Inhaltsverzeichnis

LF6: Faserverbundteile herstellen

Matrix

Matrix

Aufgabe & Anforderungen

Vergleich

UP EP Vinyl
Preis billig am teuersten mittel
Schwund hoch 6-8% gering 3-4%
UV Ja i.d.R nein
mechanische Eig. schlecht am besten
Wasseranfälligkeit hoch Osmosebeständig besser als UP
chem. Prozess radikalische Polymerisation Polyaddition (PUR auch) radikalische Polymerisation

Polyesterharz

Polyesterharz

Vorteile Nachteile
leicht zu verarbeiten starke Dämpfe
Reaktionszeit kontrollierbarschlechtere Klebeeigenschaften als EP
günstig schrumpft durch Styrolverdunstung
schnelle Aushärtung

besteht aus:

  1. Polyester
  2. Styrol

Kalthärtung: Initiator (Mekp) + Beschleuniger (Kobalt, oft vorbeschleunigt)

Warmhärtung: Initiator (Mekp) + Wärme

System A B
harz Ketonperoxyd + Mekp + KobaltBenzoylperoxid + BPO+ DMA
Temp ab 15°C ab 5 - 10°C
Verlauf langsam, gleichmäßig heftig
Spachtel ungeeignet geeignet
Osmose wenig anfällig anfällig
Vergilbung, Festigkeit, Aushärtung, Qualitätgut schlecht

Bestandteile

Harzmengenberechnung / Gelcoatberechnung

Harz

Matte: m = A * Flächengewicht * 2

Gewebe: m = A * Flächengewicht

Kernvlies: m = ⅔ * Harzmenge von Matte für entsprechende A bei selber dicke

Bsp.: Matte = 450 g/m**2 bei 1 mm dicke Kernvlies = 4mm

→ m = ⅔ * 2( faktor bei matte ) * 4 (kernvliesdicke) * 450 g/m**2*A

Gelcoat

m = A * 0,8 kg/m**2

Topcoat

Gelcoat Fehler

Spannungsrisse Zu dicker Gelcoat
Elefantenhaut Unterhärtung, Zugluft, zu dünner Gelcoat, Trennschicht nicht entlüftet
Fischaugen Verunreinigungen, zu viel/falsches Wachs
durchdrückende Faserstruktur zu grobe Fasern, zu dünner Gelcoat, Gelcoat nicht ausgehärtet
Blasen nicht Entlüftet, Sonne/Hitze, Lösemittel

Hydrolyse / Osmose

Hydrolyse:

Im Laminat/Gelcoat eingeschlossene Luftblasen füllen sich mit Kondenswasser, dieses löst Stoffe im Laminat und Gelcoat an, es bildet sich eine Säure

Osmose:

Durch den osmotischen Druck zieht Wasser von außen in die Blase, sie füllt sich, der Druck in der Blase steigt, bis sie platzt.

Maßnahmen gegen Hydrolyse:

Fasern

Fasern

Material

Vorteile Nachteile
Glas hohe Bruchdehnung, hohe Zugfestigkeit geringe Steifigkeit, höhere Wärmeausdehnung als CFK, hohe Dichte
Kohle extrem hohe Zugfestigkeit, hohe Biegefestigkeit, hohe Ermüdungsresitenz geringe Schlagfestigkeit
Aramid hohe Schlagfestigkeit druckempfindlich, feuchtigkeitsempfindlich
Flachs pflanzlich/natürlich geringe Festigkeit

Struktur/Faserhalbzeug

Roving: Faserstrang, in sich gedreht oder nicht

Vorteile Nachteile
Matte: ungeordnete Kurzfasern billig niedrige Zugfestigkeit,

beschichtet
Gelege: uni oder multidirektional übereinander gelegtmaximale Festigkeit der Faser ausgenutzt nur für lokale oder flächige Verstärkungen
Hybridgewebe (zB Carbon + Aramid) kombiniert Vorteile aus verschiedenen Materialienteuer
Leinwand (1:1 Gewebe) hohe Schiebefestigkeit Schlechte Drapierbarkeit

viel crimp
Köper (2:2 Gewebe) Gute Drapierbarkeit geringere Schiebefestigkeit

Warum benutzen wir im Wechsel Matten zwischen Robinggewebe?

Man benutzt das Rovinggewebe, um mehr Zugfestigkeit in das Laminat einzubringen. Im Wechsel Matte, Roving, Matte arbeitet man, um Glasnester zu vermeiden. Roving auf Roving geht schlecht und würde diesen unerwünschten Effekt zwangsläufig mit sich bringen.

Schäftungsverhältnisse

Abkürzungen

CSM 450 - Matte\ XE - Biaxial Gelege/Gewebe (X) / Glas (E) QHS - Quadrax (Q) / Carbon (HS)

Dicken

Matte: 450 g/m3 = 1 mm
Gewebe: 600 g/m3 = 1 mm

Fertigungsverfahren

Vakuumverdichten: Vakuum aufs Handlaminat, viel Kontakt mit dem Harz, relativ einfach

Vakuuminfusion: Vakuum aufs trockene Laminat, Harz wird durch die Fasern gezogen, kein Kontakt mit dem Harz, viel Müll, kompliziert richtig zu machen

Prepeg: Laminat vorbereitet und bei sehr niedrigen temperaturen gelagert, wenig Kontakt mit dem Harz nötig, einfach drauflegen

Faserspritzen: Spritze mit Harz und Fasern, ergibt eine Art “Glasmatte”, nicht besonders gut

Sandwichlaminat

Sandwichlaminat

Funktion: Versteifung (Doppel-T-Struktur) des FVK durch Schaumkern bei geringerem Gewicht als Volllaminat

Schwachstellen: Osmose, Delaminierung, nicht für Quetschbelastung geeignet

Verarbeitung: Symmetrisch mit Schaumkern in der Mitte aufgebaut (zB Matte, Gewebe, Schaumkern, Gewebe, Matte)

Laminierprozess

Arbeitssicherheit: Brille, Maske, Absauge, Handschuhe, Raumbelüftung (Absauge am Boden)

Laminatplan: meist von unten nach oben angegeben, zB



  1. Trennschicht auftragen
  2. Laminieren
    1. Laminat
    2. Harz
    3. Entlüften
    4. repeat