Faserverstärkungen

Auf den nachfolgenden Seiten finden Sie eine umfassende Auswahl verschiedener Faserverstärkungen. Unter diesem Oberbegriff sammeln wir alle Materialien aus synthetischen anorganischen Fasern und synthetischen organischen Fasern. Unter synthetischen anorganischen Fasern versteht man z.B. Glasfasern, Kohlefasern, Aramidfasern und Metallfasern; zu den synthetischen organischen Fasern zählen z.B. Polyesterfaser und Polyamidfasern. Als Materialtypen bieten wir diverse Gewebe, Gelege und Vliese aus diesen Rohstoffen an.

Mineralischen organischen und metallischen Fasern bzw. die daraus hergestellten flächenförmigen Gebilde wie Vliese, Gewebe und Gewirke ermöglichen es nicht nur, aus Standard-Kunststoffen und technischen Formmasen auf wirtschaftliche Weise Wirkstoffe mit gezielt verbesserten physikalischen Eigenschaften herzustellen, sondern ebenfalls den häufig richtungsabhängigen oder örtlichen unterschiedlichen mechanischen Beanspruchungen durch einen anisotropen Aufbau der Verbundwerkstoffe gerecht zu werden. Als Verbundwerkstoffe werden Materialien bezeichnet, die aus einer Polymermatrix als kontinuierlicher Phase und Faserverstärkung bzw. Füllstoffen als eingelagerter diskontinuierlicher Phase bestehen. Der Übergang zwischen den faser- und füllstoffverstärkten Verbundwerkstoffen ist fließend. Der Binder – die Matrix – kann duroplastisch (beispielsweise. PF-, MF-, UF-, UP- VE- und EP Harze) oder themoplastischer (beispielsweise PA, PC, POM, PET, PBT, PP und ABS) sowie anorganische Fasern in Form von Kurz-, Lang- und Endlosfasern sowie den daraus hergestellten Folgeprodukten wie Vliesstoffe, Matten, Gewebe und Bänder. Die Faserverstärkungen können in der Matrix ein- oder mehrachsig gerichtet oder ungerichtet sein. Durch das Einbetten der Faserverstärkung in die Polymermatrix werden vor allem die mechanischen und thermischen Eigenschaften des Grundmaterials verbessert.

Sollten Sie das für Ihre Anwendung geeignete Material nicht finden, sprechen Sie uns bitte an! Wir beraten Sie gern und informieren Sie über die Verfügbarkeit!

Glasfasern

Glasfasern bestehen aus Oxiden des Siliciums, Bors und Aluminiums. Unter Zusatz von Flußmitteln werden nach dem Düsen- und dem Stabziehverfahren, sowie nach dem Düsenblasverfahren Glasfasern von vorwiegend 10 bis 20 µm Durchmesser hergestellt. Die Düsenblas- und das Schleuderverfahren liefern Stapelfasern, die übrigen endlose Textilfasern; Hohlglasfasern werden aus Kapilarrohren gezogen. Die Lieferformen der Glasfasern bei uns sind: Gewebe, Gelege, Vliese und Roving. Die Komponenten der in der Kunststoffindustrie verwendeten Glassorte werden vorwiegend nach dem in der Elektroindustrie gebräuchlichen E-Glasrezept zusammengestellt. Diese Glassorte enthält weniger als 0,8% Alkalioxid. Unter synthetischen anorganischen Fasern nehmen die Glasfasern mit einem Anteil von bis zu 90% den ersten Platz ein. Für hochsteife und hochfeste Bauteile ist bei gleichzeitig geringem Gewicht des Verbundwerkstoffes und niedrigem Wärmeausdehnungkoeffizient die C-Faser gut geeignet. Zum Schutz gegen mechanische und chemische Beanspruchung sowie gegen Feuchtigkeitseinwirkung erhalten Glasfasern eine Schlichte, die Stapelfasern eine Schmelze. Glasseidengewebe bzw. Glasfilamentgewebe sind auf Webmaschinen aus Filamenten und/oder Stapelfasern gefertigte Bahnen, die aus mindestens zwei Fadensystemen (Kette und Schuss) bestehen. Die Bindungsart, die Lineargewichte der Fäden und die Fadendichte bestimmen die Verarbeitungseigenschaften der Gewebe. Sie müssen mit einer für Kunststoffe geeigneten Schlichte oder einem Finish versehen sein. Unsere Glasfasergewebe erhalten sie mit verschiedenen Bindungen wie Leinwand, Köper und Satin. Sie sind mit einem Finish ausgerüstet, welches die Gewebe geschmeidiger macht und die Verbindung mit dem Harzsystem optimiert. Standardmäßig ist dieses Finish für Epoxid- und Polyesterharze geeignet, weitere Finishtypen (z.B. für Phenolharz) sind auf Anfrage aber auch lieferbar. Rovinggewebe und Gelege vertreiben wir nur mit Webschlichte oder auf Nachfrage auch als gepulverte Variante.

