere aus einem aus der Gruppe, bestehend aus glasfaserverstärktem Polymer, Aramid-verstärkten Kunststoffen, Zylon-verstärkten Kunststoffen, ultrahohes Molekulargewicht Polyethylen (UHMWPE) faserverstärkten Kunststoffen und naturfaserverstärkten Kunststoffen.According to a further exemplary embodiment, at least one of the cover layers is made of non-carbon-based fiber-reinforced cover layers, in particular one from the group consisting of glass fiber-reinforced polymer, aramid-reinforced plastics, Zylon-reinforced plastics, ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), fiber-reinforced plastics and natural fiber-reinforced plastics plastics.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind mindestens eine der Deckschichten aus thermoplastischen Folien und/oder duroplastischen (engl.: thermosets) Folien, wobei die thermoplastischen Folien aus einem aus der Gruppe ausgewählt sein können, bestehend aus PET, Polyethylennaphtalat (PEN), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid (PEI), Polysulfon (PES), Polyethersulfon (PESU), thermoplastischem Polyurethan (TPU), thermoplastischen Elastomeren (TPE), flüssigkristallinem Polymer (LCPs), Aramid, Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Poly(Methylmethacrylat) (PMMA) und Polycarbonat (PC). Die duroplastischen Folien können aus einem aus der Gruppe ausgewählt sein, bestehend aus Polyimid (PI), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyurethanen (PU), Gummi und Silikonen.According to a further exemplary embodiment, at least one of the cover layers is made of thermoplastic films and/or thermoset films, wherein the thermoplastic films can be selected from the group consisting of PET, polyethylene naphthalate (PEN), polyether ether ketone (PEEK ), polyetherimide (PEI), polysulfone (PES), polyethersulfone (PESU), thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic elastomers (TPE), liquid crystalline polymer (LCPs), aramid, polypropylene (PP), polyethylene (PE), poly (methyl methacrylate). ) (PMMA) and polycarbonate (PC). The thermoset films can be selected from the group consisting of polyimide (PI), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyurethanes (PU), rubber and silicones.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Kernschicht aus einem aus der Gruppe sein, bestehend aus Polyesterschäumen (PET, PEN, etc.), Polysulfonschäumen (PSU, PPSU, PESU, etc.), Polyacrylschäumen, PI Schäumen (PMI, Sulfimid), Polyolefinschäumen (PE, PP, etc.), thermoplastischen Polyurethanschäumen, TPE Schäumen.According to a further exemplary embodiment, the core layer may be one of the group consisting of polyester foams (PET, PEN, etc.), polysulfone foams (PSU, PPSU, PESU, etc.), polyacrylic foams, PI foams (PMI, sulfimide), polyolefin foams (PE, PP, etc.), thermoplastic polyurethane foams, TPE foams.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das resultierende Sandwich kaltformbar oder thermoformbar.According to a further exemplary embodiment, the resulting sandwich is cold formable or thermoformable.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das mechanische Bauteil konfiguriert, als eine Versteifermembran für akustische Anwendungen verwendet zu werden. Das mechanische Bauteil kann in einem Mikrolautsprecher verwendet werden. Das mechanische Bauteil kann eine Membran oder Diaphragma sein, welche mittels einer Spule oder einem anderen vibrierenden Element angeregt werden kann. Somit können dünne Mikrolautsprecher, genauer für tragbare Vorrichtungen, zum Beispiel Mobiltelefone, mittels des mechanischen Bauteils gebildet werden.According to another exemplary embodiment, the mechanical component is configured to be used as a stiffener membrane for acoustic applications. The mechanical component can be used in a micro speaker. The mechanical component can be a membrane or diaphragm, which can be excited by means of a coil or other vibrating element. Thus, thin micro speakers, more specifically for portable devices such as mobile phones, can be formed by means of the mechanical component.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das mechanische Bauteil konfiguriert, als ein mechanisches Element für strukturelle oder Gehäuseanwendungen verwendet zu werden. Bei einer Ausführungsform ist das mechanische Bauteil als eines aus der Gruppe konfiguriert, bestehend aus einem strukturellen Automobilbauteil, einem strukturellen Flugzeugbauteil, einem strukturellen Schienenfahrzeugbauteil und einem strukturellen Schiffsbauteil. Es kann somit ein Bauteil eines Abdeckungspanels oder einer Verkleidung oder eines Verstärkungselements eines Automobils, eines Flugzeugs oder eines Zugs sein. Allerdings sind auch andere Anwendungen möglich.According to another exemplary embodiment, the mechanical component is configured to be used as a mechanical element for structural or housing applications. In one embodiment, the mechanical component is configured as one of the group consisting of an automotive structural component, an aircraft structural component, a rail vehicle structural component, and a ship structural component. It can thus be a component of a cover panel or a fairing or a reinforcing element of an automobile, an aircraft or a train. However, other applications are also possible.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das mechanische Bauteil konfiguriert, als ein mechanisches Element für Antennenanwendungen verwendet zu werden, zum Beispiel Radome. Genauer kann das mechanische Bauteil eine Gehäusestruktur für ein Antennenelement bilden. Das mechanische Bauteil kann als ein Radom funktionieren. Somit kann eine ausreichende Stütze und Schutz für das Antennenelement mittels des Rahmens und der Kernstruktur bereitgestellt sein. Gleichzeitig können Antennensignale durch das mechanische Bauteil gesendet werden, da die Kernschicht und die Deckschichten aus elektromagnetisch transparenten Materialien ausgewählt sein können und somit aus Materialien mit einer niedrigen Absorption von Antennensignalen.According to another exemplary embodiment, the mechanical component is configured to be used as a mechanical element for antenna applications, for example radomes. More specifically, the mechanical component can form a housing structure for an antenna element. The mechanical component can function as a radome. Thus, sufficient support and protection for the antenna element can be provided by means of the frame and the core structure. At the same time, antenna signals can be sent through the mechanical component because the core layer and the cover layers can be selected from electromagnetically transparent materials and thus from materials with a low absorption of antenna signals.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Dicke der Kernschicht mittels der thermischen Kompression von größer als 100 µm, insbesondere größer als 150 µm, zu einer Dicke kleiner als 90 µm, insbesondere kleiner als 70 µm, weiter insbesondere kleiner als 40 µm, reduziert.According to a further exemplary embodiment of the method, the thickness of the core layer is reduced by means of thermal compression from greater than 100 μm, in particular greater than 150 μm, to a thickness less than 90 μm, in particular less than 70 μm, further in particular less than 40 μm .

