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Fasern / Stoffe / Kernmaterial

Glas-, Kohlenstoff- und Aramidmatten und -gewebe für Verbundwerkstoffe zur Verwendung mit verschiedenen Harzen zur Laminierung und Verstärkung.

Fasern / Stoffe / Kernmaterial

Stoffe für Verbundwerkstoffe

movie by Kyle.Engineers at Youtube

Für die Herstellung von Stützkappen und Verbundwerkstoffen, Platten und Laminaten, die Reparatur / Produktion von Booten, Autos und sogar in der Luftfahrt.

Geweben sind ein unverzichtbares Produkt in der Fertigungsindustrie und für Heimwerker. Geweben und Matten stärken die Harze erheblich und ermöglichen es dem Benutzer, alles herzustellen und zu reparieren.

Wir nennen Geweben und Harze zusammen Verbundwerkstoffe. Sie werden hauptsächlich beim Laminierverfahren verwendet, bei dem abwechselnd Stoff und Harz aufgetragen werden, bis eine Platte oder ein Objekt oder eine Wand mit der gewünschten Dicke und Festigkeit erhalten wird.

Verbundwerkstoffe werden für endlose Anwendungen im kleinen Maßstab oder in der Serienproduktion verwendet, z. B. zum Herstellen oder Reparieren von:

  • Teiche
  • Schwimmbecken
  • Duschabtrennungen, Duschwannen und Badewannen
  • Autos
  • Boote
  • Luftfahrtteile
  • Fahrräder
  • Schläger und Hockeyschläger
  • Surfbretter

und alles andere, was robust und manchmal etwas flexibel sein oder eine hohe Schlagfestigkeit haben muss.

Die Auswahl ist riesig ...

Materialien

Es gibt viele Produkte, aus denen Gewebe hergestellt werden können. Diese reichen von Bio-Produkten (Baumwolle und Flachs) bis zu hoch künstlichen Produkten.

Obwohl der Stoff bei Flachs oder Baumwolle organisch ist, bedeutet dies natürlich nicht, dass das von einem nicht organischen Harz umgebene Endprodukt auch biologisch abbaubar ist.

Um alles klar zu halten, bieten wir die drei am häufigsten verwendeten Produkte an:

  • Glasfaser
  • Kohlefaser auch Kohlefaser genannt
  • Aramidfaser

Glasfaser

Glasfasermaterial ist relativ billig, stark und "flexibler" als Kohlenstoff. Dadurch kann sich Glasfaser unter Kraft gut biegen, ohne zu brechen. Dieses Material wird hauptsächlich in Industrieprodukten verwendet.

Glasfasern leiten kein oder nur sehr schlecht Strom und Wärme und beeinflusst elektromagnetische Felder nicht. Aus diesem Grund wird Glasfasermaterial häufig in und um elektronische Produkte und Antennen verwendet.

Glasfasern sind sehr widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen, können jedoch schmelzen.

Glasfasern sind sehr beständig gegen Chemikalien und Säuren. Für die Verarbeitung in Beton mit hohen Anforderungen an die Konstruktion werden speziell beschichtete Glasfasern benötigt, die wir noch nicht über den Webshop anbieten.

Glasfasern sind sehr UV-beständig.

Glasfasern sind im Prinzip schädlicher als Kohlenstoff, da das Material während der Verarbeitung (Sägen und Bohren usw.) mikroskopisch kleine Glassplitter enthält. Dies ist besonders schlimm beim Einatmen und kann auch die Haut durch kleine Schnitte reizen. Wir empfehlen daher immer Mundmasken und Handschuhe. In jedem Fall ist eine Gesichtsmaske mit einem organischen Filter sinnvoll, wenn bereits ein Harz in den Stoff eingearbeitet wurde (dh wenn Sie den Verbund verarbeiten möchten).

