NL1022706C2 - Laminate from metal sheets and intersecting wire layers from different materials in plastic. - Google Patents

Laminate from metal sheets and intersecting wire layers from different materials in plastic. Download PDF

Info

Publication number
NL1022706C2
NL1022706C2 NL1022706A NL1022706A NL1022706C2 NL 1022706 C2 NL1022706 C2 NL 1022706C2 NL 1022706 A NL1022706 A NL 1022706A NL 1022706 A NL1022706 A NL 1022706A NL 1022706 C2 NL1022706 C2 NL 1022706C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
laminate
wires
laminate according
threads
glass
Prior art date
Application number
NL1022706A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Jan Willem Gunnink
Geerardus Hubertus J Roebroeks
Original Assignee
Stichting Fmlc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stichting Fmlc filed Critical Stichting Fmlc
Priority to NL1022706A priority Critical patent/NL1022706C2/en
Priority to PCT/NL2004/000108 priority patent/WO2004071761A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1022706C2 publication Critical patent/NL1022706C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/046Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/02Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres in the form of fibres or filaments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/065Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising epoxy resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/40Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyurethanes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/245Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/08Reinforcements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/10Fibres of continuous length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24Aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2331/00Polyvinylesters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2361/00Phenoplast, aminoplast
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2363/00Epoxy resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2367/00Polyesters, e.g. PET, i.e. polyethylene terephthalate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2377/00Polyamides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00Vehicles
    • B32B2605/18Aircraft
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40Weight reduction

Abstract

Laminate of at least two plates formed from an aluminium alloy, each with a thickness of less than 1 mm, between which is situated an intermediate layer on the basis of plastic which contains at least two groups of continuous, mutually parallel fibres and is connected to the metal plates. The fibres of two different groups intersect perpendicularly and are selected in pairs from aromatic polyamide, glass and carbon, of which the modulus, the tensile strength, the elongation at break and the density must lie within a determined range.

Description

·>·>

Laminaat uit metaalplaten en elkaar kruisende dradenlagen uit verschillende materialen in kunststofLaminate from metal sheets and intersecting wire layers from different materials in plastic

De uitvinding heeft betrekking op een laminaat uit tenminste twee uit een 5 aluminiumlegering gevormde platen, die ieder een dikte van minder dan 1 mm bezitten en waartussen zich een tenminste twee groepen, bij voorkeur continue, onderling evenwijdige draden bevattende met de metalen platen verbonden tussenlaag op basis van kunststof bevindt, en de draden van twee verschillende groepen elkaar kruisen, bij voorkeur onder een hoek van ongeveer 90°, waarbij de draden een elasticiteitsmodulus 10 van tenminste 50 GPa bezitten. Voorts omvat de uitvinding de toepassing van een dergelijk laminaat als huidplaat voor de romp van een lucht- of ruimtevaartuig.The invention relates to a laminate of at least two plates formed from an aluminum alloy, each having a thickness of less than 1 mm, and between which an at least two groups, preferably continuous, mutually parallel wires containing intermediate layer connected to the metal plates plastic base, and the wires of two different groups intersect, preferably at an angle of about 90 °, the wires having an elastic modulus of at least 50 GPa. The invention further comprises the use of such a laminate as a skin plate for the hull of an air or spacecraft.

Een dergelijk laminaat is o.a. bekend uit NL 8 100 087 en NL 8100 088. Daarbij wordt voor het materiaal van de versterkingsdraden in één laminaat slechts één materiaalsoort 15 toegepast, die wordt gekozen uit aromatisch polyamide, in het bijzonder polyparafenyleentereftaalamide, koolstof of glas. De elkaar kruisende draden worden daarbij veelal in de vorm van een weefsel aangebracht, waarbij de ketting en de inslag van het weefsel uit draden van hetzelfde materiaal bestaan. Hoewel met de bekende in de aanhef vermelde laminaten goede resultaten worden bereikt is gebleken dat die 20 bekende laminaten niet onder alle omstandigheden optimaal zijn. Met name kan met de bekende laminaten niet steeds geheel worden voldaan aan de hoge en speciale eisen, die in de lucht- en ruimtevaart worden gesteld aan de huidplaten voor de romp.Such a laminate is known inter alia from NL 8 100 087 and NL 8100 088. In this case, only one type of material is used for the material of the reinforcement wires in one laminate, which material is selected from aromatic polyamide, in particular polyparaphenylene terephthalamide, carbon or glass. The intersecting threads are often arranged in the form of a fabric, the warp and the weft of the fabric consisting of threads of the same material. Although good results are achieved with the known laminates mentioned in the preamble, it has been found that those known laminates are not optimal under all circumstances. In particular, with the known laminates, it is not always possible to fully meet the high and special requirements that are imposed on the skin plates for the hull in the aerospace industry.

Opgemerkt wordt, dat in GB 2 151 185 een laminaat van een ander type wordt 25 beschreven. Daarbij is op een door een metalen plaat gevormd substraat een aantal met hars geïmpregneerde lagen uit onderling evenwijdige (unidirectionele-UD) draden, bijvoorbeeld uit koolstof, aangebracht, dat een hoofdpakket vormt. In de verschillende lagen met versterkingsdraden strekken de draden zich uit in de richting van de hoofdas van de belasting (Oprichting). Tussen het hoofdpakket uit versterkingslagen en het 30 substraat is daarbij een hulp- of overgangspakket aangebracht. In het overgangspakket bevinden zich een aantal UD-versterkingsdradenlagen met draden onder hoeken van ±15°, ±30° en ±45°, teneinde de schuifspanningspieken in de grenslijmlaag aan de metaalplaat in het elastische gebied te houden. Een en ander leidt tot een gecompliceerd en kostbaar laminaat, dat in hoofdzaak slechts in één richting kan worden belast.It is noted that in GB 2 151 185 a laminate of a different type is described. A number of resin-impregnated layers of mutually parallel (unidirectional UD) wires, for example of carbon, are provided on a substrate formed by a metal plate, which forms a main package. In the different layers with reinforcement wires, the wires extend in the direction of the main axis of the load (Creation). An auxiliary or transition package is arranged between the main package of reinforcement layers and the substrate. In the transition package there are a number of UD reinforcement wire layers with wires at angles of ± 15 °, ± 30 ° and ± 45 °, in order to keep the shear stress peaks in the boundary glue layer on the metal plate in the elastic region. All this leads to a complicated and expensive laminate, which can substantially only be loaded in one direction.

I ~I ~

In US 4 460 633 wordt een niet-geweven versterkingselement voor een kunststofplaat beschreven. Het versterkingselement is gevormd uit zich in de kettingrichting uitstrekkende getwijnde versterkingsgarens uit koolstof, glas of aromatisch polyamide, 5 die geen hechtmiddel bevatten voor him binding aan wel een hechtmiddel bevattende inslagdraden. In deze publicatie worden voorbeelden beschreven waarbij de garens in de ketting- en de inslagrichting uit verschillende materialen bestaan. Met name wordt in voorbeeld 1 de combinatie genoemd met koolstofvezels in de kettingrichting en glasvezels in de inslagrichting, terwijl in voorbeeld 2 de combinatie wordt genoemd van 10 aramidevezels in de kettingrichting en glasvezels in de inslagrichting. In de beschreven versterkingselementen is de hoeveelheid vezelmateriaal in de kettingrichting veel groter I (bijvoorbeeld 96 gew.%) dan in de inslagrichting. Uit een aantal van de genoemde versterkingselementen, met hun kettingrichting evenwijdig, wordt door middel van lamineren en na impregneren met een kunststof een plaatvormige komposiet I 15 vervaardigd. Daardoor ontstaat een in hoofdzaak slechts in één richting belastbaar composiet, dat bovendien wegens het ontbreken van een bekleding uit metaal aan de I buitenzijden voor bepaalde toepassingen minder geschikt is.US 4 460 633 describes a non-woven reinforcement element for a plastic plate. The reinforcement element is formed from twined reinforcement yarns made of carbon, glass or aromatic polyamide which extend in the warp direction and which do not contain any adhesive for binding them to weft threads containing an adhesive. This publication describes examples in which the yarns in the warp and weft direction consist of different materials. In particular, example 1 mentions the combination with carbon fibers in the warp direction and glass fibers in the weft direction, while example 2 mentions the combination of aramid fibers in the warp direction and glass fibers in the weft direction. In the reinforcement elements described, the amount of fiber material in the warp direction is much greater (e.g. 96% by weight) than in the weft direction. A plate-shaped composite is produced from a number of said reinforcement elements, parallel to their warp direction, by laminating and after impregnation with a plastic. This results in a composite that can be loaded in only one direction, which, moreover, is less suitable for certain applications due to the absence of a metal coating on the outer sides.

H In DE-3 702936 wordt een multi-directioneel vezellaminaat beschreven met vezels, I 20 bijvoorbeeld koolstofvezels, in de richtingen 0°, +45°, -45° en 90°. De vezels, in de 0° en/of 90° richting hebben een hoge treksterkte en breukrek, terwijl de vezels in de +45° en -45° richtingen een hoge stijfheid en elasticiteitsmodulus bezitten. Met name door I het ontbreken van een bekleding uit metaal aan de buitenzijden zal dat bekende multi- directionele vezellaminaat voor verschillende toepassingen minder geschikt zijn.In DE-3 702936 a multi-directional fiber laminate is described with fibers, for example carbon fibers, in the directions 0 °, + 45 °, -45 ° and 90 °. The fibers in the 0 ° and / or 90 ° direction have a high tensile strength and elongation at break, while the fibers have a high rigidity and modulus of elasticity in the + 45 ° and -45 ° directions. In particular due to the absence of a metal coating on the outer sides, that known multi-directional fiber laminate will be less suitable for different applications.