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens kann ein Haftvermittler hinzugefügt werden, insbesondere mittels Sprühens oder Rollens, auf eine Oberfläche der ersten Deckschicht und/oder der zweiten Deckschicht, vor dem Schritt des Anordnens der Schaumkernschicht.According to a further exemplary embodiment of the method, an adhesion promoter may be added, in particular by spraying or rolling, onto a surface of the first cover layer and/or the second cover layer, prior to the step of arranging the foam core layer.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der thermische Kompressionsprozess in einem Formprozess (engl.: molding process) durchgeführt, wobei die erste Deckschicht, die zweite Deckschicht und die Schaumkernschicht als ein Stapel in einem Formwerkzeug angeordnet sind, zum Bereitstellen von Wärme und Druck zu dem Stapel. Genauer weist der Formprozess Spritzgießen, Formpressen, Verdichtungsformen oder Harztransferformen auf.According to a further exemplary embodiment of the method, the thermal compression process is carried out in a molding process, wherein the first cover layer, the second cover layer and the foam core layer are arranged as a stack in a mold to provide heat and pressure the stack. More specifically, the molding process includes injection molding, compression molding, compression molding or resin transfer molding.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der thermische Kompressionsprozess in einem Laminierungsprozess durchgeführt, wobei die erste Deckschicht, die zweite Deckschicht und die Schaumkernschicht als ein Stapel angeordnet sind, unter Aufbringung von Wärme und Druck in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle Laminierungsprozess, einem kontinuierlichen Förderbandprozess oder einem diskontinuierlichen thermomechanischen Presslaminierungsprozess.According to a further exemplary embodiment of the method, the thermal compression process is performed in a lamination process, wherein the first cover layer, the second cover layer and the foam core layer are arranged as a stack, with the application of heat and pressure in a continuous roll-to-roll lamination process, a continuous conveyor belt process or a discontinuous thermomechanical press lamination process.

Es ist anzumerken, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf verschiedene Gegenstände beschrieben sind. Insbesondere sind einige Ausführungsformen mit Bezug auf Vorrichtungstyp-Ansprüche beschrieben, wohingegen andere Ausführungsformen mit Bezug auf Verfahrenstyp-Ansprüche beschrieben sind. Allerdings entnimmt ein Fachmann aus der obigen und der folgenden Beschreibung, dass, soweit nicht anders angegeben, zusätzlich zu einer beliebigen Kombination von Merkmalen, welche zu einem Typ von Gegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination zwischen Merkmalen, welche sich auf verschiedene Gegenstände beziehen, insbesondere zwischen Merkmalen der Vorrichtungstyp-Ansprüche und Merkmalen der Verfahrenstyp-Ansprüche als mit dieser Anmeldung offenbart betrachtet ist.It should be noted that embodiments of the invention are described with reference to various subject matter. In particular, some embodiments are described with reference to device type claims, whereas other embodiments are described with reference to method type claims. However, a person skilled in the art will understand from the above and the following description that, unless otherwise stated, in addition to any combination of features belonging to one type of object, also any combination between features relating to different objects, in particular between features of the device type claims and features of the method type claims is considered to be disclosed with this application.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die oben definierten Aspekte und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus den Beispielen für Ausführungsformen ersichtlich, welche im Folgenden beschrieben sind und mit Bezug auf die Beispiele für Ausführungsformen erläutert sind. Die Erfindung ist im Folgenden mit Bezug auf die Beispiele für Ausführungsformen beschrieben, auf welche die Erfindung allerdings nicht eingeschränkt ist.

