Honeycombs och honeycomb-material används för att tillverka sandwichpaneler med en honeycomb-kärna som har en enorm tryckhållfasthet. Genom att använda material som papper, termoplaster eller tyg som kärnmaterial kan man tillverka lättviktiga vaxkaksstrukturer med betydande strukturell styrka oberoende av byggnadskomponenternas styrka.

Honeycomb-strukturernas utformning är jämförbar med den naturliga bikupan. Geometrin hos sådana strukturer varierar avsevärt, men de har alla ett lager av ihåliga celler mellan tunna vertikala väggar. Cellerna är huvudsakligen hexagonala i form eller arrangerade i kolumner. Honungskakor används ofta i tillämpningar med plana eller svagt böjda ytor på grund av den höga specifika hållfastheten. Deras styrka tjänar som en huvudorsak till deras utbredda installation i flygindustrin samt i andra sektorer som förpackningar, möbler, bilar och sportartiklar.

Användningen av honungskakor i konstgjorda konstruktioner har en lång historia som går tillbaka till den klassiska antiken. Euklid och Zenodorus var bland de första grekiska matematikerna som lärde sig att sexkantiga former ger den mest effektiva och robusta användningen av utrymme och material. Kupolen Pantheon i Rom är ett tidigt exempel där man använde sig av honungskaksstrukturer i dess inre strukturella ribbor. År 1638 inledde Galileo en diskussion om styrkan hos ihåliga solider. År 1859 noterade Charles Darwin att honungskaksstrukturer är idealiska för att spara på arbete och vax. Tre grundläggande tekniker som används för att tillverka vaxkaksstrukturer, däribland expansion, räffling och gjutning, utvecklades 1901. Hugo Junkers patenterade tillämpningen av den första honungskakskärnan i flygplan 1915. Norman de Bruyne, från Aero Research Limited, uppnådde de första framgångarna med strukturell limbindning av sandwichstrukturer med honungskakor 1938.

Typer

Honungskakskärnor tillverkas av en mängd olika material. Dessa varierar från papper och kartong, som används för att ge låg styrka och styvhet för tillämpningar med låg belastning, till högre styrka och styvhet för tillämpningar med ökad prestanda, som i flygplansstrukturer. Honeycombs bearbetas till platta eller böjda kompositstrukturer. De bildar komplexa sammansatta böjda former utan överdriven mekanisk kraft eller uppvärmning.

Thermoplastiska honeycombkärnor tillverkas genom en extruderingsprocess och skärs till tjocklek. Andra typer av vaxkakor tillverkade av papper eller aluminium följer en produktionsprocess i flera steg. Dessa processer innebär att man skriver ut stora tunna ark av materialet och staplar dem i en uppvärmd press för att underlätta limning. Dessa skivor sträcks och expanderas till ark med kontinuerliga sexkantiga cellformer. Egenskaperna hos de honungskakformade materialen beror på storleken på cellerna samt tjockleken och styrkan hos det använda materialet.

De viktigaste typerna av honeycombs är:

Aluminium honeycombs

Dessa honeycombs har det högsta förhållandet mellan hållfasthet och vikt, oöverträffat av alla andra konstruktionsmaterial. De har en blandning av geometriska cellformer och egenskaper som styrs av folietjocklek och cellstorlek. Den resulterande honeycomben kommer i oexpanderad blockform och sträcks ut för att bilda en plåt.

Aluminium honeycombs riskerar att korrodera om de används i vissa tillämpningar, t.ex. i marina konstruktioner. Denna typ av honeycomb deformeras irreversibelt vid en kollision med ett kärnlaminat.

Nomex honeycombs

Nomex honeycombs tillverkas av Nomex-papper – en typ av papper baserad på Kevlarfibrer. Dessa honeycombkärnor kombinerar hög hållfasthet med brandsäkra egenskaper och används i inredningspaneler för flygplan samt i andra högpresterande komponenter. De föredras på grund av sin låga densitet, fasta stabilitet och mekaniska styrka även om de är dyrare än andra material.

Thermoplastiska honeycombkärnor

Thermoplastiska honeycombkärnor är lätta och lätt återvinningsbara. Den största nackdelen är svårigheten att skapa ett starkt band mellan en honeycomb och huden. De finns i flera olika typer:

• ABS erbjuder styv struktur, seghet, ythårdhet, slagtålighet och dimensionsstabilitet
• Polykarbonat erbjuder UV-stabilitet, god ljustransmission, robust värmebeständighet, och självsläckande egenskaper
• Polypropen ger exceptionell kemisk beständighet
• Polyeten är ett billigt kärnmaterial för allmänna ändamål

Hjälvstålsringar i rostfritt stål

Dessa kärnor är idealiska för fientliga miljöer och används i tågdörrar och golv, skott och andra områden.

Användningar

Honeycombs används inom ett brett spektrum av industrier, till exempel flyg- och rymdindustrin, sportartiklar, bilindustrin och byggsektorn. Tillämpningarna omfattar bl.a. följande:

• Racing shells
• Gliders
• Helikoptrar
• Jetflygplan
• Rocket substructure
• LED-teknik
• Ljudteknik
• Ljudhögtalare
• Teleskopspegel. struktur
• Automobilstrukturer
• Snowboards
• Bulkhuvuden
• Tågdörrar

Väljning av honungskakor och honungskaksmaterial

När man väljer honungskakor och honungskaksmaterial, ta hänsyn till specifika prestandakrav. Med tanke på deras varierande egenskaper och kvaliteter, kontrollera tillverkarens specifikationer för ytterligare information om produktens kapacitet.

Standarder

ASTM E1091 – Standardspecifikation för icke-metallisk honeycomb-kärna för användning i skyddsrumspaneler

.