2525

In GB 1364076 wordt een laminaat beschreven, dat is opgebouwd uit een tweetal, bijvoorbeeld uit titaan bestaande platen met daartussen een aantal met hars I geïmpregneerde lagen uit unidirectionele versterkingsvezels. De vezels uit op elkaar I volgende lagen maken een hoek van 60° met elkaar. De vezels kunnen bijvoorbeeld I 30 bestaan uit glas, koolstof of boron. Zonder meer zal het moeilijk zijn met dat bekende I laminaat te voldoen aan de speciale eisen, die aan bepaalde panelen voor een I luchtvaartuig worden gesteld.GB 1364076 describes a laminate composed of two plates, for example made of titanium, with a number of resin impregnated layers of unidirectional reinforcement fibers in between. The fibers from successive layers make an angle of 60 ° with each other. The fibers may, for example, consist of glass, carbon or boron. It will certainly be difficult with that known laminate to meet the special requirements that are imposed on certain panels for an aircraft.

I 1 022 7ü Ö 3I 1 022 7 Ö 3

In EP O 355 912 wordt een sandwich paneel beschreven, dat een bijvoorbeeld door een honingraat structuur gevormde kern bezit, waarop aan beide zijden een vezelversterkte huidlaag is gelijmd. Elke huidlaag kan zijn opgebouwd uit twee elkaar kruisende vezellagen, waarbij de lagen aan de kemzijde betrekkelijk stijf zijn en de lagen aan de 5 buitenzijde betrekkelijk taai zijn. Voor de vezelmaterialen worden koolstof, glas, aramide, keramiek en thermoplastische materialen genoemd. Met name door het ontbreken van een bekleding uit metaal aan de buitenzijden zal dat bekende sandwich paneel voor verschillende toepassingen minder geschikt zijn.EP 0 355 912 describes a sandwich panel which has a core formed by a honeycomb structure for example, to which a fiber-reinforced skin layer is glued on both sides. Each skin layer can be composed of two intersecting fiber layers, the layers on the core side being relatively stiff and the layers on the outside being relatively tough. Carbon, glass, aramid, ceramic and thermoplastic materials are mentioned for the fiber materials. In particular due to the absence of a metal coating on the outside, that known sandwich panel will be less suitable for different applications.

10 In US 4 029 838 wordt een laminaat beschreven waarbij tussen uit titaan bestaande metaalfolies lagen zijn aangebracht, die in het algemeen vezels uit verschillende materialen kunnen bevatten. Met name is titaan moeilijk te bewerken en daarom weinig aantrekkelijk voor de vliegtuigbouw.US 4 029 838 describes a laminate in which layers are arranged between titanium metal foils, which can generally contain fibers from different materials. Titanium in particular is difficult to process and therefore not very attractive for aircraft construction.

15 Voorts wordt nog gewezen op het artikel "Fatigue behaviour of carbon fiber-reinforced aluminium laminates" van C.T. Lin, P.W. Kao en F.S. Yang op biz. 135 t/m 141 van Composites, deel 22, nummer 2, maart 1991. Daarin worden laminaten beschreven, die in hoofdzaak bestaan uit twee aluminium platen met een dikte van 1 mm, waartussen 1-6 unidirectionele prepregs uit koolstofvezels van het type T-300 van Toray met een 20 relatief lage treksterkte van 3530 MPa geïmpregneerd met epoxyhars zijn aangebracht. Daarbij is tussen de prepregs uit koolstofvezels en de aluminiumplaten een glasweefsel geïmpregneerd met epoxyhars aangebracht teneinde ongunstige restspanningen tengevolge van thermische behandeling te reduceren. Ten gevolge van de betrekkelijk dikke aluminium platen van 1 mm dik zullen de delaminatiegebieden rond 25 vermoeiingsscheuren in het laminaat te groot worden. Voorts leidt de toepassing van 1 mm dikke aluminium platen snel tot een laminaat met een betrekkelijk grote totale dikte en gewicht, hetgeen voor toepassingen in de luchtvaartindustrie veelal een bezwaar is.15 Reference is also made to the article "Fatigue behavior or carbon fiber-reinforced aluminum laminates" by C.T. Lin, P.W. Kao and F.S. Yang on biz. 135 to 141 of Composites, part 22, number 2, March 1991. They describe laminates which essentially consist of two aluminum plates with a thickness of 1 mm, between which 1-6 unidirectional prepregs of carbon fibers of the type T- 300 from Toray with a relatively low tensile strength of 3530 MPa impregnated with epoxy resin have been applied. A glass fabric impregnated with epoxy resin is provided between the prepregs of carbon fibers and the aluminum plates in order to reduce unfavorable residual stresses as a result of heat treatment. Due to the relatively thick 1 mm thick aluminum plates, the delamination areas around fatigue cracks in the laminate will become too large. Furthermore, the use of 1 mm thick aluminum sheets quickly leads to a laminate with a relatively large total thickness and weight, which is often a drawback for applications in the aviation industry.

De uitvinding beoogt een laminaat van het in de aanhef vermelde type te verschaffen, 30 waarmee nog beter kan worden voldaan aan de in de lucht- en ruimtevaartindustrie gestelde hoge eisen. Het laminaat volgens de uitvinding is hierdoor gekenmerkt, dat in het laminaat meerdere soorten draden worden toegepast die zijn gevormd uit verschillende materialen waarvan de volgende eigenschappen tussen de volgende grenzen liggen: H Elasticiteits- 70 - 1000 GPa modulusThe invention has for its object to provide a laminate of the type mentioned in the preamble, with which it is even better to meet the high demands made in the aerospace industry. The laminate according to the invention is characterized in that multiple types of threads are used in the laminate which are formed from different materials, the following properties of which lie between the following limits: H Elasticity 70 - 1000 GPa modulus

I Treksterkte 2500 - 85000 MPAI Tensile strength 2500 - 85000 MPA

I Breukrek 0,3 - 6,0 % 5 Dichtheid 1,2 - 2,8g/cm3.I Fractional strain 0.3 - 6.0% 5 Density 1.2 - 2.8 g / cm3.

Meer bij voorkeur zijn de draden zijn gevormd uit verschillende materialen, die zijn geselecteerd uit de volgende groep van materialen: aromatisch polyamide (aramide), glas, koolstof, M5, en Zylon, waarvan de volgende eigenschappen tussen de volgende 10 grenzen liggen: I Draden uit Draden uit Draden uit.....More preferably, the wires are formed from different materials selected from the following group of materials: aromatic polyamide (aramid), glass, carbon, M5, and Zylon, the following properties of which are between the following limits: I Wires from Draden from Draden from .....

aromatisch glas koolstof polyamide I Elasticiteits- 110-160 70-110 220-1000 15 modulus (GPa)aromatic glass carbon polyamide I Elasticity 110-160 70-110 220-1000 modulus (GPa)

Treksterkte (MPa) 2500-5000 3800-12000 4500-8500 I Breukrek (%) 1,7-3,6 3,8-11,0 0,3-3,5 I Dichtheid (g/cm3) 1,2-1,6 2,3-2,8 1,6-2,0.Tensile strength (MPa) 2500-5000 3800-12000 4500-8500 I Breaking elongation (%) 1.7-3.6 3.8-11.0 0.3-3.5 I Density (g / cm3) 1.2- 1.6 2.3-2.8 1.6-2.0.

I Voor M5 geldt dat de elasticiteitsmodulus kan variëren tussen 250 en 350 GPa, de I 20 treksterkte variabel is tussen 3000 en 5000 Mpa en de breukrek tussen 1,2 en 1,8 %.For M5 it holds that the modulus of elasticity can vary between 250 and 350 GPa, the tensile strength is variable between 3000 and 5000 Mpa and the elongation at break between 1.2 and 1.8%.

Terwijl voor Zylon geldt dat de elasticiteitsmodulus kan variëren tussen 150 en 300 I GPa, de treksterkte variabel is tussen 5000 en 7000 Mpa en de breukrek tussen 2,0 en I 4,0 %. Het laminaat kan kruisende draden omvatten die zijn gevormd uit verschillende I materialen en/of evenwijdige draden die zijn gevormd uit verschillende materialen.While for Zylon the modulus of elasticity can vary between 150 and 300 I GPa, the tensile strength is variable between 5000 and 7000 Mpa and the elongation at break between 2.0 and 4.0%. The laminate may comprise crossing threads formed from different materials and / or parallel threads formed from different materials.

2525

Bij voorkeur zijn volgens de uitvinding de draden gevormd door continue, nagenoeg eindloze, filamenten met een diameter van 3 tot 25 pm, die in de vorm van draden- of filamentbundels of garens worden toegepast. Volgens de uitvinding bedraagt het aantal metalen platen 2-20, bij voorkeur 2-5, en dienen de metalen platen een treksterkte van 30 tenminste 0,20 GPa te bezitten. De uit een aluminiumlegering bestaande metalen platen kunnen volgens de uitvinding met name worden geselecteerd uit de volgende groep van materialen: Aluminiumlegeringen, zoals van het type AA(USA) No. 2024 of AA(USA) No. 7075 of AA(USA) No. 7475 of AA(USA) No.6013. Ter vermijding van delaminatie moeten de metalen platen met een goede lijmsoort met elkaar zijn 5 verbonden, hetgeen volgens de uitvinding kan worden gerealiseerd, doordat elke draden bevattende tussenlaag een matrix bevat uit een in hoofdzaak door een thermohardende kunststof gevormd materiaal, zoals epoxyhars, onverzadigde polyesterhars, vinylesters of phenolharsen, of een matrix uit een thermoplastische kunststof.According to the invention, the threads are preferably formed by continuous, substantially endless, filaments with a diameter of 3 to 25 µm, which are used in the form of thread bundles or filament bundles or yarns. According to the invention the number of metal plates is 2-20, preferably 2-5, and the metal plates must have a tensile strength of at least 0.20 GPa. The metal plates consisting of an aluminum alloy can in particular be selected according to the invention from the following group of materials: Aluminum alloys, such as AA (USA) No. 2024 or AA (USA) No. 7075 or AA (USA) No. 7475 or AA (USA) No.6013. In order to avoid delamination, the metal plates with a good type of glue must be connected to each other, which can be realized according to the invention in that each wire-containing intermediate layer contains a matrix of a material substantially formed by a thermosetting plastic, such as epoxy resin, unsaturated polyester resin. , vinyl esters or phenolic resins, or a matrix from a thermoplastic plastic.