  • 1 zeigt ein mechanisches Sandwich-Bauteil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein mikroskopisches Bild einer Schaumstruktur einer Schaumkernschicht vor dem thermischen Kompressionsprozess gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt ein mikroskopisches Bild einer Schaumstruktur einer geschrumpften Schaumkernschicht nach dem thermischen Kompressionsprozess gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt ein Diagramm für eine Dickenreduzierung eines geschrumpften Schaumkerns und eines nicht geschrumpften Schaumkerns auf eine Temperaturbehandlung hin.
The aspects defined above and other aspects of the present invention will be apparent from the examples of embodiments described below and explained with reference to the examples of embodiments. The invention is described below with reference to the examples of embodiments, to which the invention is, however, not limited.
  • 1 shows a mechanical sandwich component according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2 shows a microscopic image of a foam structure of a foam core layer before the thermal compression process according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 3 shows a microscopic image of a foam structure of a shrunken foam core layer after the thermal compression process according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 4 shows a diagram for thickness reduction of a shrunken foam core and a non-shrunk foam core upon temperature treatment.

Ausführliche Beschreibung von beispielhaften AusführungsformenDetailed description of exemplary embodiments

Die Darstellungen in den Zeichnungen sind schematisch. Es wird angemerkt, dass ähnliche oder identische Elemente in verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.The representations in the drawings are schematic. It is noted that similar or identical elements in different figures are given the same reference numerals.

1 zeigt ein mechanisches Sandwich-Bauteil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das mechanische Sandwich-Bauteil weist eine erste Deckschicht 101, eine zweite Deckschicht 102, und eine (z. B. geschrumpfte) Schaumkernschicht 103 aus einer thermoplastischen Schaumplatte auf. Die Schaumkernschicht 103 ist so zwischen der ersten Deckschicht 101 und der zweiten Deckschicht 102 angeordnet, dass ein Stapel gebildet ist. Die Dicke der Schaumkernschicht 103 ist kleiner als 90 µm. Die Schaumkernschicht 103 ist insbesondere eine geschrumpfte Kernschicht 103, welche eine reduzierte Dicke in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke haben kann, welche aus einem thermischen Kompressionsprozess unter Verwendung von Temperaturen resultiert, welche höher als die TG der geschrumpften Schaumkernschicht 103 sind. 1 shows a mechanical sandwich component according to an exemplary embodiment of the present invention. The mechanical sandwich component has a first cover layer 101, a second cover layer 102, and a (e.g. shrunken) foam core layer 103 made of a thermoplastic foam board. The foam core layer 103 is arranged between the first cover layer 101 and the second cover layer 102 so that a stack is formed. The thickness of the foam core layer 103 is less than 90 μm. The foam core layer 103 is particularly a shrunken core layer 103, which may have a reduced thickness with respect to its original thickness resulting from a thermal compression process using temperatures higher than the T G of the shrunken foam core layer 103.

Der bereitgestellte Stapel ist aus den zwei mechanisch robusten (z. B. metallischen) Deckschichten 101, 102 und dem leichten festen Schaumaterial 103 dazwischen gebildet. Die Deckschichten 101, 102 bilden Platten, welche die Kernschicht 103 bedecken, um die Letztere von der Umgebung abzuschirmen, jedoch nicht notwendigerweise eine Oberflächenschicht bilden. Somit ist die (z. B. geschrumpfte) Schaumkernschicht 103 auf beiden ihrer Hauptoberflächen von einer jeweiligen der Deckschichten 101, 102 bedeckt. Genauer kontaktiert die geschrumpfte Schaumkernschicht 103 direkt die Deckschichten 101, 102 ohne eine zusätzliche Schicht dazwischen.The stack provided is made up of two mechanically robust (e.g. metallic) decks layers 101, 102 and the light solid display material 103 formed between them. The cover layers 101, 102 form plates which cover the core layer 103 to shield the latter from the environment, but do not necessarily form a surface layer. Thus, the (e.g. shrunken) foam core layer 103 is covered on both of its main surfaces by a respective one of the cover layers 101, 102. More specifically, the shrunken foam core layer 103 directly contacts the cover layers 101, 102 without an additional layer in between.

Die dünne geschrumpfte Schaumkernschicht 103 hat eine Dicke von kleiner als 90 µm. Da die geschrumpfte Schaumkernschicht 103 nicht geschnitten ist, sondern mittels eines thermischen Kompressionsprozesses unter Verwendung von Temperaturen gebildet ist, welche höher als die TG der geschrumpften Schaumkernschicht 103 sind, ist die Dicke der geschrumpften Schaumkernschicht 103 zu 90 µm oder kleiner reduziert.The thin shrunken foam core layer 103 has a thickness of less than 90 μm. Since the shrunken foam core layer 103 is not cut but is formed by a thermal compression process using temperatures higher than the T G of the shrunken foam core layer 103, the thickness of the shrunken foam core layer 103 is reduced to 90 μm or smaller.