Kohlefaser / Karbonfaser

Kohlefasern sind stärker und leichter als Glasfasern, aber auch steifer und haben daher unter bestimmten Belastungen eine niedrigere Bruchstelle als Glasfaser. Die höhere Steifigkeit bedeutet auch, dass das Produkt beim Brechen bereits bei kleineren Biegungen als bei Glas oder Aramid auftritt. Das Produkt ist also stärker, aber spröder (vergleichen Sie eine Porzellantasse mit einer Plastikschale).

Kohlefasern haben oft auch einen ästhetischen Vorteil gegenüber Glasfaser. Dieses Material wird hauptsächlich in Konsumgütern verwendet.

Kohlenstoff ist ein guter elektrischer Leiter. Dies macht Kohlenstoff auch anfällig für elektrische / galvanische Korrosion.

Kohlenstoff ist beständig gegen hohe Temperaturen und schmilzt nicht.

Kohlenstofffasern sind auch UV-beständig

Kohlefasern sind relativ harmlos, aber auch hier empfehlen wir die Verwendung einer Mundmaske beim Arbeiten (Schleifen, Sägen, Bohren usw.). In jedem Fall ist eine Gesichtsmaske mit einem organischen Filter sinnvoll, wenn bereits ein Harz in den Stoff eingearbeitet wurde (dh wenn Sie den Verbund verarbeiten möchten).

Aramidfaser

Der bekannteste Produktname für Aramid ist Kevlar, das in kugelsicheren Westen verwendet wird.

Aramid ist das stärkste Produkt pro Gramm. Aramidfasern haben auch die niedrigste Dichte. Grundsätzlich kann ein Objekt aus Glas oder Kohlenstoff auch aus Aramid hergestellt werden, das dann jedoch dünner und leichter ist, während die Festigkeit erhalten bleibt.

Die Druckkraft von Aramid ist nur um ein Vielfaches geringer als die von Glasfasern und Kohlenstofffasern. Dies macht Aramid weniger geeignet für Anwendungen, bei denen Druck auf das System ausgeübt werden kann.

Aramid ist "steifer" als Glas, aber "flexibler" als Kohlenstoff.

Aramid ist nicht elektrisch leitend.

Aramid absorbiert Wasser und muss beschichtet werden, wenn dies nicht erwünscht ist. Darüber hinaus ist die Haftung von Harzen an Aramid nicht ideal. Dies macht es erforderlich, Boote oder Bootsteile aus Aramid auf Beschädigungen zu prüfen, damit kein Wasser eindringen kann.

Aramid ist sehr widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen und schmilzt nicht.

Aramidfasern werden unter UV-Strahlung abgebaut und können auch nicht lange Säuren und Basen sowie Hyperchlorid (Bleichmittel) und Peroxid standhalten.

Aramidfasern sind so langlebig, dass zum Schneiden eine separate Schere erforderlich ist.

Hier ein informativer und unterhaltsamer Film über die Vor- und Nachteile dieser drei Materialien: https://www.youtube.com/watch?v=KHXVf0SaJpA

Gewebe

Neben dem Einfluss des Materials auf die Matte bestimmen die Art des Webens sowie die Dicke, Dichte und Anzahl der Schichten das Verhalten einer Matte.

Zur Übersicht haben wir hier auch die am häufigsten verwendeten Methoden ausgewählt. Wir bieten diese Stoffe und Gurtbänder aus Glas, Carbon und Aramid an.

  • Normales Gewebe, auch als quadratisches Gewebe bekannt.
  • Köperbindung
  • Zweiachsiges Gewebe
  • Nicht gewebenes Tuch / Matte (CSM)

Quadratischer Gewebe

Diese 1-lagige Webart ist die bekannteste Webart, bei der der Schussfaden unter und über jeder Abspannleine verläuft. Dies erzeugt dichte Stoffe mit relativ hoher Steifheit und Festigkeit. Diese Stoffe sind schwieriger zu drapieren / formen als Köperstoffe aus demselben Material.