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Carbonfasern

Die Herstellung der heute vorwiegend auf Polyacrynitril (PAN)-Fasern basierenden Carbonfasern (C-Fasern) führt verfahrenstechnisch auf zwei Stufen (Pyrolisieren bei 300°C und Carbonisieren bei 1600°C) zur sog. NF (niederfest)- und HF (hochfest)-Faser. Im nächten Verfahrenschritt (Graphitieren bei 3000°C) wird daraus die HM (Hochmodul-) und UHM (Ultrahochmodul) –Faser. Naturgemäß werden die Fasern während der Herstellung gereckt. Die NF- und HF-Fasern dienen als Filtermedien, Katalysatorträger und Verstärkungsfaser in Verbundwerktstoffen. Sie weisen vorzügliche Ablationseigenschaften auf. Der verhältnismäßige niedrige elektrische Widerstand hat dazu geführt, sie in flexiblen Heizelementen und überall dort anzuwenden, wo ein biegsamer, nicht metallischer elektrischer Leiter benötigt wird. Die HM- und UHM-Fasern ermöglichen wegen ihres sehr hohen E-Moduls und des dadurch bedingten hohen Steifigkeits/Dichteverhältnisses die Herstellung von Verbundkonstruktionen mit einer drei- bis neunmal so hohen Steifigkeit wie bei der Verwendung von Titan, Stahl bzw. Aluminium. Die Weiterentwicklung der HF-Typen auf PAN-Basis zielt vor allem auf eine Steigerung der Bruchdehnung bis 2% bei gleichzeitiger Steigerung des E-Moduls und der Zugfestigkeit ab. Bei den HM-Typen wird eine weitere Steigerung des E-Moduls bei gleichzeitiger Erhöhung der Bruchdehnung angestrebt. Es gibt auch Intermediat-Typen (IM), sie weisen eine erhöhte Bruchdehnung und Festigkeit bei einem verhältnismäßig hohen E-Modul auf. Bei Weiterentwicklung der C-Fasern muss jedoch beachtet werden, dass der Matrixwerkstoff eine Bruchdehnung von höchstens 2-3% aufweist. Bei einer ebenso hohen Bruchdehnung der Fasern würden diese keine Last mehr aufnehmen können. Typische Einsatzgebiete sind Carbonfasern sind der Flugzeugbau, der Motorsport, die Robotik, Orthetik sowie die Sportgeräteindustrie.

Hinweis: Um die Carbongewebe oder Carbongelege schnittfest auszurüsten, können diese auf Wunsch mit einem PA-Vlies oder Binder ausgerüstet werden.

