DIN 53295 Provning av sandwichstrukturer - Skalningstest med trumassistans

Standarden ”DIN 53295 Provning av sandwichkonstruktioner - Skalningstest med trumhjälp”, publicerad av Tyska standardiseringsinstitutet (DIN), beskriver en testmetod för att bestämma skalningsmotståndet (eller skalningshållfastheten) hos limfogar i sandwichkonstruktioner. Sandwichkonstruktioner består vanligtvis av två tunna, styva ytskikt (t.ex. aluminium- eller kompositskikt) bundna till ett lätt kärnmaterial (t.ex. bikakestruktur, skum eller balsaträ). Dessa material används ofta inom flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin, järnvägsfordon, byggpaneler och andra industrier där höga hållfasthets-/viktförhållanden krävs.

Denna standard fokuserar på att utvärdera hur väl limmet håller ytskiktet mot kärnan under skalningskrafter. Dålig vidhäftning kan leda till delaminering, ett kritiskt felläge i sandwichpaneler. Testet ger ett kvantitativt mått på bindningskvaliteten, vanligtvis uttryckt som skalningsmoment (vridmoment per breddenhet) eller genomsnittlig skalningskraft.

Denna metod använder en speciell fixtur som kallas klättertrumma (eller trumskalare). Testets funktionsprincip är följande:

• Provberedning: Ett rektangulärt sandwichprov framställs (typiska mått är cirka 75 mm brett x 300 mm långt, men exakta mått definieras i standarden). Ett ytskikt är delvis förskuret eller lossat i ena änden för att säkerställa vidhäftning.
• Uppställning: Provet placeras så att det lossade ytskiktet lindas och komprimeras runt mitten av en cylindrisk trumma. Trumman har flänsar eller ändplattor för att styra lindningen. Flexibla lastremmar eller band monteras under trumfixturen och ansluts till det nedre tvärhuvudet på en universaltestmaskin.
• Procedur: Den andra änden av provet (fortfarande fäst) hålls uppifrån. När testmaskinens band drar uppåt roterar trumman och klättrar längs provets längd. Denna process skalar ytskiktet från kärnan på ett kontrollerat sätt, vilket simulerar en 180-graders skalningsoperation med momentbelastning istället för ren spänning.
• Mätning: Kraften som krävs för att skala ytskiktet registreras kontinuerligt. Grundresultatet är vanligtvis det genomsnittliga skalningsmomentet över en definierad skalningslängd, beräknat utifrån det vridmoment som genereras av den applicerade kraften och trummans radie. Klättringstrummemetoden är fördelaktig eftersom den applicerar en relativt konstant skalningsvinkel och minskar effekten av ytskiktets böjstyvhet jämfört med enklare plana skalningstester.

DIN 53295-standarden är nära besläktad med, och citeras ofta tillsammans med, andra internationella standarder för samma eller liknande klättrande trumskalskalningstest:

• EN 2243-3 Flygserien - Strukturlim - Testmetoder - Del 3: Fläktningstest med klättertrumma
• ASTM D1781 Klättrande trumskalingstestmetod för lim

Många moderna testuppställningar är utformade för att uppfylla alla tre standarderna samtidigt.

DIN 53295-standarden fortsätter att aktivt refereras under senare år i specifikationer för testutrustning, forskningsrapporter (t.ex. om aluminiumskumkärnor eller förstärkta, tillverkade fackverkssandwichar) och industriella tillämpningar.

Kort sagt, DIN 53295-standarden baseras på att mäta den kraft som krävs för att skala av beläggningsskiktet från kärnan i en specifik vinkel och hastighet.

En sandwichstruktur består vanligtvis av tre lager:

• Toppbeläggning: Metall, komposit eller plastplåt.
• Kärna: Kärnan är av bikake-, skum- eller lättviktsfyllmedel.
• Underlack: Ger böjmotstånd tillsammans med topplacket.

Denna struktur ger fördelen med hög styvhet/låg vikt inom flyg-, fordons-, bygg- och marinapplikationer.

DIN 53295-standarden används för att utvärdera följande egenskaper:

• Vidhäftningsstyrka mellan beläggning och kärna
• Limprestanda
• Produktionskvalitet
• Delamineringsmotstånd

Det är särskilt viktigt inom kvalitetskontroll samt forskning och utveckling.

Testprocessen följer i huvudsak dessa steg:

• Beläggningsskiktet förbereds så att ena änden är separerad från kärnan.
• Provet placeras i provextraktionsmaskinen.
• Beläggningsskiktet skalas vanligtvis av i 90-graders vinkel.
• Dragning sker med konstant hastighet.
• Den kraft som krävs under skalningen mäts.

Resultatet uttrycks vanligtvis som: Skalningsstyrka = Kraft / Provbredd.

Standarden specificerar vanligtvis följande provegenskaper:

• Ett prov med en specifik bredd (t.ex. 25 mm)
• Definierad skalningslängd
• Kontrollerad testhastighet
• Miljöförhållanden (temperatur och luftfuktighet)

Följande information rapporteras efter testet:

• Genomsnittlig skalningskraft
• Maximal kraft
• Frakturtyp:
• Vidhäftningsbrott
• Kohesiv bristning
• Kärnbrott

Typen av brott är avgörande för att avgöra om det beror på ett tillverkningsfel eller en materialsvaghet.

DIN 53295-standarden används särskilt inom följande områden:

• Flygpaneler
• Lätta byggnadselement med kompositbeklädnad.
• Limmade aluminiumbikakepaneler
• Bilinredningsdelar

DIN 53295-standarden anses vara viktig av följande skäl:

• Det förbättrar produktens tillförlitlighet.
• Det hjälper till att förutsäga långsiktig prestanda.
• Det gör resultaten från olika tillverkare jämförbara.
• Det utgör grunden för internationella kvalitetskrav.

I många år har vår organisation, med sin kompetenta och erfarna personal, förstått sina kunders behov, tillhandahållit de avancerade testtjänster de behöver och hjälpt dem med att etablera, implementera och förbättra ledningssystem. Inom detta ramverk tillhandahåller vi även testtjänster i enlighet med DIN 53295-standarden.