55

De kunststof in de tussenlaag kan eventueel ook worden gevormd door een thermoplastische kunststof. In de eerste plaats kan daartoe volgens de uitvinding een nagenoeg amorfe thermoplastische kunststof worden toegepast met een glasovergangstemperatuur Tg van groter dan 140°C, bij voorkeur groter dan 160°C, 10 zoals polyarylaat (PAR), polysulfon (PSO), polyethersulfon (PES), polyetherimide (PEI) of polyfenyleenether (PPE), in het bijzonder poly-2,6 dimethyl fenyleenether. Ook kan volgens de uitvinding een semi-kristallijne of para-kristallijne thermoplastische kunststof worden toegepast met een kristallijn smeltpunt Tm groter dan 170°C, bij voorkeur groter dan 270°C, zoals polyfenyleensulfide (PPS), polyetherketonen, in het 15 bijzonder polyetheretherketon (PEEK), polyetherketon (PEK) en polyetherketonketon (PEKK), "liquid crystal polymers" zoals XYDAR van Dartco samengesteld uit de monomeren bifenol, tereftaalzuur en hydrobenzoezuur.The plastic in the intermediate layer can optionally also be formed by a thermoplastic plastic. In the first place, according to the invention, a substantially amorphous thermoplastic plastic can be used with a glass transition temperature Tg of greater than 140 ° C, preferably greater than 160 ° C, such as polyarylate (PAR), polysulfone (PSO), polyethersulfone (PES) polyetherimide (PEI) or polyphenylene ether (PPE), in particular poly-2,6 dimethyl phenylene ether. Also according to the invention a semi-crystalline or para-crystalline thermoplastic plastic can be used with a crystalline melting point Tm greater than 170 ° C, preferably greater than 270 ° C, such as polyphenylene sulfide (PPS), polyether ketones, in particular polyetherether ketone ( PEEK), polyether ketone (PEK) and polyether ketone ketone (PEKK), "liquid crystal polymers" such as XYDAR from Dartco composed of the monomers biphenol, terephthalic acid and hydrobenzoic acid.

Een eenvoudig en op economische wijze te vervaardigen laminaat is volgens de 20 uitvinding hierdoor gekenmerkt, dat de draden van elkaar kruisende groepen zich rechtlijnig, dat wil zeggen unidirectioneel, uitstrekken en niet in weefselvorm zijn gebonden. Teneinde kromtrekken van het laminaat ten gevolge van inwendige spanningen te verhinderen kan het laminaat volgens de uitvinding symmetrisch zijn opgebouwd ten opzichte van een vlak door het midden van de dikte van het laminaat.According to the invention, a laminate which is simple and economical to manufacture is characterized in that the threads of intersecting groups extend in a linear, i.e. unidirectional, manner and are not bound in tissue form. In order to prevent warping of the laminate as a result of internal stresses, the laminate according to the invention can be constructed symmetrically with respect to a plane through the center of the thickness of the laminate.

25 Een te verkiezen uitvoeringsvorm van het laminaat is volgens de vinding hierdoor gekenmerkt, dat de dikte van elk van de metalen platen 0,1 tot 0,9 mm bedraagt, bij voorkeur 0,2 tot 0,5 mm. Ter beperking van galvanische corrosie kan het laminaat volgens de uitvinding zodanig worden uitgevoerd, dat een laag uit elektrisch geleidende draden, zoals koolstofvezels, aan elke zijde is bedekt meteen de geleidende draden 30 kruisende laag elektrisch niet-geleidende draden, zoals glas- of aramidevezels.According to the invention, a preferred embodiment of the laminate is characterized in that the thickness of each of the metal plates is 0.1 to 0.9 mm, preferably 0.2 to 0.5 mm. To limit galvanic corrosion, the laminate according to the invention can be designed such that a layer of electrically conductive wires, such as carbon fibers, is covered on each side with a layer of electrically non-conductive wires, such as glass or aramid fibers, crossing the conductive wires.

Een doelmatige uitvoeringsvorm van het laminaat is volgens de uitvinding hierdoor gekenmerkt, dat het is gevormd door drie metalen platen en dat zich in de tussenruimte tussen elk platenpaar tenminste twee groepen elkaar kruisende draden uit verschillende 1 Λ O O -7 Λ Ct Η .According to the invention, an efficient embodiment of the laminate is characterized in that it is formed by three metal plates and that at least two groups of wires of different 1 Λ O-7 Λ Ct Η intersect in the space between each plate pair.

materialen bevinden. Het laminaat volgens de uitvinding is voorts hierdoor gekenmerkt, dat de draden 35-75 volumeprocent, in het bijzonder 40 tot 65 vol.%, vormen van het totale volume van de matrix uit kunststof en draden samen.materials. The laminate according to the invention is further characterized in that the threads form 35-75% by volume, in particular 40 to 65% by volume, of the total volume of the matrix of plastic and threads together.

5 Een rechthoekige plaat uit het laminaat volgens de uitvinding is volgens de uitvinding H met voordeel hierdoor gekenmerkt, dat de draden van de ene groep uit het ene materiaal zich evenwijdig uitstrekken aan de ene rechthoekszijde en dat de draden van de andere H groep uit het andere materiaal zich evenwijdig uitstrekken aan de andere rechthoekszijde van de plaat. Hierbij wordt opgemerkt dat de plaat vlak kan worden 10 uitgevoerd maar dat de plaat ook enkel gekromd of dubbel gekromd kan worden uitgevoerd, hetgeen bijvoorbeeld mogelijk is door ze te lamineren op een overeenkomstig gevormde mal.A rectangular plate from the laminate according to the invention is advantageously characterized in accordance with the invention H, that the threads of the one group from one material extend parallel to one rectangular side and that the threads of the other H group from the other material extend parallel to the other rectangular side of the plate. It is noted here that the plate can be made flat but that the plate can also be made only curved or doubly curved, which is possible, for example, by laminating them to a correspondingly shaped mold.

De laminaten volgens de uitvinding zijn bijzonder geschikt voor het vormen van de 15 huidplaten voor de romp van een lucht- of ruimtevaartuig. De uitvinding omvat eveneens een lucht- of ruimtevaartuig, waarvan de romp geheel of gedeeltelijk is I opgebouwd uit huidplaten van de laminaten volgens de uitvinding, waarbij de huidplaten zodanig zijn aangebracht, dat de draden van de een groep zich uitstrekken in de omtreksrichting van de romp en dat de draden van een andere groep zich in 20 langsrichting van de romp uitstrekken.The laminates according to the invention are particularly suitable for forming the skin plates for the hull of an air or spacecraft. The invention also comprises an air or spacecraft, the hull of which is wholly or partially constructed from skin plates of the laminates according to the invention, wherein the skin plates are arranged such that the threads of the group extend in the circumferential direction of the hull and that the wires of another group extend in the longitudinal direction of the hull.

Volgens de uitvinding wordt een laminaat verkregen, dat in het bijzonder aan een viertal H belangrijke eisen voldoet. Namelijk in de eerste plaats goede vennoeiingseigenschappen I in twee onderling loodrechte richtingen, die overeenkomen met de richtingen van de I 25 genoemde elkaar loodrecht kruisende draden uit verschillende materialen met verschillende eigenschappen. In de tweede plaats een hoge sterkte in de richting van de draden met de grootste sterkte. In de derde plaats een zo groot mogelijke dikte ter vergroting van de weerstand tegen knik in combinatie met een lager gewicht (kg/m2) dan een massieve aluminiumplaat. In de vierde plaats een optimale stijfheid van het 30 laminaat. Uit de laminaten volgens de uitvinding, die aan de genoemde eisen voldoen kan een nieuw rompmateriaal voor een luchtvaartuig worden verkregen, dat aan een drietal speciale aan de romp gestelde eisen voldoet, namelijk in de eerste plaats goede vennoeiingseigenschappen in dwars- en langsrichting van de romp. In de tweede plaats hoge sterkte in omtreksrichting van de romp. In de derde plaats een zo groot mogelijkeAccording to the invention, a laminate is obtained which in particular meets four H important requirements. Namely, in the first place, good cutting properties in two mutually perpendicular directions, which correspond to the directions of the said mutually perpendicularly intersecting wires of different materials with different properties. Secondly, a high strength in the direction of the wires with the highest strength. Thirdly, the greatest possible thickness to increase the resistance to buckling in combination with a lower weight (kg / m2) than a solid aluminum plate. In the fourth place an optimum stiffness of the laminate. A new fuselage material for an aircraft can be obtained from the laminates according to the invention which meet the aforementioned requirements, which meets three special fuselage requirements, namely firstly good cutting properties in the transverse and longitudinal direction of the fuselage. . Secondly, high strength in the circumferential direction of the hull. Thirdly, as large as possible

' -" r^! -. —,-- -.- .^.-^^L·-·^^ .-1·| »1^^^^ΒΒ»·,...^.·ΡΙ!Ρ^—wn, tPSKS'- "r ^! -. -, - -.-. ^ .- ^^ L · - · ^^.-1 · |» 1 ^^^^ ΒΒ »·, ... ^. · ΡΙ! Ρ ^ —wn, tPSKS

7 dikte ter vergroting van de weerstand tegen knik, maar met een lager gewicht (kg/m2) dan een massieve aluminium plaat. Een gunstig rompmateriaal volgens de uitvinding kan onder andere worden verkregen bij toepassing van een tweetal laminaattypen A en B.7 thickness to increase the resistance to buckling, but with a lower weight (kg / m2) than a solid aluminum plate. A favorable body material according to the invention can be obtained, inter alia, when two laminate types A and B are used.

55

Laminaat type A bevat behalve de metalen platen elkaar loodrecht kruisende draden uit continue, dat wil zeggen nagenoeg eindloze, filamenten van PPDT en glas. De PPDT-draden moeten zich daarbij in langsrichting van de romp uitstrekken en de glasdraden, die een grotere treksterkte bezitten dan de PPDT-draden, moeten zich in 10 omtreksrichting van de romp uitstrekken.Laminate type A contains, apart from the metal plates, mutually perpendicular threads of continuous, i.e. virtually endless, filaments of PPDT and glass. The PPDT wires must then extend in the longitudinal direction of the hull and the glass wires, which have a greater tensile strength than the PPDT wires, must extend in the circumferential direction of the hull.