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Aramidfasern

Die in den siebziger Jahren entwickelten Aramidfasern (aromatisches Polyamid), bekannt unter dem Handelsnamen Kevlar oder Twaron, wird unmittelbar aus der Lösung mit einem Filamentdurchmesser von 12 µm gesponnen. Die Verarbeitung zu Fasern kann nur als Lösung erfolgen, da der Schmelzpunkt meist weit über dem thermischen Zersetzungspunkt liegt. Eine hohe Polymerkonzentration in der Spinnlösung ist vorteilhaft für die Filamentherstellung. Gängig sind Hochmodul- und Niedermodulfasern. Die Hochmodulfaser wird gereckt. Beide Fasertypen sin durch eine einzigartige Kombination von physikalischer Eigenschaften gekennzeichnet. Die wichtigsten Merkmale sind hohe Zugfestigkeit, hoher E-Modul und je nach Typ eine Reißfestigkeit von 0,5 bis 2,1%. Diese Faser ist von Natur aus flammwidrig. Sie schmilzt nicht und schrumpft nicht. Die zulässige Gebrauchstemperatur beträgt -200°C bis +160°C. Aramidfasern sind haben eine gute Beständigkeit gegen Lösemittel, Kraftstoffe, Schmierstoffe, Salzwasser, etc. Starke Laugen oder Säuren sollte man hingegen davon fernhalten. Beim Umgang und der Verarbeitung muss auf die leichte Feuchtigkeitsaufnahme und die geringe UV-Beständigkeit Rücksicht genommen werden. Nach längerer, ungeschützter Lagerung kann die Wasseraufnahme bis zu 7 % betragen. Generell unterscheidet man zwischen meta-Aramiden, para-Aramiden und para-Aramid-Copolymeren. Aus para-Aramidfasern werden Schußwesten und Panzerplatten hergestellt. Die meta-Aramidfasern finden ihre gängige Anwendung im Bereich des Brandschutzes. Sie sind durch die Verwendung für feuersichere Bekleidung bekannt geworden. Die tribologischen Eigenschaften thermoplastischer Lagerwerkstoffe wie PA, POM, PB und PC können durch Verstärken mit verschleißfesten Aramidfasern wesentlich verbessert werden. Aufgrund der hohen Zähigkeit der Fasern lassen sich Aramdfasern nur mit geeigneten microverzahnten Aramidscheren schneiden. Auch Bohren lassen sich Laminate aus diesem Material nur Spezialwerkzeugen. Typische weitere Andwendungen sind Kajaks, Sportgeräte oder als Splitterschutz.

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Hybridgewebe

Die Herstellung der heute vorwiegend auf Polyacrynitril (PAN)-Fasern basierenden Carbonfasern (C-Fasern) führt verfahrenstechnisch auf zwei Stufen (Pyrolisieren bei 300°C und Carbonisieren bei 1600°C) zur sog. NF (niederfest)- und HF (hochfest)-Faser. Im nächten Verfahrenschritt (Graphitieren bei 3000°C) wird daraus die HM (Hochmodul-) und UHM (Ultrahochmodul) –Faser. Naturgemäß werden die Fasern während der Herstellung gereckt. Die NF- und HF-Fasern dienen als Filtermedien, Katalysatorträger und Verstärkungsfaser in Verbundwerktstoffen. Sie weisen vorzügliche Ablationseigenschaften auf. Der verhältnismäßige niedrige elektrische Widerstand hat dazu geführt, sie in flexiblen Heizelementen und überall dort anzuwenden, wo ein biegsamer, nicht metallischer elektrischer Leiter benötigt wird. Die HM- und UHM-Fasern ermöglichen wegen ihres sehr hohen E-Moduls und des dadurch bedingten hohen Steifigkeits/Dichteverhältnisses die Herstellung von Verbundkonstruktionen mit einer drei- bis neunmal so hohen Steifigkeit wie bei der Verwendung von Titan, Stahl bzw. Aluminium. Die Weiterentwicklung der HF-Typen auf PAN-Basis zielt vor allem auf eine Steigerung der Bruchdehnung bis 2% bei gleichzeitiger Steigerung des E-Moduls und der Zugfestigkeit ab.

