Un panneau sandwich est un élément structurel constitué de fines couches extérieures d’un matériau solide maintenues ensemble par un noyau d’un autre matériau de la même manière que les tranches de pain forment un sandwich autour d’une garniture. Le poids, la résistance, la durabilité et le coût sont tous des facteurs dans le choix des matériaux. Les panneaux sandwich peuvent offrir une plus grande résistance et résister aux contraintes avec un poids global plus léger qu’un seul matériau solide. La résistance de l’unité dépend dans une large mesure de la force de la liaison adhésive entre les éléments et de l’épaisseur de l’âme. Ces unités peuvent être conçues pour les murs, les toits ou les sols des bâtiments et sont utilisées dans l’industrie aéronautique.
Les couches extérieures d’un panneau sandwich sont parfois constituées de tôle d’aluminium, de plastique ou de placage de bois massif, mais sont souvent constituées de panneaux de copeaux orientés pour la construction de bâtiments. Ce type de planche est un composite de lamelles de bois collées avec de la résine selon un motif délibéré. Les peaux sont choisies en fonction de l’endroit où les panneaux seront utilisés.
Les couches sont fixées avec un adhésif et une pression sur un noyau de matériau qui isole et rigidifie le panneau. Les noyaux sont fabriqués à partir d’une grande variété de matériaux. Le noyau est souvent un produit en mousse expansée tel que le polystyrène ou le polyuréthane. Les autres noyaux comprennent le nid d’abeilles en aluminium et le bois de balsa. Un panneau sandwich peut également être ignifuge grâce au polyuréthane traité ou à la fibre minérale telle que le Nomex® dans l’âme.
La conception d’un panneau sandwich est destinée à résister à des contraintes considérables. Lorsqu’un panneau se plie, la peau d’un côté s’étire et la peau de l’autre côté se comprime. Le matériau de base qui maintient l’unité ensemble aide à maintenir la rigidité du panneau, qui augmente considérablement avec l’épaisseur supplémentaire. Un adhésif de qualité est essentiel à l’intégrité des panneaux car il résiste à la tendance des peaux à glisser dans des directions différentes lorsque l’ensemble est sollicité.
Les panneaux terminés sont testés pour leur capacité de charge, leur résistance aux chocs et leur résistance à la compression et à la traction. Les tests évaluent également la tendance des peaux à se décoller du noyau. Un panneau sandwich destiné aux applications aéronautiques est testé au feu et au dégagement de fumée et doit répondre à des normes strictes.
Les unités fabriquées pour l’industrie de la construction sont parfois appelées panneaux isolants structuraux (SIP). Les bâtiments construits à l’aide de SIP peuvent être plus étanches à l’air et mieux isolants que ceux utilisant une construction à ossature standard. Le principal avantage des panneaux sandwich pour l’industrie aéronautique est la réduction du poids qui se traduit par des économies de carburant. Les unités structurelles conçues pour l’aviation combinent stabilité et résistance avec légèreté pour améliorer l’efficacité de l’avion.