Laminaat type B bevat behalve de metalen platen eveneens elkaar kruisende draden uit continue filamenten van glas en koolstof. De stijve koolstofdraden moeten zich dan in de langsrichting van de romp uitstrekken waarbij ze de aan de romphuid bevestigde 15 verstijvers enigszins ontlasten, terwijl de glasdraden zich in omtreksrichting van de romp uitstrekken. De glasdraden geven deze in deze richting de hoge schade tolerantie die zo kenmerkend is voor laminaten waarin vezels met hoge breukrek gebruikt worden.In addition to the metal plates, laminate type B also contains intersecting threads of continuous filaments of glass and carbon. The rigid carbon wires must then extend in the longitudinal direction of the hull, relieving the stiffeners attached to the hull skin somewhat, while the glass wires extend in the circumferential direction of the hull. The glass threads give this in this direction the high damage tolerance that is so characteristic of laminates in which fibers with a high elongation are used.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de schematische tekening.The invention will be further elucidated with reference to the schematic drawing.

2020

Figuur 1 toont een laminaat met een drietal metalen platen.Figure 1 shows a laminate with three metal plates.

Figuur 2 toont de opbouw van het laminaat volgens figuur 1.Figure 2 shows the structure of the laminate according to Figure 1.

Figuur 3 toont een andere uitvoeringsvorm van het laminaat, volgens figuur 1.Figure 3 shows another embodiment of the laminate, according to Figure 1.

Figuur 4 toont een laminaat met een tweetal metalen platen.Figure 4 shows a laminate with two metal plates.

25 Figuur 5 toont een laminaat met een viertal metalen platen.Figure 5 shows a laminate with four metal plates.

Figuur 6 toont een laminaat met een vijftal metalen platen.Figure 6 shows a laminate with five metal plates.

Figuur 7 toont een andere uitvoeringsvorm van het laminaat volgens figuur 5 met eveneens een viertal metalen platen.Figure 7 shows another embodiment of the laminate according to Figure 5, also with four metal plates.

Figuur 8 toont een cilindrisch gedeelte van een romp opgebouwd uit laminaten volgens 30 de uitvinding.Figure 8 shows a cylindrical part of a hull constructed from laminates according to the invention.

Figuur 9 toont het verloop van de scheurgroei onder wisselende belasting voor een bekend laminaat en een laminaat volgens de uitvinding.Figure 9 shows the course of the crack growth under varying loads for a known laminate and a laminate according to the invention.

4 noo *7n r H Figuur 10 toont het verloop van de reststerkte bij verschillende spanningsconcentratiefactoren voor een bekend laminaat en een laminaat volgens de uitvinding.Figure 10 shows the variation of the residual strength at different stress concentration factors for a known laminate and a laminate according to the invention.

5 In figuur 1 is een uitvoeringsvorm van het laminaat 1 volgens de uitvinding in de vorm van een rechthoekige vlakke plaat getekend. Ter verduidelijking van de samenstelling zijn de verschillende delen, waaruit het laminaat 1 is opgebouwd in figuur 2 op enige afstand van elkaar getekend. Het laminaat 1 is opgebouwd uit een drietal metalen platen 2 met een dikte van bijvoorbeeld 0,3 mm, die bestaan uit een aluminium legering. De 10 drie metalen platen 2 zijn op identieke wijze onderling vast verbonden met behulp van een tussenlaag op basis van kunststof, zoals epoxyhars, die tevens een goede metaallijm is. De tussen- of verbindingslaag bevat en is gevormd uit een tweetal met de genoemde kunststof geïmpregneerde dradenlagen of prepregs 3 en 4. De lagen 3 met een dikte van bijvoorbeeld 0,15 mm zijn gevormd uit een onderling evenwijdige (unidirectionele) 15 groep van glasdraden 5 en de lagen 4 met een dikte van bijvoorbeeld 0,22 mm zijn gevormd uit een groep van onderling evenwijdige (unidirectionele) PPDT-draden 6. Elk van de draden 5 en 6 bestaat uit een bundel van een groot aantal, bijvoorbeeld 1000, ongetwijnde continue, dat wil zeggen nagenoeg eindloze, filamenten die elk een diameter van 3-25 pm bezitten. Zoals is aangegeven kruisen de draden 5 en 6 uit de H 20 twee lagen of groepen 3 respectievelijk 4 elkaar loodrecht, terwijl die draden bovendien H op grond van hun verschillende samenstelling, namelijk glas respectievelijk PPDT, I verschillende eigenschappen bezitten onder andere voor wat betreft treksterkte, I elasticiteitsmodulus, breukrek en dichtheid.Figure 1 shows an embodiment of the laminate 1 according to the invention in the form of a rectangular flat plate. To clarify the composition, the various parts from which the laminate 1 is constructed are shown in Figure 2 at some distance from each other. The laminate 1 is made up of three metal plates 2 with a thickness of, for example, 0.3 mm, which consist of an aluminum alloy. The three metal plates 2 are interconnected in an identical manner with the aid of an intermediate layer based on plastic, such as epoxy resin, which is also a good metal glue. The intermediate or connecting layer comprises and is formed from two wire layers or prepregs 3 and 4 impregnated with the said plastic. The layers 3 with a thickness of, for example, 0.15 mm are formed from an mutually parallel (unidirectional) group of glass wires 5. and the layers 4 having a thickness of, for example, 0.22 mm are formed from a group of mutually parallel (unidirectional) PPDT wires 6. Each of the wires 5 and 6 consists of a bundle of a large number, for example 1000, non-twisted continuous that is, substantially endless, filaments each having a diameter of 3-25 µm. As indicated, the wires 5 and 6 from the H20 intersect two layers or groups 3 and 4, respectively, perpendicular to each other, while, furthermore, those wires H have different properties due to their different composition, namely glass or PPDT, I, among other things in terms of tensile strength I modulus of elasticity, fracture elongation and density.

25 Figuur 3 toont een laminaat 7 volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede, waarbij overeenkomstige delen met dezelfde verwijscijfers zijn aangegeven. Het laminaat 7 is I evenals het laminaat 1 opgebouwd uit drie metalen platen 2. De twee verbindingslagen I tussen de platen 2 zijn ieder gevormd uit een drietal met kunststof geïmpregneerde I dradenlagen of prepregs 4 en 8. De lagen 4 bestaan ieder wederom uit een groep van I 30 een groot aantal niet getekende onderling evenwijdige PPDT-draden. De laag 8 is gevormd door een groep van een groot aantal (niet getekende) onderling evenwijdige koolstofdraden. In elke tussenruimte tussen de metalen platen 2 is de laag 8 uit I elektrisch geleidende koolstofdraden derhalve aan beide zijden afgedekt met een laag 4 I uit elektrisch niet-geleidende PPDT-draden.Figure 3 shows a laminate 7 according to the invention in cross section, wherein corresponding parts are indicated with the same reference numerals. The laminate 7, like the laminate 1, is composed of three metal plates 2. The two connecting layers I between the plates 2 are each formed from three plastic-impregnated wire layers or prepregs 4 and 8. The layers 4 each consist of a group of a large number of PPDT wires that are not shown parallel to each other. The layer 8 is formed by a group of a large number of (not shown) mutually parallel carbon threads. In each gap between the metal plates 2, the layer 8 of electrically conductive carbon wires is therefore covered on both sides with a layer 4 of electrically non-conductive PPDT wires.

I ιηοο^ηβ 9I ιηοο ^ ηβ 9

Figuur 4 toont een laminaat 9 volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede, waarbij overeenkomstige delen met dezelfde verwijscijfers zijn aangegeven. Het laminaat 9 is opgebouwd uit slechts twee metalen platen 2 met uiteraard slechts één tussen· of 5 verbindingslaag. De verbindingslaag tussen de metalen platen 2 is in het laminaat 9, evenals de twee verbindingslagen in het laminaat 7, gevormd uit een drietal met kunststof geïmpregneerde dradengroepen of dradenlagën of prepregs 4 en 8 uit PPDT-respectievelijk koolstofdraden.Figure 4 shows a laminate 9 according to the invention in cross section, wherein corresponding parts are indicated with the same reference numerals. The laminate 9 is made up of only two metal plates 2 with of course only one intermediate layer or 5 layer. The connecting layer between the metal plates 2 in the laminate 9, as well as the two connecting layers in the laminate 7, is formed from three plastic-impregnated wire groups or wire layers or prepregs 4 and 8 from PPDT and carbon wires, respectively.

10 Figuur 5 toont een laminaat 10 volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede, waarbij overeenkomstige delen met dezelfde verwijzingscijfers zijn aangegeven. Het laminaat 10 is opgebouwd uit vier metalen platen 2 met daartussen drie verbindingslagen, die, evenals bij de laminaten 7 en 9, ieder zijn gevormd uit een drietal mét kunststof geïmpregneerde dradenlagen of prepregs 4 en 8 uit PPDT- respectievelijk 15 koolstofdraden.Figure 5 shows a laminate 10 according to the invention in cross section, wherein corresponding parts are indicated with the same reference numerals. The laminate 10 is made up of four metal plates 2 with three connecting layers between them, which, like laminates 7 and 9, are each formed from three plastic-impregnated wire layers or prepregs 4 and 8 from PPDT and 15 carbon wires respectively.

Figuur 6 toont een laminaat 11 volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede, waarbij overeenkomstige delen met dezelfde verwijscijfers zijn aangegeven. Het laminaat 11 is opgebouwd uit vijf metalen platen 2 met daartussen vier verbindingslagen, die evenals 20 bij de laminaten 7,9 en 10, ieder zijn gevormd uit een drietal met kunststof geïmpregneerde dradenlagen of prepregs 4 en 8 uit PPDT-respectievelijk koolstofdraden.Figure 6 shows a laminate 11 according to the invention in cross-section, with corresponding parts indicated by the same reference numerals. The laminate 11 is made up of five metal plates 2 with four connecting layers between them, which, just as with the laminates 7,9 and 10, are each formed from three plastic-impregnated wire layers or prepregs 4 and 8 from PPDT and carbon wires, respectively.