Abhängig von dem Material der geschrumpften Schaumkernschicht 103 ist die Temperatur bei dem thermischen Kompressionsprozess über der TG des Schaumkernmaterials und über oder unter der Schmelztemperatur von semikristallinen Polymeren gewählt. Zum Beispiel kann die Temperatur der geschrumpften Schaumkernschicht 103 so ausgewählt sein, dass sie in Bezug auf die Glasübergangstemperatur des geschäumten Kernmaterials 50 %, insbesondere 20 %, weiter insbesondere 5 % über oder unter der Glasübergangstemperatur des geschäumten Kernmaterials ist.Depending on the material of the shrunken foam core layer 103, the temperature in the thermal compression process is selected above the T G of the foam core material and above or below the melting temperature of semicrystalline polymers. For example, the temperature of the shrunken foam core layer 103 may be selected such that it is 50%, in particular 20%, more particularly 5% above or below the glass transition temperature of the foamed core material with respect to the glass transition temperature of the foamed core material.

Zum Beispiel können die Deckschichten 101, 102 Metallschichten sein, zum Beispiel Aluminium, welche eine Dicke von 6 µm haben. Die geschrumpfte Schaumkernschicht 103 kann Polymethacrylimid (PMI) Schaum sein, welcher eine Dicke von kleiner als 40 µm hat.For example, the cover layers 101, 102 can be metal layers, for example aluminum, which have a thickness of 6 μm. The shrunken foam core layer 103 may be polymethacrylimide (PMI) foam, which has a thickness of less than 40 μm.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können die Deckschichten 101, 102 Kunststoffschichten sein, zum Beispiel PEN, welche eine Dicke von 6 oder 12 µm haben, um ein thermoformbares Sandwich zu bilden. Die geschrumpfte Schaumkernschicht 103 kann PMI Schaum sein, welcher eine Dicke von kleiner als 30 µm hat.In another exemplary embodiment, the cover layers 101, 102 may be plastic layers, for example PEN, which have a thickness of 6 or 12 microns to form a thermoformable sandwich. The shrunken foam core layer 103 can be PMI foam, which has a thickness of less than 30 μm.

2 zeigt ein mikroskopisches Bild einer Schaumstruktur einer Schaumkernschicht vor dem thermischen Kompressionsprozess gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Schaumkernschicht weist kleine Poren auf, welche mehr oder weniger kreisförmig sind und welche gleichmäßig verteilt sind. Die Poren können eine Größe/Durchmesser von 55 µm bis 88 µm haben. Der feste Schaum kann Gaseinschlüsse haben, welche mindestens 30 %, insbesondere mindestens 70 %, weiter insbesondere mindestens 85 %, des gesamten Volumens der Kernschicht betragen. 2 shows a microscopic image of a foam structure of a foam core layer before the thermal compression process according to an exemplary embodiment of the present invention. The foam core layer has small pores which are more or less circular and which are evenly distributed. The pores can have a size/diameter of 55 µm to 88 µm. The solid foam can have gas inclusions which amount to at least 30%, in particular at least 70%, more particularly at least 85%, of the total volume of the core layer.

3 zeigt ein mikroskopisches Bild einer Schaumstruktur einer geschrumpften Schaumkernschicht nach dem thermischen Kompressionsprozess gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die geschrumpfte Schaumkernschicht weist eine erste Gruppe von Poren auf, welche einen elliptischen Querschnitt haben. Die erste Gruppe von Poren ist aufgrund der Behandlung der geschrumpften Schaumkernschicht mit Wärme und Druck erzeugt. Die Poren verschmelzen miteinander und bilden unter Druck eine (ovale) Form mit einem elliptischen Querschnitt. Wie in 3 zu sehen ist, hat die erste Gruppe von Poren eine Länge ihrer Hauptachse von größer als 120 µm, insbesondere größer als 150 µm, weiter insbesondere größer als 200 µm. Aufgrund des Verschmelzens der Poren bei dem thermischen Kompressionsprozess ist die Größe der Hauptachse (oder Durchmesser) von mindestens einigen Poren größer in Bezug auf die Poren der ursprünglichen Schaumkernschicht vor dem thermischen Kompressionsprozess, welche in 2 gezeigt ist. Somit zeigt eine entsprechende Bildung von Oberflächenstrukturen und Poren mit einem verschiedenen Querschnitt die Behandlung der Schaumkernschicht mittels eines thermischen Kompressionsprozesses im Vergleich mit der unbehandelten Schaumstruktur in 2. 3 shows a microscopic image of a foam structure of a shrunken foam core layer after the thermal compression process according to an exemplary embodiment of the present invention. The shrunken foam core layer has a first group of pores which have an elliptical cross section. The first group of pores is created due to the treatment of the shrunken foam core layer with heat and pressure. The pores merge with each other and, under pressure, form an (oval) shape with an elliptical cross section. As in 3 can be seen, the first group of pores has a length of its main axis of greater than 120 μm, in particular greater than 150 μm, further in particular greater than 200 μm. Due to the merging of the pores in the thermal compression process, the major axis size (or diameter) of at least some pores is larger with respect to the pores of the original foam core layer before the thermal compression process, which in 2 is shown. Thus, a corresponding formation of surface structures and pores with a different cross section shows the treatment of the foam core layer by means of a thermal compression process compared to the untreated foam structure in 2 .