Köperbindung

Dieser 1-Lagen-Stoff ist lockerer als die normale Variante. Hier verläuft der Schussfaden unter 2 oder mehr Abspannlinien und dann über 2 oder mehr Linien usw. Aus der Ferne ähnelt ein solches Gewebe parallelen diagonalen Linien. Dieses Gewebe ist lockerer und leichter zu formen als ein normales Gewebe und hat sicherlich auch ein ästhetisches Aussehen mit Carbon. Dieses Gewebe wird oft in Endschichten gesehen.

Zweiachsiges Gewebe

Dies sind im Grunde Matten von Strängen, die in eine Richtung verlaufen. Diese Matten bestehen aus 2 Schichten, wobei sich die Schichten in einem bestimmten Winkel zueinander befinden. Normalerweise 90 o relativ zueinander (zum Beispiel +45 und -45 o ). Da die Schichten aus Strängen bestehen, sind sie in Richtung / parallel zu diesen Strängen sehr stark. Ein zweiachsiger Stoff ist also in Richtung jeder Schicht sehr stark. Dreiachsige Gewebe bestehen aus drei Schichten mit voneinander unterschiedlichen Strangwinkeln und sind daher in drei Richtungen stark.

Nicht gewebenes Tuch (CSM)

Hierbei handelt es sich nicht um Gewebe, sondern um Matten aus geschnittenen langen Fasern (z. B. 5 cm), die kreuz und quer übereinander gestreut werden (auf englisch Chopped Strand Mat oder CSM). Die Fasern werden oft durch ein Polyesterpulver zusammengeklebt. Dieses Pulver löst sich in Polyester-Gießharz und ermöglicht eine gute Absorption der Matte im Harz. Da sich das Polyesterpulver nicht in anderen Harzen als Polyester und Vinylester löst, wird dieses Produkt hauptsächlich für Polyester und nicht für Epoxid-, Polyurethan- oder Acrylharz verwendet.

 

Prozess

Neben den Materialien und Stoffen beeinflusst ein dritter Faktor auch den Prozess und das Endprodukt. Nähmlich der Art der Verarbeitung des Gewebens und des Harzes.

Laminieren

Der gebräuchlichste Weg ist das Laminieren von Hand gegen eine Oberfläche oder in einer Positivform , die zu diesem Zweck hergestellt wurde.

Vakuumverpackung oder vakuumgestützte Laminierung

Um ein Laminat noch stärker zu machen, wird nach dem Laminieren manchmal ein Vakuumbeutel um das Ganze gelegt. Durch das Vakuum dringt das Harz tiefer und vollständiger in die Mattenstruktur ein.

Dies führt häufig zu stärkeren und dünneren Endergebnissen.

Infusion

Das Modell oder die Form wird dann mit den gewünschten Matten und Geweben bedeckt. Ein Vakuumbeutel wird dann um das Modell gelegt. Dann wird durch Vakuum ein gemischtes Harz aus einem Gefäß in den Beutel gezogen, wo es durch das gesamte Gewebe gezogen wird.

Dieser Prozess erfordert sorgfältige Arbeit und ist nicht immer anwendbar, liefert aber schöne, dünne, starke Ergebnisse.

RTM

Bei RTM wird eine 2- oder mehrteilige Negativform hergestellt aus Metall oder ein festes Material, dies kann man dan immer wieder verwenden und mit Geweben oder Matten bedecken. Dann wird die Form geschlossen und Harz eingespritzt (normalerweise nicht unter Vakuum). Die Form wird oft auf die ideale Verarbeitungstemperatur des Harzes erhitzt.

Dies ist ein guter Weg für kleine Produktionen mit relativ flachen oder einfachen Formen ohne Hinterschneidungen.

Es gibt viel mehr Prozesse und Varianten der oben genannten Prozesse, aber dies ist die Basis.

In jedem Projekt müssen Sie nachsehen, welches Material, welchen Stoff und welchen Prozess Sie interessanter finden. Es gibt jetzt auch viele Beispiele in Google und Youtube.

Gerne helfen wir Ihnen auch weiter!

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