Figuur 7 toont in dwarsdoorsnede een laminaat 13, waarbij overeenkomstige delen met 25 dezelfde verwijzingscijfers zijn aangegeven. Het laminaat 13 is opgebouwd uit vier metalen platen 2 met daartussen drie verbindingslagen. De twee buitenste verbindingslagen zijn daarbij ieder gevormd uit één met kunststof geïmpregneerde dradenlaag of prepreg 3 uit glasdraden. De middelste verbindingslaag is gevormd uit één met kunststof geïmpregneerde dradenlaag of prepreg 4 uit PPDT-draden. Ook voor 30 dit zeer doelmatige laminaat volgens de uitvinding geldt, dat tussen twee metalen platen 2, namelijk een eerste en een derde, steeds tenminste twee groepen of lagen 3,4 uit unidirectionele draden aanwezig zijn. In elke groep of laag zijn de draden daarbij onderling evenwijdig, echter de draden uit de ene groep of laag 3 kruisen de draden uit de andere groep of laag 4 loodrecht.Figure 7 shows a laminate 13 in cross-section, corresponding parts being indicated by the same reference numerals. The laminate 13 is composed of four metal plates 2 with three connecting layers between them. The two outer connecting layers are each formed from one plastic-impregnated wire layer or prepreg 3 from glass wires. The middle connecting layer is formed from one plastic-impregnated wire layer or prepreg 4 from PPDT wires. Also for this highly efficient laminate according to the invention, it holds that between two metal plates 2, namely a first and a third, at least two groups or layers 3,4 of unidirectional wires are always present. The wires in each group or layer are parallel to each other, but the wires from one group or layer 3 cross the wires from the other group or layer 4 perpendicularly.

1 noo*?no H Figuur 8 toont een gedeelte van een cilindrische romp 14 van een luchtvaartuig. De romp 14 is samengesteld uit een groot aantal aan een niet getekend frame bevestigde rechthoekige huidplaten 15, die ieder bestaan uit een laminaat volgens de uitvinding, 5 zoals bijvoorbeeld het laminaat 1 volgens figuren 1 en 2. De omtrekrichting van de romp is met de pijlen 16 aangeduid, terwijl de langsrichting van de romp met de pijlen 17 is aangegeven. In één van de huidplaten 15 uit het laminaat 1 is in figuur 8 schematisch de richting van de elkaar loodrecht kruisende draden aangegeven. De huidplaten 15 zijn zodanig gemonteerd, dat de genoemde PPDT-draden 6 zich in de 10 langsrichting 17 van de romp 14 uitstrekken en dat de genoemde glasdraden 5 zich in de omtrekrichting 16 uitstrekken.Figure 8 shows a portion of a cylindrical fuselage 14 of an aircraft. The hull 14 is composed of a large number of rectangular skin plates 15 attached to a frame (not shown), each consisting of a laminate according to the invention, such as, for example, the laminate 1 according to figures 1 and 2. The peripheral direction of the hull is with the arrows 16, while the longitudinal direction of the hull is indicated by the arrows 17. In one of the skin plates 15 from the laminate 1, Figure 8 shows diagrammatically the direction of the wires crossing each other perpendicularly. The skin plates 15 are mounted such that said PPDT wires 6 extend in the longitudinal direction 17 of the body 14 and that said glass wires 5 extend in the circumferential direction 16.

I De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.The invention will be further elucidated with reference to the following examples.

15 Voorbeeld I volgens de uitvinding.Example I according to the invention.

I Hierbij werd een rechthoekig laminaat van 600 x 600 mm vervaardigd uit 3 aluminiumplaten met elk een dikte van 0,3 mm uit de Al-legering van het type AA(USA) No. 2024. De metalen platen moeten enkele passende voorbehandelingen I ondergaan, zoals alkalisch ontvetten, etsen in een chroomzuur-zwavelzuur bad, in 20 chroomzuur of fosforzuur anodiseren, aanbrengen van een bij de te gebruiken H kunststofsoort passende primer bijvoorbeeld, op basis van epoxy fenol (zoals Cytec’s I BR 127) met corrosiewerende eigenschappen of dergelijke, alvorens zij met de prepregs I kunnen worden samengevoegd. Het te vervaardigen laminaat is van het in figuur 3 I aangegeven type met als verschil dat in de tussen- of verbindingslagen de prepregs uit 25 unidirectiönele (UD) koolstofgarens telkens aan weerszijden zijn afgedekt met een prepreg uit R-glas garens. In alle prepregs was het vezelvolume 60%. De UD prepregs met koolstofgarens bestonden uit koolstofgarens van het merk Tenax® type IM600 met een filamentdiameter van 5 pm en bij belasting op trek een elasticiteitsmodulus van 290 GPa, een treksterkte van 5400 MPa en een 30 breukrek van 1,7% bij een dichtheid van 1,8 g/cm3, waarbij de koolstofgarens waren geïmpregneerd met een goed lijmende kunststof op basis van epoxyhars van het type AF 163-2 in de handel gebracht door 3M Company. De UD-prepregs met glasgarens bestonden uit R-glasgarens van het type RA 9041 geleverd door Vetrotex met een filamentdiameter van 10 pm en bij belasting op trek een elasticiteitsmodulus van 11 89PGa, een treksterkte van 4400 MPa en een breukrek van 5,0% bij een dichtheid van 2,54 g/cm3, waarbij de glasgarens eveneens waren geïmpregneerd met de genoemde kunststof AF 163-2. De verschillende samenstellende delen van het te vervaardigen laminaat werden op een vlakke tafel gestapeld in de vereiste volgorde, dus 5 Al-plaat dikte 0,3 mm R-glas prepreg dikte 0,0625 mm (L-richting)A rectangular laminate of 600 x 600 mm was made from 3 aluminum plates with a thickness of 0.3 mm each of the Al alloy of the type AA (USA) No. 2024. The metal plates must undergo some suitable pre-treatments, such as alkaline degreasing, etching in a chromic acid-sulfuric acid bath, anodizing in chromic acid or phosphoric acid, applying a primer suitable for the type of H plastic to be used, for example, based on epoxy phenol ( such as Cytec's I BR 127) with anti-corrosion properties or the like, before they can be combined with the prepregs I. The laminate to be produced is of the type indicated in Figure 3 I, with the difference that in the intermediate or connecting layers the prepregs of unidirectional (UD) carbon yarns are covered on each side with a prepreg of R-glass yarns. The fiber volume in all prepregs was 60%. The UD prepregs with carbon yarns consisted of carbon yarns of the brand Tenax® type IM600 with a filament diameter of 5 µm and with a tensile load an elastic modulus of 290 GPa, a tensile strength of 5400 MPa and a break elongation of 1.7% at a density of 1.8 g / cm 3, wherein the carbon yarns were impregnated with a good-gluing plastic based on epoxy resin of the AF 163-2 type marketed by 3M Company. The UD prepregs with glass yarns consisted of R-glass yarns of the type RA 9041 supplied by Vetrotex with a filament diameter of 10 µm and with a tensile load an elastic modulus of 11 89PGa, a tensile strength of 4400 MPa and a elongation at break of 5.0% at a density of 2.54 g / cm 3, the glass yarns also being impregnated with the aforementioned plastic AF 163-2. The various component parts of the laminate to be produced were stacked on a flat table in the required order, i.e. 5 Al plate thickness 0.3 mm R-glass prepreg thickness 0.0625 mm (L-direction)

Koolstofgaren prepreg dikte 0,125 mm (LT-richting) R-glass prepreg dikte 0,0625 mm (L-richting)Carbon yarn prepreg thickness 0.125 mm (LT direction) R-glass prepreg thickness 0.0625 mm (L direction)

Al-plaat dikte 0,3 mm 10 R-glas prepreg dikte 0,0625 mm (L-richting)Al plate thickness 0.3 mm 10 R-glass prepreg thickness 0.0625 mm (L-direction)

Koolstofgaren prepreg dikte 0,125 mm (LT-richting) R-glas prepreg dikte 0,0625 mm (L-richting)Carbon yarn prepreg thickness 0.125 mm (LT direction) R-glass prepreg thickness 0.0625 mm (L direction)

Al-plaat dikte 0,3 mm.Al plate thickness 0.3 mm.

15 De L-richting en de LT-richting maken hoeken van 90° met elkaar. De glasgarens (L~ richting) lopen evenwijdig aan de lange rechthoekszijden van de Al-platen, die samenvallen met de walsrichting van de platen. De koolstofgarens (LT-richting) lopen derhalve evenwijdig aan de korte rechthoekszijden van de Al-platen. Het aldus opgestapelde laminaat uit losse evenwijdige delen namelijk 3 aluminium platen met 20 daartussen in totaal 6 prepregs werd op de ondersteuning met folie afgedekt. Vervolgens werd het in folie verpakte nog uit losse delen bestaande laminaat van buitenaf samengedrukt door in de verpakking van het laminaat vacuüm aan te brengen. Daarna werd het verpakte laminaat in een autoclaaf gebracht voor het uitharden van de epoxyhars. In de autoclaaf werd het laminaat eerst opgewarmd tot een temperatuur van 25 125°C met een snelheid van 3°C per minuut. Na het opwarmen werd het laminaat gedurende 1 uur bij de temperatuur van 125°C en een druk van 6-10 Bar in de autoclaaf gehouden. Het afgekoelde laminaat werd met voorgespannen. De totale dikte van het voltooide laminaat bedroeg 1,4 mm. Van het aldus vervaardigde laminaat I volgens de uitvinding werd bij belasting op trek in de LT-richting van de koolstofdraden de waarde 30 van de elasticiteitsmodulus bepaald op Elt = 79,14 GPa.The L direction and the LT direction make 90 ° angles with each other. The glass yarns (L ~ direction) run parallel to the long rectangular sides of the Al plates, which coincide with the rolling direction of the plates. The carbon yarns (LT direction) therefore run parallel to the short rectangular sides of the Al plates. The laminate thus piled up from separate parallel parts, namely 3 aluminum plates with 20 in total 6 prepregs, was covered with foil on the support. Subsequently, the film-packed laminate still consisting of separate parts was compressed from the outside by applying vacuum in the packaging of the laminate. The packaged laminate was then placed in an autoclave for curing the epoxy resin. In the autoclave, the laminate was first heated to a temperature of 125 ° C at a speed of 3 ° C per minute. After heating, the laminate was kept in the autoclave for 1 hour at the temperature of 125 ° C and a pressure of 6-10 Bar. The cooled laminate was pre-stressed. The total thickness of the finished laminate was 1.4 mm. The value of the modulus of elasticity of the laminate I according to the invention thus produced in the LT direction of the carbon filaments was determined to be Elt = 79.14 GPa.