4 zeigt ein Diagramm für eine Dickenreduzierung auf eine Temperaturbehandlung eines geschrumpften Schaumkerns hin (siehe Kurve 401), welcher eine Dicke von 25 µm hat, und eines nicht geschrumpften Schaumkerns (siehe Kurve 402), welcher eine Dicke von 150 µm hat. In dem Diagramm beschreibt L0 die ursprüngliche mechanische Dicke einer jeweiligen Schaumkernschicht bei Raumtemperatur (d. h. bei 20 °C), und dL beschreibt die Änderung der Dicke einer jeweiligen Schaumkernschicht unter der Behandlung bei einer spezifischen gegebenen Temperatur. 4 shows a thickness reduction diagram for a temperature treatment of a shrunken foam core (see curve 401), which has a thickness of 25 μm, and an unshrunk foam core (see curve 402), which has a thickness of 150 μm. In the diagram, L 0 describes the original mechanical thickness of a respective foam core layer at room temperature (ie, at 20 °C), and d L describes the change in thickness of a respective foam core layer under treatment at a specific given temperature.

In dem Aufschäumtemperaturbereich 403, d.h. bei einer Temperatur 30 °C höher als die TG der Schaumkernschicht 103, hat die nicht geschrumpfte Schaumkernschicht eine Dickenreduzierung von mehr als 15 % (d. h. dL/L0=-0,15). Bei einer höheren Temperatur hat die nicht geschrumpfte Schaumkernschicht eine Längenreduzierung von mehr als 65 %.In the foaming temperature range 403, ie at a temperature 30°C higher than the T G of the foam core layer 103, the unshrunk foam core layer has a thickness reduction of more than 15% (ie dL /L 0 =-0.15). At a higher temperature, the unshrunk foam core layer has a length reduction of more than 65%.

Im Vergleich dazu hat die thermisch komprimierte geschrumpfte Schaumkernschicht gemäß der vorliegenden Erfindung eine beinahe konstante mechanische Dicke. Zum Beispiel hat die thermisch komprimierte geschrumpfte Schaumkernschicht keine Dickenreduzierung in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke bei Temperaturen höher als die frühere TG, und bei noch höheren Temperaturen vergrößert die thermisch komprimierte geschrumpfte Schaumkernschicht sogar ihre Dicke.In comparison, the thermally compressed shrunken foam core layer according to the present invention has an almost constant mechanical thickness. For example, the thermally compressed has shrunk foam core layer no reduction in thickness relative to its original thickness at temperatures higher than the former T G , and at even higher temperatures the thermally compressed shrunken foam core layer actually increases its thickness.

Somit kann die geschrumpfte Schaumkernschicht, auf eine Temperaturbehandlung hin, eine konstante Dicke oder zumindest eine kleinere Dickenreduzierung in der Dickenausdehnung im Vergleich mit einer nicht geschrumpften Kernschicht haben, welche aus dem gleichen Schaumaterial ist. Thus, upon temperature treatment, the shrunken foam core layer may have a constant thickness or at least a smaller thickness reduction in thickness expansion compared to a non-shrunk core layer made of the same foam material.

Es ist anzumerken, dass der Begriff „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „ein“ oder „eine“ keine Mehrzahl ausschließt. Auch Elemente, welche in Zusammenhang mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben sind, können kombiniert werden. Es ist ebenfalls anzumerken, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als einschränkend für den Schutzbereich der Ansprüche auszulegen sind.It should be noted that the term “comprising” does not exclude other elements or steps and “a” or “an” does not exclude a plural. Elements that are described in connection with various embodiments can also be combined. It should also be noted that reference numerals in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.

Claims (33)