Die in den siebziger Jahren entwickelten Aramidfasern (aromatisches Polyamid), bekannt unter dem Handelsnamen Kevlar oder Twaron, wird unmittelbar aus der Lösung mit einem Filamentdurchmesser von 12 µm gesponnen. Die Verarbeitung zu Fasern kann nur als Lösung erfolgen, da der Schmelzpunkt meist weit über dem thermischen Zersetzungspunkt liegt. Eine hohe Polymerkonzentration in der Spinnlösung ist vorteilhaft für die Filamentherstellung. Gängig sind Hochmodul- und Niedermodulfasern. Die Hochmodulfaser wird gereckt. Beide Fasertypen sin durch eine einzigartige Kombination von physikalischer Eigenschaften gekennzeichnet. Die wichtigsten Merkmale sind hohe Zugfestigkeit, hoher E-Modul und je nach Typ eine Reißfestigkeit von 0,5 bis 2,1%. Diese Faser ist von Natur aus flammwidrig. Sie schmilzt nicht und schrumpft nicht. Die zulässige Gebrauchstemperatur beträgt -200°C bis +160°C. Aramidfasern sind haben eine gute Beständigkeit gegen Lösemittel, Kraftstoffe, Schmierstoffe, Salzwasser, etc. Starke Laugen oder Säuren sollte man hingegen davon fernhalten. Beim Umgang und der Verarbeitung muss auf die leichte Feuchtigkeitsaufnahme und die geringe UV-Beständigkeit Rücksicht genommen werden.

Unsere Hybridgewebe verbinden die hervorragenden Eigenschaften von Carbon- und Aramidfasern. Dadurch ist es möglich, Laminate mit extrem hohen Steifigkeiten sowie mit erhöhter Bruchdehnung herzustellen. Typische Anwendungsgebiete für Hybridgewebe sind der Bootsbau, der Motorsport und die Orthopädietechnik

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Abstandsgewebe

WELA-Tank Abstandsgewebe besteht aus zwei Gewebedecklagen, welche durch Stegfäden miteinander verbunden sind. Unser Abstandsgewebe bestehen aus 100% E-Glasfasern. Wird das Gewebe mit Harz imprägniert, stellen sich die Stegfäden auf. Nach der Aushärtung erhält man so ein sehr leichtes und stabiles Sandwichgebilde welches in verschiedensten Einsatzgebieten, z.B. im Bootsbau, bei LKW-Aufbauten, Tankauskleidungen usw. Anwendung findet. Abstandsgewebe sind wesentlich vielseitiger, als man auf den ersten Blick annehmen mag. Diese Produkte sind nicht nur ein hervorragender Ersatz für Schäume in Bauteilen, welche von der Geometrie komplizierte Zuschnitte erfordert oder schnell hohe Schichtdicken gefertigt werden müssen, sondern sind auch eine günstige Methode z.B. beheizbare Formen zu bauen. Der Vorteil für Abstandsgewebe als Heizung oder Kühlung im Vergleich zu einlaminierten Schlauchsystemen ist, dass die Gewebe eine vollflächige Lösung bieten. Sollte man mehrere Formen auf diesen Betrieb umrüsten wollen, so wäre zum Beispiel ein größerer Wassertank als Versorgung sinnvoll. Dieser Tank könnte dann nach außen auch wieder mit WELA-Tank isoliert werden, um die Heizkosten für das Formensystem gering zu halten. Eine weitere Kernanwendungen für die Produkte wären Hochtemperaturbauteile, bei denen Abstandsgewebe als Isolationsschicht oder interlaminare Stresslage eingesetzt werden kann, da besonders Hocht-TG Harze zu Sprödigkeit neigen. Als größtes Einsatzgebiet gilt für dieses Produkt immer noch der Neubau oder das Relining von Tanks jeglicher Art. Für diese Anwendung bietet WELA-Tank die meisten Vorteile. Eine Leckageüberwachung des Tanks wird über die Steglage des Abstandsgewebes ermöglich. Das Material kann auch hier als Isolationsschicht für den Tank dienen oder als „Fußbodenheizung“. Eine Doppelwand Nachrüstung kann mit diesen Produkten durch Fachbetriebe vor Ort durchgeführt werden.

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