Voorbeeld II niet volgens de uitvinding.Example II not according to the invention.

Ter vergelijking met Voorbeeld I werd volgens Voorbeeld II op dezelfde wijze een laminaat gemaakt met slechts verschil in de toegepaste prepregs. De stapel losse delen 1022706 H van het te vervaardigen laminaat volgens Voorbeeld Π had op de vlakke tafel de volgende samenstelling:For comparison with Example I, according to Example II, a laminate was made in the same manner with only a difference in the prepregs used. The stack of loose parts 1022706 H of the laminate to be manufactured according to Example Π had the following composition on the flat table:

Al-plaat dikte 0,3 mm R-glas prepreg dikte 0,125 mm (L-richting) 5 R-glas prepreg dikte 0,125 mm (LT-richting)Al plate thickness 0.3 mm R-glass prepreg thickness 0.125 mm (L direction) 5 R-glass prepreg thickness 0.125 mm (LT direction)

Al-plaat dikte 0,3 mm R-glas prepreg dikte 0,125 mm (LT-richting) R-glas prepreg dikte 0,125 mm (L-richting) H Al-plaat dikte 0,3 mm.Al-plate thickness 0.3 mm R-glass prepreg thickness 0.125 mm (LT direction) R-glass prepreg thickness 0.125 mm (L-direction) H Al-plate thickness 0.3 mm.

1010

De totale dikte van dit voltooide laminaat bedroeg eveneens 1,4 mm; Van het aldus vervaardigde, op zichzelf bekende (onder de merknaam Glare), laminaat II volgens voorbeeld II werd bij belasting op trek in de LT-richting van de glasdraden de waarde van de elasticiteitsmodulus bepaald op Elt = 57,6 GPa.The total thickness of this finished laminate was also 1.4 mm; Of the laminate II according to Example II produced in this way, known per se (under the brand name Glare), the value of the modulus of elasticity was determined to be Elt = 57.6 GPa when tensile stressed in the LT direction of the glass wires.

I Uit vergelijking van de laminaten I, volgens voorbeeld I, en II, volgens voorbeeld Π, blijkt derhalve dat het laminaat Γ volgens de uitvinding een aanzienlijk hogere modulus I heeft dan het laminaat II volgens de stand van de techniek.Comparison of the laminates I, according to example I, and II, according to example Π, therefore shows that the laminate Γ according to the invention has a considerably higher modulus I than the laminate II according to the prior art.

I 20 In figuur 9 is het vermoeiingsgedrag van de laminaten I en II vergeleken. Daartoe zijn proefstukken van 100 x 300 mm uit beide laminaten in dwarsrichting op trek belast (zie I proefstuk in figuur 9) met een sinusvormig verlopende belasting van 0-120 MPa en een I frequentie van 10 Hz. De trekbelasting op de laminaten I vond plaats in de richting I evenwijdig aan de koolstofdraden dus dwars op de glasdraden. De trekbelasting op de I 25 laminaten II vond plaats in de richting in dezelfde richting LT. De proefstukken waren I vooraf voorzien van een scherpe zaagsnede vormige beginscheur dwars op de I trekrichting ter lengte van 23=3 mm. In figuur 9 is langs de verticale as de halve I scheurlengte a in mm uitgezet. Langs de horizontale as is het totale aantal cycli van de I toegepaste sinusvormig verlopende vermoeiingsbelasting op trek met constante I 30 amplitude uitgezet. Zoals uit figuur 9 blijkt, vertoont het laminaat I (lijn I) volgens de I uitvinding een duidelijk geringere scheurgroei onder invloed van de genoemde belasting dan het laminaat II (lijn II) volgens de stand van de techniek. Geconcludeerd kan derhalve worden, dat het vermoeiingsgedrag van het laminaat volgens de uitvinding duidelijk gunstiger is dan van het laminaat volgens de stand van de techniek.Figure 9 compares the fatigue behavior of the laminates I and II. For this purpose, specimens of 100 x 300 mm from both laminates are subjected to tensile load in the transverse direction (see I specimen in Figure 9) with a sinusoidal load of 0-120 MPa and an I frequency of 10 Hz. The tensile load on the laminates I took place in the direction I parallel to the carbon wires, thus transversely of the glass wires. The tensile load on the laminates II took place in the direction in the same direction LT. The test specimens were previously provided with a sharp saw-cut initial tear transverse to the direction of tensile length of 23 = 3 mm. In Figure 9, half the crack length a is plotted in mm along the vertical axis. Along the horizontal axis the total number of cycles of the applied sinusoidal fatigue load applied to tensile force with constant I amplitude is plotted. As can be seen from Figure 9, the laminate I (line I) according to the invention shows a considerably lower crack growth under the influence of the said load than the laminate II (line II) according to the prior art. It can therefore be concluded that the fatigue behavior of the laminate according to the invention is clearly more favorable than that of the laminate according to the prior art.

I 1 n o 9 π £ 13I 1 n 9 l £ 13

In figuur 10 is voor de laminaten I (lijn I) en II (lijn II) de resttreksterkte bepaald zonder en met aanwezigheid van bepaalde beschadigingen van het laminaat in de vorm van een gat of sleuf. Proefstukken uit de laminaten I en II zijn daartoe aan een trekproef onderworpen met de trekrichting loodrecht op de lengte van de genoemde sleuf. Bij de 5 proefstukken uit laminaat I vond de trekbelasting plaats in de richting evenwijdig aan de koolstofdraden dus dwars op de glasdraden. Bij de proefstukken uit de laminaten II vond de trekbelasting. plaats in de richting evenwijdig aan één van de twee groepen glasdraden, namelijk in de LT richting. De mate van beschadiging van de proefstukken werd uitgedrukt met de spanningsconcentratiefactor Kt, die op de in de techniek 10 gebruikelijke wijze wordt berekend met een formule die uitsluitend geldig is wanneer alle vervormingen in de testplaat elastisch zijn: j opiekFigure 10 shows the residual tensile strength for laminates I (line I) and II (line II) without and with the presence of certain damage to the laminate in the form of a hole or slot. For this purpose, test specimens from laminates I and II have been subjected to a tensile test with the pulling direction perpendicular to the length of said slot. For the 5 test pieces from laminate I, the tensile load took place in the direction parallel to the carbon wires, so transversely to the glass wires. Tensile stress was found on the specimens from laminates II. place in the direction parallel to one of the two groups of glass wires, namely in the LT direction. The degree of damage to the test specimens was expressed with the stress concentration factor Kt, which is calculated in the usual manner in the art with a formula that is only valid when all deformations in the test plate are elastic:

Kt = -------------------- , waarin onominaal 15 opiek = de piekspanning in het plaatmateriaal aan het einde van de verstoring, die bijvoorbeeld de vorm van een cirkelvormig gat of een sleuf kan hebben onominaal = de trekspanning op de plaats van de verstoring berekend uit de trekkracht 20 gedeeld door het resterende (nominale) oppervlak van de dwarsdoorsnede van de proefstaaf op de plaats van de verstoring.Kt = --------------------, in which the nominal 15 opics = the peak voltage in the sheet material at the end of the disturbance, which is, for example, the shape of a circular hole or slot can have nominal = the tensile stress at the site of the disturbance calculated from the tensile force 20 divided by the remaining (nominal) area of the cross-section of the test rod at the site of the disturbance.

In figuur 10 is langs de verticale as de bij de trekproeven gevonden reststerkte Snet in MPa uitgezet. Snet= de maximale trekkracht gedeeld door het resterende (netto) 25 oppervlak van de dwarsdoorsnede bij het begin van de trekproef. Langs de horizontale as is de spanningsconcentratiefactor Kt uitgezet. In figuur 10 zijn voor de laminaten I en II de reststerkten voor een vijftal waarden van Kt bepaald, namelijk Kt= 1, Kt = 2,43, Kt = 3,32, Kt = 4,74 en Kt = oneindig. Bij Kt = 1 was in de proefstukken (die een breedte hebben van 12,5 mm) geen beschadiging aangebracht. Bij Kt = 2,43 waren de 100 mm 30 brede proefstukken in het midden voorzien van een cirkelvormig gat met een diameter van 25 mm.In Figure 10 the residual strength Snet found in MPa is plotted along the vertical axis. Snet = the maximum tensile force divided by the remaining (net) surface area of the cross section at the start of the tensile test. The stress concentration factor Kt is plotted along the horizontal axis. Figure 10 shows the residual strengths for the laminates I and II for five values of Kt, namely Kt = 1, Kt = 2.43, Kt = 3.32, Kt = 4.74 and Kt = infinity. At Kt = 1, the test pieces (which have a width of 12.5 mm) had no damage. At Kt = 2.43, the 100 mm wide test pieces were provided with a circular hole with a diameter of 25 mm in the middle.

Bij Kt = 3,32 waren de 100 mm brede proefstukken in het midden voorzien van een zich dwars op de trekrichting uitstrekkénde sleuf met een lengte van 25 mm en een breedte I - van 10 mm. De afronding aan weerszijden van de sleuf was derhalve 5 mm. Bij Kt = 4,74 waren de 100 mm brede proefstukken in het midden voorzien van een zich dwars op de trekrichting uitstrekkende sleuf met een lengte van 25 mm en een breedte van 4 H mm. Bij Kt = oneindig waren de proefstukken in het midden voorzien van een zich 5 dwars op de trekrichting uitstrekkende sleuf in de vorm van een zaagsnede met eenAt Kt = 3.32, the 100 mm wide test pieces were provided in the middle with a slot extending transversely to the direction of draw, with a length of 25 mm and a width I - of 10 mm. The rounding on either side of the slot was therefore 5 mm. At Kt = 4.74, the 100 mm wide test pieces were provided in the middle with a slot extending transversely to the direction of draw, with a length of 25 mm and a width of 4 H mm. At Kt = infinite, the test pieces were provided in the center with a slot extending transversely to the direction of pulling in the form of a saw cut with a

lengte van 25 mm en een breedte van 1 mm. Zoals blijkt uit het verloop van de lijnen Ilength of 25 mm and a width of 1 mm. As appears from the course of the lines I

en II in figuur 10 is de reststerkte van de laminaten I volgens de uitvinding bij de verschillende waarden van Kt duidelijk groter dan bij de laminaten II volgens de stand van techniek.and II in Figure 10, the residual strength of the laminates I according to the invention is clearly greater at the different values of Kt than in the prior art laminates II.