Ein mechanisches Sandwich-Bauteil aufweisend: eine erste Deckschicht (101), eine zweite Deckschicht (102), und eine Schaumkernschicht (103) aus einer thermoplastischen Schaumplatte, wobei die Schaumkernschicht (103) so zwischen der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) angeordnet ist, dass ein Stapel gebildet ist, und wobei die Schaumkernschicht (103) klebstofffrei direkt mit der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) verbunden ist.A mechanical sandwich component comprising: a first cover layer (101), a second cover layer (102), and a foam core layer (103) made of a thermoplastic foam board, wherein the foam core layer (103) is arranged between the first cover layer (101) and the second cover layer (102) so that a stack is formed, and wherein the foam core layer (103) is connected directly to the first cover layer (101) and the second cover layer (102) without adhesive. Ein mechanisches Sandwich-Bauteil aufweisend: eine erste Deckschicht (101), eine zweite Deckschicht (102), und eine geschrumpfte Schaumkernschicht (103) aus einer thermoplastischen Schaumplatte, wobei die geschrumpfte Schaumkernschicht (103) zum Bilden eines Stapels zwischen der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) angeordnet ist, und wobei die geschrumpfte Schaumkernschicht (103) eine reduzierte Dicke hat in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke, was aus einem thermischen Kompressionsprozess unter Verwendung von Temperaturen resultiert, welche höher als die Glasübergangstemperatur der geschrumpften Schaumkernschicht (103) sind.A mechanical sandwich component comprising: a first cover layer (101), a second cover layer (102), and a shrunken foam core layer (103) made of a thermoplastic foam board, wherein the shrunken foam core layer (103) is arranged to form a stack between the first cover layer (101) and the second cover layer (102), and wherein the shrunken foam core layer (103) has a reduced thickness relative to its original thickness resulting from a thermal compression process using temperatures higher than the glass transition temperature of the shrunken foam core layer (103). Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke der Schaumkernschicht (103) kleiner als 90 µm, insbesondere kleiner als 70 µm, weiter insbesondere kleiner als 40 µm, ist.The mechanical sandwich component according to Claim 1 or 2 , wherein the thickness of the foam core layer (103) is less than 90 µm, in particular less than 70 µm, more particularly less than 40 µm. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die erste Deckschicht (101) und/oder die zweite Deckschicht (102) eine Dicke unter 20 µm, insbesondere unter 14 µm, weiter insbesondere unter 8 µm, haben.The mechanical sandwich component according to Claims 1 until 3 , wherein the first cover layer (101) and / or the second cover layer (102) have a thickness of less than 20 μm, in particular less than 14 μm, more particularly less than 8 μm. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schaumkernschicht (103) eine reduzierte Dicke in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke hat, was aus einem thermischen Kompressionsprozess unter Verwendung von Temperaturen resultiert, welche höher als die Glasübergangstemperatur der Schaumkernschicht (103) sind.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 4 , wherein the foam core layer (103) has a reduced thickness relative to its original thickness, resulting from a thermal compression process using temperatures higher than the glass transition temperature of the foam core layer (103). Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kernschicht (103) eine Dicke hat, welche in einem Bereich zwischen 10 % und 50 % einer ursprünglichen Dicke der Kernschicht (103) vor dem thermischen Kompressionsprozess ist.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 5 , wherein the core layer (103) has a thickness that is in a range between 10% and 50% of an original thickness of the core layer (103) before the thermal compression process. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schaumkernschicht (103) eine Dichte hat zwischen 50 kg/m3 und 900 kg/m3, insbesondere zwischen 100 kg/m3 oder 200 kg/m3 und 900 kg/m3.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 6 , wherein the foam core layer (103) has a density between 50 kg/m 3 and 900 kg/m 3 , in particular between 100 kg/m 3 or 200 kg/m 3 and 900 kg/m 3 . Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schaumkernschicht (103) direkt auf der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) gebildet ist.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 7 , wherein the foam core layer (103) is formed directly on the first cover layer (101) and the second cover layer (102). Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß Anspruch 8, wobei die Schaumkernschicht (103) als ein Bindeelement zwischen der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) wirkt, so dass die Schaumkernschicht (103) als eine geschäumte Kleberschicht zwischen den zwei Deckschichten (101, 102) wirkt.The mechanical sandwich component according to Claim 8 , wherein the foam core layer (103) acts as a binding element between the first cover layer (101) and the second cover layer (102), so that the foam core layer (103) acts as a foamed adhesive layer between the two cover layers (101, 102). Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Schaumkernschicht (103) insbesondere eine thermisch komprimierte geschrumpfte Kernschicht (103) ist, welche eine erste Gruppe von Poren aufweist, welche insbesondere einen elliptischen Querschnitt haben.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 9 , wherein the foam core layer (103) is in particular a thermally compressed shrunken core layer (103) which has a first group of pores which in particular have an elliptical cross section. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß Anspruch 10, wobei die erste Gruppe von Poren eine Länge ihrer Hauptachse von größer als 0,120 mm, insbesondere größer als 0,150 mm, weiter insbesondere größer als 0,200 mm, hat.The mechanical sandwich component according to Claim 10 , wherein the first group of pores has a length of its main axis of greater than 0.120 mm, in particular greater than 0.150 mm, further in particular greater than 0.200 mm. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Schaumkernschicht (103) Poren aufweist, welche sich durch die Schaumkernschicht (103) zwischen den Deckschichten (101, 102) erstrecken.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 11 , taking the foam core layer (103) has pores which extend through the foam core layer (103) between the cover layers (101, 102). Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Schaumkernschicht (103) insbesondere eine geschrumpfte Kernschicht (103) ist, wobei die geschrumpfte Schaumkernschicht (103) eine zweite Gruppe von Poren aufweist, wobei die erste Gruppe von Poren eine größere Größe als die zweite Gruppe von Poren hat, wobei die erste Gruppe von Poren und die zweite Gruppe von Poren in der geschrumpften Schaumkernschicht (103) unregelmäßig verteilt sind.The mechanical sandwich component according to one of Claims 10 until 12 , wherein the foam core layer (103) is in particular a shrunken core layer (103), wherein the shrunken foam core layer (103) has a second group of pores, the first group of pores having a larger size than the second group of pores, the first Group of pores and the second group of pores in the shrunken foam core layer (103) are irregularly distributed. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß Anspruch 13, wobei 5 %, insbesondere 10 %, aller Poren in der geschrumpften Schaumkernschicht (103) von der ersten Gruppe gebildet sind.The mechanical sandwich component according to Claim 13 , whereby 5%, in particular 10%, of all pores in the shrunken foam core layer (103) are formed by the first group. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Schaumkernschicht (103) insbesondere eine thermisch komprimierte geschrumpfte Kernschicht (103) ist, wobei, auf eine Temperaturbehandlung hin, welche höher als die Glasübergangstemperatur ist, eine nicht geschrumpfte Schaumkernschicht aus einem Schaumstoffmaterial eine größere Längenreduktion in einer Dickenausdehnung hat, im Vergleich mit einer geschrumpften Kernschicht (103) aus dem gleichen Schaumaterial.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 14 , wherein the foam core layer (103) is in particular a thermally compressed shrunken core layer (103), wherein, upon a temperature treatment which is higher than the glass transition temperature, a non-shrunk foam core layer made of a foam material has a greater reduction in length in a thickness expansion, compared to a shrunken core layer (103) made of the same foam material. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Schaumkernschicht (103) insbesondere eine thermisch komprimierte geschrumpfte Kernschicht (103) ist, wobei die geschrumpfte Schaumkernschicht (103) auf eine Temperaturbehandlung hin, welche höher als die Glasübergangstemperatur ist, eine Dickenreduktion von 25 % oder weniger hat.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 15 , wherein the foam core layer (103) is in particular a thermally compressed shrunken core layer (103), wherein the shrunken foam core layer (103) has a thickness reduction of 25% or less upon a temperature treatment that is higher than the glass transition temperature. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei mindestens eine der Deckschichten (101, 102) aus Metallen gebildet sind, insbesondere aus einem aus der Gruppe, bestehend aus Stahllegierungen, Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen, Kupfer, Nickellegierungen und Beryllium.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 16 , wherein at least one of the cover layers (101, 102) is formed from metals, in particular from one from the group consisting of steel alloys, aluminum alloys, magnesium alloys, copper, nickel alloys and beryllium. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei mindestens eine der Deckschichten (101, 102) aus kohlenstoffbasierten Materialien sind, insbesondere aus einem aus der Gruppe, bestehend aus einem carbonfaserverstärkten Polymer, Graphen und Graphitpapier.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 17 , wherein at least one of the cover layers (101, 102) is made of carbon-based materials, in particular one from the group consisting of a carbon fiber-reinforced polymer, graphene and graphite paper. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei mindestens eine der Deckschichten (101, 102) aus nicht kohlenstoffbasierten faserverstärkten Randschichten sind, insbesondere aus einem aus der Gruppe, bestehend aus einem glasfaserverstärkten Polymer, aramidverstärkten Kunststoffen, zylonverstärkten Kunststoffen, UHMPWEfaserverstärkten Kunststoffen und naturfaserverstärkten Kunststoffen.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 18 , wherein at least one of the cover layers (101, 102) is made of non-carbon-based fiber-reinforced edge layers, in particular one from the group consisting of a glass fiber-reinforced polymer, aramid-reinforced plastics, zylon-reinforced plastics, UHMPWE fiber-reinforced plastics and natural fiber-reinforced plastics. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei mindestens eine der Deckschichten (101, 102) aus thermoplastischen Folien und/oder duroplastischen Folien sind, wobei die thermoplastischen Folien ausgewählt sind von einem aus der Gruppe, bestehend aus PET, PEN, PEEK, PEI, PES, PESU, TPU, TPE, LCPs, Aramid, PP, PE, PMMA und PC, wobei die duroplastischen Folien ausgewählt sind von einem aus der Gruppe, bestehend aus PI, PTFE, Polyurethanen, Gummi und Silikonen.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 19 , wherein at least one of the cover layers (101, 102) is made of thermoplastic films and / or thermoset films, the thermoplastic films being selected from one of the group consisting of PET, PEN, PEEK, PEI, PES, PESU, TPU, TPE , LCPs, aramid, PP, PE, PMMA and PC, where the thermoset films are selected from one of the group consisting of PI, PTFE, polyurethanes, rubber and silicones. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die Kernschicht (103) aus einem aus der Gruppe von thermoplastischen Schäumen ist, bestehend aus Polyesterschäumen, Polysulfonschäumen, PMI-Schäumen, Polyolefinschäumen, Polyurethanschäumen und elastomeren Schäumen.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 20 , wherein the core layer (103) is made from one of the group of thermoplastic foams consisting of polyester foams, polysulfone foams, PMI foams, polyolefin foams, polyurethane foams and elastomeric foams. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, welches konfiguriert ist, als eine Versteifermembran für akustische Anwendungen verwendet zu werden.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 21 , which is configured to be used as a stiffener membrane for acoustic applications. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, welches konfiguriert ist, als ein mechanisches Element für strukturelle oder Gehäuseanwendungen verwendet zu werden.