FVK-Compounds Gummi verbessert das Eigenschaftsprofil von Faserverbundkunststoffen

Redakteur: Kirsten Nähle

Ein Direktverbund von Elastomeren in den Prozess der Faserverbundkunststoffe (FVK) ist mit speziell angepassten Compounds möglich. Versuche haben gezeigt, dass so das Splitterverhalten signifikant verbessert werden kann. Zudem macht die Elastomerintegration die steifen FVK-Bauteile flexibler und optimiert Dämpfungsverhalten sowie Bauteilakustik.

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Die Integration elastomerer Bereiche in CFK-Strukturen kompensiert Nachteile, die aus der hohen Steifigkeit des Faserverbundkunststoffs entstehen. Ein Beispiel dafür ist dieser Luftführungskanal mit elastomerem Mittelstück. (Bild: Wimmer Carbontechnik)
Die Integration elastomerer Bereiche in CFK-Strukturen kompensiert Nachteile, die aus der hohen Steifigkeit des Faserverbundkunststoffs entstehen. Ein Beispiel dafür ist dieser Luftführungskanal mit elastomerem Mittelstück. (Bild: Wimmer Carbontechnik)

Faserverbundkunststoffe (FVK) bestehen aus Fasern und Kunststoffmatrix. Die Kräfte werden von den Fasern aufgenommen, die Fasern wiederum von der Kunststoffmatrix fixiert und geschützt.

Das funktioniert in Faserrichtung sehr gut. Quer dazu versagen die Fasern jedoch relativ schnell. Die Folge davon ist eine Bauteilauslegung mit großen Sicherheitsreserven, was sich im Gegenzug negativ auf Preis und Gewicht niederschlägt.

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FVK mit neuer Kombination aus Fasern, Harz und Gummi

Das Gummiwerk Kraiburg hat deshalb Materialien entwickelt, die diesen Nachteilen entgegenwirken und deren Verarbeitung sehr einfach in eine bestehende CFK-Bauteilherstellung zu integrieren ist. Dabei handelt es sich um rohe Kautschukfolien, die selbst keine Fasern enthalten, aber wie Prepreg – mit Harz vorimprägniertes Gewebe – verarbeitet und gemeinsamen im Autoklaven, im Infusionsverfahren oder in der Presse „ausgehärtet“ werden.

Bei der Vulkanisation im Autoklaven entsteht laut Kraiburg eine hervorragende Verbindung zu den mit Kunststoffharz getränkten Faserlagen – ohne Verwendung eines Haftvermittlers. Das Ergebnis ist eine neuartige Kombination aus Fasern, Harz und Gummi. Die Fasern liefern die notwendige Stabilität, das Harz hält die Fasern in Form und der Gummi ermöglicht eine funktionsspezifische Bauteiloptimierung.

FVK-Compounds mit Gummit bieten mehr Sicherheit im Crashfall

Die Compounds werden an die Verarbeitungsprozesse der Faserverbundwerkstoffe individuell angepasst, sodass sie momentan den Temperaturbereich von 110 °C bis 180 °C abdecken. Kraiburg arbeitet nach eigenen Angaben derzeit an Entwicklungen für Temperaturen unter 100 °C. Mit einer Dichte der Compounds von 1g/cm3 könne gezielt für die jeweilige Anwendung das Gewicht reduziert werden.

Speziell im Crashfall kann durch die Integration von gummierten Fasern die Sicherheit für Passanten oder im Sportbereich für die Anwender, erhöht werden. Gemeinsame Versuche des Unternehmens mit der FH München hätten gezeigt, dass das Splitterverhalten signifikant verbessert wurde. Zudem sorgen die Elastomere für ein optimiertes Dämpfungsverhalten der Faserverbundstruktur. Die Effekte sind laut Kraiburg bereits bei 100 Hz erkennbar.

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