.. Overal in de beschrijving en de conclusies waar wordt gesproken over de elasticiteitsmódulus, de treksterkte en de breukrek van de draden, worden daarbij de waarden bedoeld bij belasting op trek in de lengterichting van de draad en bepaald door metingen aan het voltooide laminaat.Everywhere in the description and the claims where the elastic modulus, the tensile strength and the elongation at break of the threads are mentioned, the values here are meant for stress on tensile in the longitudinal direction of the thread and determined by measurements on the finished laminate.

Het genoemde glasovergangspunt Tg van de genoemde in hoofdzaak amorfe B thermoplastische kunststoffen dient te worden gemeten met behulp van een dynamisch B mechanisch meetapparaat van het type RDA-700 van het fabrikaat Rheometrics bij een B frequentie van 1 Hertz en een opwarmsnelheid van ten hoogste 2°C per minuut. De Tg is B 20 die temperatuur, waarbij de dempingsmodulus G" maximaal is.Said glass transition point Tg of the said substantially amorphous B thermoplastic plastics must be measured with the aid of a dynamic B mechanical measuring device of the RDA-700 type from the Rheometrics manufacturer at a B frequency of 1 Hertz and a heating rate of at most 2 ° C per minute. The Tg is B20 that temperature at which the damping modulus G "is maximum.

B Het genoemde kristallijne smeltpunt Tm van de semi-kristallijne thermoplastische B kunststoffen wordt bepaald met behulp van "Differential Scanning Calorimetry" (DSC).B The said crystalline melting point Tm of the semi-crystalline thermoplastic B plastics is determined by means of "Differential Scanning Calorimetry" (DSC).

B Daarbij wordt gebruik gemaakt van het meetapparaat van Perkin Elmer type DSC-7 I 25 onder toepassing van een opwarmsnelheid van 20°C per minuut. Daarbij wordt Tm I gedefinieerd als het piekmaximum van de endotherme piek in de DSC-curve.B The Perkin Elmer measuring device type DSC-7 I 25 is used for this purpose, using a heating rate of 20 ° C per minute. Thereby, Tm I is defined as the peak maximum of the endothermic peak in the DSC curve.

I Binnen het raam van de vinding kunnen verschillende wijzigingen worden aangebracht.I Various changes can be made within the scope of the invention.

Hoewel in de eerste plaats in de laminaten volgens de vinding metaalplaten met I 30 onderling gelijke dikte worden toegepast, is het in beginsel ook mogelijk in een en I hetzelfde laminaat metaalplaten met twee of meer verschillende dikten toe te passen in I een al of niet symmetrische formatie. In het algemeen zal de dikte van de kunststoflaag I tussen twee op elkaar volgende metalen platen een dikte bezitten, die ongeveer van I dezelfde grootte orde is als die van ieder der metaalplaten.Although in the first place in the laminates according to the invention metal plates with mutually equal thickness are used, it is in principle also possible to use metal plates with two or more different thicknesses in one and I same laminate in I, whether symmetrical or not. formation. In general, the thickness of the plastic layer I between two successive metal plates will have a thickness that is approximately of the same order of magnitude as that of each of the metal plates.

I 1 n o o -7 n & 15I 1 n o o -7 n & 15

De in figuren 1-7 getekende laminaten volgens de uitvinding zijn geheel symmetrisch ten opzichte van een vlak door het midden van de dikte van het laminaat en evenwijdig aan het vlak van de metalen platen. Behalve de dikte van de metalen platen kan ook de 5 dikte van de kunststoflagen en het aantal daarin liggende dradenlagen in een al of niet symmetrische formatie worden gevarieerd. Desgewenst kan de kunststoflaag enkele gebruikelijke toevoegingen, zoals een harder, vulmiddelen en dergelijke, bevatten. Bij voorkeur worden volgens de uitvinding in de laminaten draden uit continue, nagenoeg eindloze filamenten toegepast. Echter volgens de uitvinding kunnen in de laminaten ook 10 semi-continue, dat wil zeggen niet eindloze, filamenten of vezels worden toegepast met een lengte van tenminste 10 mm. Desgewenst kunnen in het laminaat volgens de uitvinding uit een aluminiumlegering gevormde metalen platen 2 worden toegepast, die zijn versterkt met vezels, die zich dan in een matrix van het metaal bevinden. In het algemeen zal het laminaat volgens de uitvinding zodanig worden uitgevoerd, dat één 15 van de groepen evenwijdige of unidirectionele dradengroepen zich in walsrichting van de metalen platen uitstrekt. In de laminaten volgens de uitvinding worden voor de glasdraden bij voorkeur draden gebruikt uit glas, dat in de handel bekend is onder de aanduidingen R-glas en S2 glas. Voor de draden uit PPDT en koolstof worden bij voorkeur draden toegepast die in de handel bekend zijn onder de namen Twaron® 20 respectievelijk Tenax®. Tevens is het mogelijk dat M5 vezels en/of Zylon® draden worden toegepast.The laminates according to the invention shown in Figures 1-7 are entirely symmetrical with respect to a plane through the center of the thickness of the laminate and parallel to the plane of the metal plates. In addition to the thickness of the metal plates, the thickness of the plastic layers and the number of wire layers lying therein can also be varied in a formation that may or may not be symmetrical. If desired, the plastic layer can contain some usual additives, such as a hardener, fillers and the like. Preferably, according to the invention, threads of continuous, virtually endless filaments are used in the laminates. However, according to the invention, the laminates can also use semi-continuous, i.e. non-endless, filaments or fibers with a length of at least 10 mm. If desired, metal sheets 2 formed from an aluminum alloy can be used in the laminate according to the invention, which are reinforced with fibers, which are then located in a matrix of the metal. In general, the laminate according to the invention will be designed such that one of the groups of parallel or unidirectional wire groups extends in the rolling direction of the metal plates. In the laminates according to the invention, glass threads are preferably used for the glass threads, which are commercially known under the designations R-glass and S2 glass. For the wires of PPDT and carbon, wires are preferably used which are commercially known under the names Twaron® 20 and Tenax®, respectively. It is also possible that M5 fibers and / or Zylon® threads are used.

1 fi o o *? n ö1 fi o o *? n o

Claims (13)

2. Laminaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat draden zijn gevormd uit I verschillende materialen, die zijn geselecteerd uit de volgende groep van materialen: I 20 aromatisch polyamide (aramide), glas, koolstof, M5, en Zylon, waarvan de volgende eigenschappen tussen de volgende grenzen liggen: Draden uit Draden uit Draden uit aromatisch glas koolstof I polyamide I 25 Elasticiteits- 110-160 70-110 220-1000 I modulus (GPa) I Treksterkte (MPa) 2500-5000 3800-12000 4500-8500 I Breukrek (%) 1,7-3,6 3,8-11,0 0,3-3,5 I Dichtheid (g/cm3) 1,2-1,6 2,3-2,8 1,6-2,0. I 302. Laminate according to claim 1, characterized in that threads are formed from different materials, selected from the following group of materials: aromatic polyamide (aramid), glass, carbon, M5, and Zylon, of which the following properties are between the following limits: Wires from Wires from Aromatic glass carbon I polyamide I 25 Elasticity 110-160 70-110 220-1000 I modulus (GPa) I Tensile strength (MPa) 2500-5000 3800-12000 4500-8500 I Fractional strain (%) 1.7-3.6 3.8-11.0 0.3-3.5 I Density (g / cm3) 1.2-1.6 2.3-2.8 1.6 -2.0. I 30 3. Laminaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het laminaat I kruisende draden omvat die zijn gevormd uit verschillende materialen. I 1022706Laminate according to claim 1 or 2, characterized in that the laminate I comprises crossing threads formed from different materials. I 1022706 4. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het laminaat evenwijdige draden omvat die zijn gevormd uit verschillende materialen.A laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that the laminate comprises parallel threads formed from different materials. 5. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 5 draden zijn gevormd door continue filamenten met een diameter van 3 tot 25 μπι.Laminate according to one of the preceding claims, characterized in that the 5 threads are formed by continuous filaments with a diameter of 3 to 25 μπι. 6. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het aantal metalen platen 2-20, bij voorkeur 2-5, bedraagt en dat de metalen platen een treksterkte van tenminste 0,20 GPa bezitten. 10Laminate according to one of the preceding claims, characterized in that the number of metal plates is 2-20, preferably 2-5, and that the metal plates have a tensile strength of at least 0.20 GPa. 10 7. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies,-met het kenmerk, dat in elke draden bevattende tussenlaag de matrix in hoofdzaak is gevormd uit een thermohardende kunststof, zoals epoxyhars, onverzadigde polyesterhars, vinylesters of phenolharsen. 15A laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that in each interlayer-containing wire layer the matrix is substantially formed from a thermosetting plastic, such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, vinyl esters or phenolic resins. 15 8. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat van elke draden bevattende tussenlaag de matrix in hoofdzaak is gevormd uit een thermoplastische kunststof.A laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that the matrix of each of the threads containing intermediate layer is substantially formed from a thermoplastic plastic. 9. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de draden van elkaar kruisende groepen zich rechtlijnig, dat wil zeggen unidirectioneel, uitstrekken en niet in weefselvorm zijn gebonden.A laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that the threads of intersecting groups extend linearly, i.e. unidirectionally, and are not bonded in tissue form. 10. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies, mét het kenmerk, dat de 25 dikte van elk van de metalen platen 0,1 tot 0,9 mm bedraagt, bij voorkeur 0,2 tot 0,5 mm.10. A laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that the thickness of each of the metal plates is 0.1 to 0.9 mm, preferably 0.2 to 0.5 mm. 11. Laminaat volgens een der Voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een laag uit elektrisch geleidende draden, zoals koolstofvezels, aan de kant van de 30 metaalplaten is bedekt met een de geleidende draden kruisende laag uit niet-elektrisch geleidende draden, zoals glas- of aramidevezels. 1022706 Η 12. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het is gevormd door drie metalen platen en dat zich in de tussenruimte tussen elk platenpaar twee groepen elkaar kruisende draden uit verschillende materialen bevinden.11. A laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that a layer of electrically conductive wires, such as carbon fibers, is covered on the metal sheet side with a layer of non-electrically conductive wires, such as glass fiber, crossing the conductive wires. or aramid fibers. 12. Laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that it is formed by three metal plates and in that there are two groups of wires of different materials intersecting in the space between each pair of plates. 13. Laminaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in elke tussenlaag de draden 35-75 volumeprocent, in het bijzonder 40-65 vol.%, vormen van het totale volume van kunststof en draden samen.A laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that in each intermediate layer the threads form 35-75% by volume, in particular 40-65% by volume, of the total volume of plastic and threads together. 14. Rechthoekige plaat uit het laminaat volgens een der voorgaande conclusies, met 10 het kenmerk, dat de draden van de ene groep uit het ene materiaal zich evenwijdig uitstrekken aan de ene rechthoekszijde en dat de draden van de andere groep uit het andere materiaal zich evenwijdig uitstrekken aan de andere rechthoekszijde van de plaat. I 15 15. Huidplaat voor de romp van een lucht- of ruimtevaartuig, met het kenmerk, dat de huidplaat is gevormd uit een laminaat volgens een der voorgaande conclusies.14. Rectangular plate from the laminate according to any one of the preceding claims, characterized in that the wires of the one group from the one material extend parallel on the one rectangular side and in that the wires from the other group from the other material extend parallel extend on the other rectangular side of the plate. 15. A skin plate for the hull of an air or spacecraft, characterized in that the skin plate is formed from a laminate according to any one of the preceding claims. 16. Lucht- of ruimtevaartuig, met het kenmerk, dat de romp huidplaten volgens conclusie 15 bevat, die zodanig zijn aangebracht, dat de draden van een groep zich 20 uitstrekken in de omtreksrichting van de romp en dat de draden van een andere groep I zich in de langsrichting van de romp uitstrekken. I 1 π ) 9 7 n « ·16. Air or spacecraft, characterized in that the hull comprises skin plates according to claim 15, which are arranged such that the wires of one group extend in the circumferential direction of the hull and that the wires of another group I extend in the longitudinal direction of the hull. I 1 π) 9 7 n «·
NL1022706A 2003-02-17 2003-02-17 Laminate from metal sheets and intersecting wire layers from different materials in plastic. NL1022706C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1022706A NL1022706C2 (en) 2003-02-17 2003-02-17 Laminate from metal sheets and intersecting wire layers from different materials in plastic.
PCT/NL2004/000108 WO2004071761A1 (en) 2003-02-17 2004-02-12 Laminate of metal plates and intersecting fibre layers

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1022706 2003-02-17
NL1022706A NL1022706C2 (en) 2003-02-17 2003-02-17 Laminate from metal sheets and intersecting wire layers from different materials in plastic.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1022706C2 true NL1022706C2 (en) 2004-08-19

Family

ID=32867102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1022706A NL1022706C2 (en) 2003-02-17 2003-02-17 Laminate from metal sheets and intersecting wire layers from different materials in plastic.

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL1022706C2 (en)
WO (1) WO2004071761A1 (en)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050175813A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-11 Wingert A. L. Aluminum-fiber laminate
GB0522960D0 (en) * 2005-11-10 2005-12-21 B I Group Plc Composite material
DE102006051989B4 (en) * 2006-11-03 2010-09-30 Airbus Deutschland Gmbh Stiffened planking for an aircraft or spacecraft with a high rigidity laminate stringer
EP1925436B1 (en) * 2006-11-23 2012-08-29 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing of a fibre reinforced laminate, use of this laminate, wind turbine blade and wind turbine comprising this laminate
DE602008004313D1 (en) 2008-04-29 2011-02-17 Siemens Ag A method of making a fiber reinforced laminate of laterally expanded material which is stiffer in a lateral direction than in a second stone direction
US20100233424A1 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 The Boeing Company Composite structures employing quasi-isotropic laminates
NL2005536C2 (en) 2010-10-15 2012-04-17 Univ Delft Tech Aircraft wing and fiber metal laminate forming part of such an aircraft wing.
EP2476540A1 (en) 2011-01-18 2012-07-18 Siemens Aktiengesellschaft Stiffening sheet for use in a fibre reinforced laminate, fibre reinforced laminate and wind turbine blade, and a method of manufacturing a fibre reinforced laminate
DE102012000508A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 BOB Engineering GmbH Automation und Produktentwicklung Producing e.g. glass laminate aluminum reinforced epoxy component useful in aircraft construction, comprises arranging aluminum and prepreg webs alternating layers, where prepreg webs are fixed on the aluminum webs by electrostatic charge
DE102012003734A1 (en) 2012-02-28 2013-08-29 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for producing a component from a hybrid laminate
WO2014116151A1 (en) * 2013-01-24 2014-07-31 Saab Ab An aerial skin article with reinforced fastening holes
EP2759399B1 (en) * 2013-01-28 2015-05-13 GS4C S.r.L. Multilayer wall and method for forming said wall
CN203864106U (en) * 2013-11-22 2014-10-08 全耐塑料公司 Semi-finished product made of prepreg, three-dimensional preformed body and overmolded part
CN203792726U (en) 2013-11-22 2014-08-27 全耐塑料公司 Semi-finished product manufactured from prepreg, three-dimensional preforming body and plastic-coated forming part
EP2910365B1 (en) * 2014-02-21 2017-04-26 Airbus Operations GmbH Composite structural element and torsion box
CN106739364A (en) * 2016-11-28 2017-05-31 株洲时代新材料科技股份有限公司 A kind of aramid fiber/Al alloy composite and its preparation method and application
US11077644B2 (en) 2016-12-14 2021-08-03 The Boeing Company Material systems and methods of manufacturing material systems
US11273622B2 (en) * 2016-12-14 2022-03-15 The Boeing Company Stiffening elements that comprise integral current flowpaths
US11014337B2 (en) 2016-12-14 2021-05-25 The Boeing Company Laminate structures comprising fiber-reinforced thermoplastic prepreg plies
US11780185B2 (en) * 2021-03-05 2023-10-10 GM Global Technology Operations LLC Reinforced composite assemblies and methods of manufacturing the same
CN113737114B (en) * 2021-08-12 2023-06-27 西安交通大学 Preform for enhancing Sn-Bi alloy performance and preparation method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4029838A (en) * 1975-09-24 1977-06-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hybrid composite laminate structures
NL8100088A (en) * 1981-01-09 1982-08-02 Tech Hogeschool Delft Afdeling LAMINATE OF METAL SHEETS AND CONNECTED WIRES, AND METHODS FOR MANUFACTURE THEREOF
DE3702936A1 (en) * 1987-01-31 1988-08-11 Dornier Gmbh Fibre composite material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4029838A (en) * 1975-09-24 1977-06-14 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hybrid composite laminate structures
NL8100088A (en) * 1981-01-09 1982-08-02 Tech Hogeschool Delft Afdeling LAMINATE OF METAL SHEETS AND CONNECTED WIRES, AND METHODS FOR MANUFACTURE THEREOF
US4489123A (en) * 1981-01-09 1984-12-18 Technische Hogeschool Delft Laminate of metal sheet material and threads bonded thereto, as well as processes for the manufacture thereof
DE3702936A1 (en) * 1987-01-31 1988-08-11 Dornier Gmbh Fibre composite material

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004071761A1 (en) 2004-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1022706C2 (en) Laminate from metal sheets and intersecting wire layers from different materials in plastic.
JP2660563B2 (en) Laminating composite materials reinforced with metal sheets and continuous glass filaments
US4992323A (en) Laminate of metal sheets and continuous filaments-reinforced thermoplastic synthetic material, as well as a process for the manufacture of such a laminate
NL2000232C2 (en) Skin panel for an aircraft fuselage.
US5460865A (en) Hybrid honeycomb sandwich panel
US5368914A (en) Vibration-damping structural component
EP2646242B1 (en) Metal sheet - fiber reinforced composite laminate
CA1307189C (en) Composite laminate of metal sheets and continuous filaments-reinforced synthetic layers
US20070148486A1 (en) High impact strength, elastic, composite, fibre, metal laminate
US7955713B2 (en) Laminate of metal sheets and polymer
JP2863636B2 (en) Thermally conductive non-metallic honeycombs and processes
EP2763849B1 (en) Improved fiber-metal laminate
US20110052910A1 (en) High toughness fiber-metal laminate
JPH0226581B2 (en)
NL1030515C2 (en) Laminate from metal sheets and plastic.
EP3148792A1 (en) Laminate of a metal sheet and an adhesive layer bonded thereto
CA2547090A1 (en) Sandwich panel and a method of producing a sandwich panel
RU2185964C1 (en) Composite laminated material and article made of it
EP3388215B1 (en) Sandwich panel, method for producing unidirectional prepreg, and method for producing sandwich panel
EP0686482A2 (en) Fiber reinforced composite article having cylindrical form
Arbintarso et al. The bending stress on gfrp honeycomb sandwich panel structure for a chassis lightweight vehicle
JP6552837B2 (en) Method for reinforcing steel structure and laminated material for reinforcing steel structure
JPWO2019131893A1 (en) Manufacturing methods for composite materials, laminated structures, aircraft wings and composite materials
NL1011516C2 (en) Laminate of metal layers bonded with a fiber-reinforced adhesive layer.
JP2012153109A (en) Fiber reinforced plastic plate, and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20130901