Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung von adaptierten papierartigen Werkstoffen für Falt-und Honigwabenkernen in Sandwichstrukturen durch Weiterentwicklungen in der messtechnischen und simulationsgestützten Charakterisierung und deren mechanischer Eigenschaften für den Einsatz in Leichtbaustrukturen.

Der entwickelte Kernwerkstoff stellt einen Werkstoff mit einem deutlich erweiterten Anwendungsfeld dar, der in vielfältiger Weise für innovative Produkte im Bereich der leichtgewichtigen Sandwich-Strukturen eingesetzt werden kann. Die Verbesserung der gewichtsspezifischen Kerneigenschaften durch Einsatz des entwickelten Kernwerkstoffes konnte experimentell und numerisch nachgewiesen werden.

Die neuen Verfahren zur Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften dünner papierartiger Materialien unter Druck- und Schubbelastungen in der Ebene ermöglichen erstmals die Bestimmung aller relevanten Materialkennwerte. Durch die Bereitstellung dieser Daten ist eine strukturmechanische Auslegung von Produkten aus derartigen Materialien erstmals effektiv möglich. Damit ist eine wesentliche Voraussetzung für die Anwendung von Papieren als Konstruktionswerkstoff geschaffen worden.

Das entwickelte Materialmodell ermöglicht signifikante Verbesserung der Genauigkeit numerischer Simulationsmodelle zur Vorhersage des Verhaltens von Sandwich-Strukturen mit den innovativen Kernen aus papierartigen Materialien. Der Einsatz der Simulationsverfahren ermöglicht bei den potenziellen Anwendern eine schnellere und durch Reduktion von teuren experimentellen Nachweisuntersuchungen eine kostengünstigere Auslegung neuer innovativer Strukturen und Produkte.

Der Nutzen der Forschungsergebnisse für kleine und mittlere Unternehmen liegt in der Erschließung neuer Produkt- und Kundenfelder für die Papierindustrie sowie in der Bereitstellung neuer Prüf- und Simulationsmethoden für die Papier- und Luftfahrtindustrie. Davon profitieren vor allem die stark kmU-geprägten Branchen der Spezialpapierhersteller, der Simulationssoftware-Entwickler und der Spezialprüfmaschinenhersteller. Angesichts der geringen eigenen Forschungs- und Entwicklungskapazitäten von kmU in diesen Bereichen, sind die Ergebnisse von größter Bedeutung für deren Wettbewerbsfähigkeit.

Das IGF-Vorhaben „Analyse und Simulation mechanischer Eigenschaften bei der Entwicklung adaptierter papierartiger Werkstoffe für Falt- und Honigwaben-Sandwich-Kerne" der Forschungsvereinigungen PTS und EFB e.V. wurde unter der Fördernummer AiF 18256BG über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Der Abschlussbericht ist als EFB-Forschungsbericht Nr. 479 erschienen und bei der EFB-Geschäftsstelle und im Buchhandel erhältlich.