Material Information

Hier möchten wir Euch die einzelnen Materialien erleutern, aus denen die meisten Aerodynamikprodukte bestehen.


Glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK)

Glasfaserverstärkter Kunststoff, kurz GFK (engl. GRP = glass-fibre reinforced plastic), ist ein Faser-Kunststoff-Verbund aus einem Kunststoff und Glasfasern. Als Basis kommen duroplastische (z. B. Polyesterharz (UP) oder Epoxidharz) als auch thermoplastische (z. B. Polyamid) Kunststoffe in Frage.

Endlos-Glasfasern wurden erstmals 1935 industriell in den USA als Verstärkungsfasern hergestellt. Die Massenproduktion wurde in den 1930er Jahren von Games Slayter (Owens Corning) und anderen entwickelt – damals diente das Material vor allem der Isolierung von Häusern. Das erste Flugzeug aus GFK war der Fs 24 Phönix der Akaflieg Stuttgart aus dem Jahr 1957.[1]

GFK ist umgangssprachlich auch als Fiberglas bekannt. Das Wort Fiberglas ist ein Anglizismus, der sich aus fiberglass (AE) bzw. fibreglass (BE), dem englischen Wort für Glasfaser, gebildet hat. In der Nicht-Fachwelt wird oft nur von den Fasern gesprochen, wenn von GFK oder CFK die Rede ist. Immer sind aber die faserverstärkten Kunststoffe gemeint, denn ohne die gestalt- und oberflächengebende Kunststoffe-Matrix wären die Bauteile gar nicht herstellbar.

Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind ein kostengünstiger und dennoch sehr hochwertiger Faser-Kunststoff-Verbund. In mechanisch hoch beanspruchten Anwendungen findet sich glasfaserverstärkter Kunststoff ausschließlich als Endlosfaser in Geweben oder in UD-Bändern.

Verglichen mit Faser-Kunststoff-Verbunden aus anderen Verstärkungsfasern hat der glasfaserverstärkte Kunststoff einen relativ niedrigen Elastizitätsmodul. Selbst in Faserrichtung liegt er unter dem von Aluminium. Bei hohen Steifigkeitsanforderungen ist er daher nicht geeignet. Ein Vorteil der Glasfaser im Verbund mit einer passenden Kunststoffmatrix liegt in der hohen Bruchdehnung und der elastischen Energieaufnahme. Deshalb ist er besonders für Blattfedern und ähnliche Bauteile geeignet.

Glasfaserverstärkter Kunststoff hat auch in aggressiver Umgebung ein ausgezeichnetes Korrosionsverhalten. Dies macht ihn zu einem geeigneten Werkstoff für Behälter im Anlagenbau oder auch für Bootsrümpfe. Die über der von kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff liegende Dichte wird bei diesen Anwendungen in Kauf genommen.

Mit einer geeigneten Matrix hat glasfaserverstärkter Kunststoff eine gute elektrische Isolationswirkung, was ihn zu einem gut brauchbaren Werkstoff der Elektrotechnik macht. Besonders Isolatoren, die hohe mechanische Lasten übertragen müssen, werden aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt. Schaltschränke für den Außenbereich werden wegen der Beständigkeit und Stabilität des Materials häufig aus GFK gefertigt.

 

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat (Kurzzeichen ABS) ist ein synthetisches Terpolymer aus den drei unterschiedlichen Monomerarten Acrylnitril, 1,3-Butadien und Styrol und gehört zu den amorphen Thermoplasten. Die Mengenverhältnisse können dabei variieren von 15–35 % Acrylnitril, 5–30 % Butadien und 40–60 % Styrol.

ABS ist in Rohform ein farbloser bis grauer Feststoff. Es kann mit Methylethylketon (MEK) und Dichlormethan (Methylenchlorid) geklebt werden.

Weitere Eigenschaften sind:

  • Reißdehnung (DIN 53455): 15 bis 30 %
  • linearer Ausdehnungskoeffizient: 60–110 K−1 · 10−6
  • spez. Wärmekapazität: 1,3 kJ · kg−1 · K−1
  • Dauergebrauchstemperatur: max. 85 bis 100 °C
  • elektrische Durchschlagsfestigkeit bis zu 120 kV · mm−1

 

Haushalts- und Konsumprodukte dominieren die weltweite Nachfrage nach Acrylnitril-Butadien-Styrol.[5] Deutlich mehr als 50 % der ABS-Produktion in Westeuropa wird von der Automobil- und Elektroindustrie verwendet. ABS eignet sich gut zum Beschichten mit Metallen (Galvanisieren) und Polymeren. Dies macht es zum Beispiel möglich, eine verchromte Oberfläche auf einem Kunststoffteil zu erhalten. Beispiele für den Einsatz von ABS sind thermogeformte Teile aus Platten und Folien, Automobil- und Elektronikteile, Motorradhelme, Spielzeug (zum Beispiel Lego-Bausteine), Gehäuse von Elektrogeräten und Computern, Kantenbänder (Umleimer) in der Möbelindustrie, Konsumgüter mit erhöhten Ansprüchen an die Schlagzähigkeit, Musikinstrumente (zum Beispiel Klarinetten- und Saxophon-Mundstücke oder Ukulelen-Korpusse, Gitarren-Bindings) und die Seitenwangen von in Sandwichbauweise hergestellten Skiern und Snowboards. In 3D-Druckern wird ebenfalls ABS verwendet.

 

Quelle: Wikipedia

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