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 21 , which is configured to be used as a mechanical element for structural or housing applications. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, welches konfiguriert ist, als ein mechanisches Element für Antennenanwendungen verwendet zu werden, insbesondere Radome.The mechanical sandwich component according to one of Claims 1 until 21 , which is configured to be used as a mechanical element for antenna applications, particularly radomes. Ein Verfahren zum Herstellen eines mechanischen Sandwich-Bauteils, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen einer ersten Deckschicht (101), Bereitstellen einer zweiten Deckschicht (102), und Bereitstellen einer Schaumkernschicht (103) aus einer thermoplastischen Schaumplatte, Anordnen der Schaumkernschicht (103) zwischen der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) zum Bilden eines Stapels, und Reduzieren der Dicke der Schaumkernschicht (103) in Bezug auf ihre ursprüngliche Dicke mittels eines thermischen Kompressionsprozesses unter Verwendung von Temperaturen, welche höher als die Glasübergangstemperatur der Schaumkernschicht (103) sind.A method for producing a mechanical sandwich component, the method comprising: Providing a first cover layer (101), Providing a second cover layer (102), and Providing a foam core layer (103) made of a thermoplastic foam board, Arranging the foam core layer (103) between the first cover layer (101) and the second cover layer (102) to form a stack, and Reducing the thickness of the foam core layer (103) with respect to its original thickness by means of a thermal compression process using temperatures higher than the glass transition temperature of the foam core layer (103). Das Verfahren gemäß Anspruch 25, wobei die Dicke der Kernschicht (103) mittels thermischer Kompression um einen Bereich zwischen 10 % und 50 % einer ursprünglichen Dicke der Kernschicht (103) vor dem thermischen Kompressionsprozess reduziert wird.The procedure according to Claim 25 , wherein the thickness of the core layer (103) is reduced by means of thermal compression by a range between 10% and 50% of an original thickness of the core layer (103) before the thermal compression process. Das Verfahren gemäß Anspruch 25 oder 26, wobei die Dicke der Kernschicht (103) mittels thermischer Kompression von mehr als 100 µm, insbesondere mehr als 150 µm, reduziert wird zu einer Dicke unter 90 µm, insbesondere unter 70 µm, weiter insbesondere unter 40 µm.The procedure according to Claim 25 or 26 , wherein the thickness of the core layer (103) is reduced by means of thermal compression of more than 100 µm, in particular more than 150 µm, to a thickness of less than 90 µm, in particular less than 70 µm, more particularly less than 40 µm. Das mechanische Sandwich-Bauteil gemäß einem der Ansprüche 25 bis 27, Bilden der Schaumkernschicht (103) direkt auf der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102), wobei die Schaumkernschicht (103) als ein Bindeelement zwischen der ersten Deckschicht (101) und der zweiten Deckschicht (102) wirkt, so dass die Schaumkernschicht (103) als eine geschäumte Kleberschicht zwischen den zwei Deckschichten (101, 102) wirkt.The mechanical sandwich component according to one of Claims 25 until 27 , Forming the foam core layer (103) directly on the first cover layer (101) and the second cover layer (102), the foam core layer (103) acting as a binding element between the first cover layer (101) and the second cover layer (102), so that the foam core layer (103) acts as a foamed adhesive layer between the two cover layers (101, 102). Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 25 bis 28, wobei eine Dichte der Schaumkernschicht (103) bei dem thermischen Kompressionsprozess zwischen 50 kg/m3 und 900 kg/m3 eingestellt wird.The procedure according to one of the Claims 25 until 28 , wherein a density of the foam core layer (103) is set between 50 kg/m 3 and 900 kg/m 3 during the thermal compression process. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 25 bis 29, ferner aufweisend Hinzufügen, insbesondere mittels Sprühens oder Rollens, eines Haftvermittlers zu einer Oberfläche der ersten Deckschicht (101) und/oder der zweiten Deckschicht (102), vor dem Schritt des Anordnens der Schaumkernschicht (103).The procedure according to one of the Claims 25 until 29 , further comprising adding, in particular by spraying or rolling, an adhesion promoter to a surface of the first cover layer (101) and / or the second cover layer (102), before the step of arranging the foam core layer (103). Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 25 bis 30, wobei der thermische Kompressionsprozess in einem Formprozess durchgeführt wird, wobei die erste Deckschicht (101), die zweite Deckschicht (102), und die Schaumkernschicht (103) als ein Stapel in einem Formwerkzeug angeordnet sind, zum Bereitstellen von Wärme und Druck zu dem Stapel.The procedure according to one of the Claims 25 until 30 , wherein the thermal compression process is carried out in a molding process, wherein the first cover layer (101), the second cover layer (102), and the foam core layer (103) are arranged as a stack in a mold for providing heat and pressure to the stack . Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 25 bis 31, wobei der Formprozess Spritzgießen, Formpressen, Verdichtungsformen oder Harztransferformen aufweist.The procedure according to one of the Claims 25 until 31 , wherein the molding process includes injection molding, compression molding, compression molding or resin transfer molding. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 25 bis 32, wobei der thermische Kompressionsprozess in einem Laminierungsprozess durchgeführt wird, wobei die erste Deckschicht (101), die zweite Deckschicht (102), und die Schaumkernschicht (103) als ein Stapel angeordnet sind, unter Aufbringung von Wärme und Druck in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle Laminierungsprozess, einem kontinuierlichen Förderbandprozess oder einem diskontinuierlichen thermomechanischen Presslaminierungsprozess.The procedure according to one of the Claims 25 until 32 , wherein the thermal compression process is carried out in a lamination process, wherein the first cover layer (101), the second cover layer (102), and the foam core layer (103) are arranged as a stack, applying heat and pressure in a continuous roll-together -Roll lamination process, a continuous conveyor belt process or a discontinuous thermomechanical press lamination process.
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