Honingraten en honingraatmaterialen worden gebruikt om sandwichpanelen te vervaardigen met een honingraatkern die een enorme druksterkte bezit. Het gebruiken van materialen zoals document, thermoplast, of doek voor kernmateriaal staat voor de productie van lichtgewichthoningraatstructuren met wezenlijke structurele sterkte ongeacht de sterkte van de bouwcomponent toe.

Honingraatstructuren zijn qua ontwerp vergelijkbaar met de natuurlijke bijenkorf. De geometrie van dergelijke structuren varieert aanzienlijk, maar zij bezitten alle een laag holle cellen tussen dunne verticale wanden. De cellen zijn meestal zeshoekig van vorm of gerangschikt in kolommen. Honingraten worden op grote schaal gebruikt in toepassingen met vlakke of licht gebogen oppervlakken dankzij hun hoge specifieke sterkte. Hun sterkte is een belangrijke reden voor hun wijdverbreide toepassing in de lucht- en ruimtevaartindustrie en in andere sectoren zoals verpakking, meubilair, auto- en sportartikelen.

Honingraatgebruik in door de mens gemaakte constructies heeft een lange geschiedenis die teruggaat tot de klassieke oudheid. Euclides en Zenodorus behoorden tot de eerste Griekse wiskundigen die leerden dat zeshoekige vormen het meest efficiënt en robuust gebruik maken van ruimte en materialen. De koepel van het Pantheon in Rome is een vroeg voorbeeld, waarbij honingraatstructuren werden gebruikt in de structurele ribben aan de binnenkant. In 1638 startte Galileo een discussie over de sterkte van holle vaste stoffen. In 1859 merkte Charles Darwin op dat honingraatstructuren ideaal zijn om arbeid en was te besparen. In 1901 werden drie fundamentele technieken ontwikkeld voor de productie van honingraatstructuren, waaronder uitzetten, golven en gieten. Hugo Junkers patenteerde de toepassing van de eerste honingraatkern in vliegtuigen in 1915. Norman de Bruyne, van Aero Research Limited, behaalde het eerste succes in het structureel lijmen van honingraat sandwich structuren in 1938.

Types

Honingraatkernen worden vervaardigd uit een grote verscheidenheid van materialen. Deze varià “ren van papier en karton, gebruikt om lage sterkte en stijfheid voor lage ladingstoepassingen te verstrekken, aan hogere sterkte en stijfheid voor betere prestatietoepassingen, zoals in vliegtuigstructuren. Honingraten worden verwerkt tot vlakke of gebogen composietstructuren. Zij vormen complexe samengestelde gebogen vormen zonder bovenmatige mechanische kracht of verwarming.

Thermoplastische honingraatkernen worden geproduceerd door een extrusieproces en op dikte gesneden. Andere soorten honingraten van papier of aluminium volgen een productieproces in meerdere fasen. Bij deze processen worden grote dunne platen van het materiaal gedrukt en in een verwarmde pers gestapeld om de lijmverbinding te vergemakkelijken. Deze plakken worden uitgerekt en geëxpandeerd tot platen van ononderbroken zeshoekige celvormen. De eigenschappen van de honingraatmaterialen zijn afhankelijk van de grootte van de cellen en de dikte en sterkte van het gebruikte materiaal.

De belangrijkste soorten honingraten zijn:

Honingraten van aluminium

Deze honingraten bezitten de hoogste sterkte/gewichtsverhouding, ongeëvenaard door enig ander constructiemateriaal. Zij hebben een mengsel van geometrische celvormen en eigenschappen die door foliedikte en celgrootte worden gecontroleerd. De resulterende honingraat wordt geleverd in een onuitgepakte blokvorm en wordt uitgerekt om een plaat te vormen.

Honingraten van aluminium lopen het risico te corroderen indien toegepast in sommige toepassingen, zoals maritieme constructies. Dit type honingraat vervormt onomkeerbaar bij impact met een kernlaminaat.

Nomex honingraten

Nomex honingraten worden vervaardigd uit Nomex papier-een soort papier op basis van Kevlar vezels. Deze honingraatkernen combineren een hoge sterkte met brandwerende eigenschappen en worden gebruikt in interieurpanelen van vliegtuigen en in andere hoogwaardige componenten. Zij genieten de voorkeur wegens hun lage dichtheid, vaste stabiliteit, en mechanische sterkte hoewel zij duurder zijn dan andere materialen.

Thermoplastische Honingraten

Thermoplastische honingraatkernen zijn lichtgewicht en gemakkelijk recycleerbaar. Het belangrijkste nadeel is de moeilijkheid om een sterke band te creëren tussen een honingraat en de huid. Ze zijn er in verschillende types:

• ABS biedt stijve structuur, taaiheid, oppervlaktehardheid, slagvastheid en dimensionale stabiliteit
• Polycarbonaat biedt UV-stabiliteit, goede lichttransmissie, robuuste hittebestendigheid, en zelfdovende eigenschappen
• Polypropyleen verstrekt uitzonderlijke chemische weerstand
• Polyethyleen is een goedkoop kernmateriaal voor algemeen gebruik

Roestvrij staal Honeycombs

Deze kernen zijn ideaal voor vijandige milieu’s en in treindeuren en vloeren, schotten, en andere gebieden gebruikt.

Toepassingen

Honingraten worden toegepast in een breed scala van industrieën, zoals lucht-en ruimtevaart, sportartikelen, auto-, en bouwsector. De toepassingen omvatten:

• Racingschalen
• Gliders
• Helicopters
• Jet vliegtuigen
• Rocket substructure
• LED technologie
• Luidspreker technologie
• Telescoop spiegel structuur
• Automobiele structuren
• Sneeuwplanken
• Bulkhoofden
• Treindeuren

Selecteren van honingraten en honingraatmaterialen

Bij het selecteren van honingraten en honingraatmaterialen, rekening houden met specifieke prestatie-eisen. Gezien hun verschillende eigenschappen en kwaliteiten, raadpleeg de specificaties van de fabrikant voor meer informatie over productmogelijkheden.

Standaarden

ASTM E1091 – Standaardspecificatie voor niet-metalen honingraatkern voor gebruik in shelterpanelen