Einführung und Anwendung von Faserverbundwerkstoffen

GFK

Faserverstärkter Kunststoff (FVK, auch GFVK genannt) ist ein glasfaserverstärkter Kunststoff. Er besteht aus einer Gummibeschichtung, einem ungesättigten Harz und alkalifreien Glasfasern. Es handelt sich um einen Verbundwerkstoff, der Glasfasern und deren Produkte (Glasgewebe, Filz, Garn usw.) als Verstärkungsmaterialien und Kunstharz als Matrixmaterial verwendet. Faserverstärkte Verbundwerkstoffe setzen sich aus Verstärkungsfasern und einer Matrix zusammen. Der Durchmesser der Fasern (oder Whisker) ist sehr gering, in der Regel unter 10 µm, wodurch sie weniger Defekte und geringere Bruchdehnungen aufweisen. Sie sind spröde und daher anfällig für Beschädigungen, Brüche und Korrosion. Im Vergleich zu den Fasern sind Festigkeit und Elastizitätsmodul der Matrix deutlich geringer, sie kann jedoch großen Dehnungen standhalten, ist oft viskoelastisch und elastisch-plastisch und somit ein zähes Material.

Als neuartiger Verbundwerkstoff weist glasfaserverstärkter Kunststoff extrem überlegene physikalische Eigenschaften auf.

1. Leicht und hochfest

Die relative Dichte liegt zwischen 1,5 und 2,0, also nur bei 1/4 bis 1/5 der Dichte von Kohlenstoffstahl, aber die Zugfestigkeit ist nahezu identisch mit der von Kohlenstoffstahl, und die Zug-, Biege- und Druckfestigkeit des speziell hergestellten hochfesten Faserverbundwerkstoffs kann mehr als 400 MPa erreichen.

2. Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit

Faserverstärkter Kunststoff (FVK) ist ein korrosionsbeständiger Werkstoff mit hoher Beständigkeit gegenüber atmosphärischen Bedingungen, Wasser und gängigen Konzentrationen von Säuren, Laugen, Salzen sowie einer Vielzahl von Ölen und Lösungsmitteln. Er findet breite Anwendung im Bereich des chemischen Korrosionsschutzes und ersetzt zunehmend traditionelle Werkstoffe wie Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Holz und Nichteisenmetalle.

3. Gute elektrische Leistung

Faserverstärkter Kunststoff (FVK) ist ein verstärkter Kunststoff und ein hervorragendes Isoliermaterial, das zur Herstellung von Isolatoren verwendet wird. Er bietet auch bei hohen Frequenzen noch einen guten Schutz.

Elektrizität. Die Mikrowellen-Durchlässigkeit ist gut und wird häufig in Radarradomen eingesetzt.

4. Gute Wärmeleistung

Faserverstärkter Kunststoff (FVK) besitzt eine geringe Wärmeleitfähigkeit von 1,25–1,67 kJ/(m·h·K) bei Raumtemperatur, nur 1/100–1/1000 der von Metallen, was ihn zu einem hervorragenden Wärmedämmstoff macht. Er verformt sich weder bei extrem hohen noch bei extrem niedrigen Temperaturen und zeigt keine Spaltung. Er bietet idealen Wärmeschutz und ist ablationsbeständig bei kurzzeitig extrem hohen Temperaturen.

5. Ausgezeichnete Wasserbeständigkeit

Gute mechanische Eigenschaften und Dimensionsstabilität können auch bei längerem Eintauchen in Hochtemperaturdampf und heißes Wasser erhalten bleiben.

6. Leicht zu reinigen und einfach zu installieren

Die Oberfläche des Fiberglases besteht aus einer hochwertigen Gummibeschichtung mit glatter Oberfläche und geringer Textur, wodurch sich Flecken leicht entfernen lassen, was die tägliche Reinigung und Pflege des Produkts erleichtert.

Die Herstellung von Glasfaserprodukten erfolgt hauptsächlich durch manuelles Verkleben. Durch diese manuelle Bearbeitung lässt sich die Produktform gestalten, was mit einfacher Ausrüstung und geringen Kosten verbunden ist. Die maschinelle Extrusionsformung erfolgt in Einzelschritten, während die Fertigung in Fließbändern die Effizienz deutlich steigert. Aufgrund mangelnder Forschung und Entwicklungsmöglichkeiten im Bereich Glasfaserprodukte findet Glasfaser heute in vielen Anwendungsbereichen Verwendung.

1. Bauindustrie: Industriekühltürme, Fiberglastüren und -fenster, Gebäudestrukturen, Gehäusekonstruktionen, Innenausstattung und Dekorationselemente, Fiberglas-Flachplatten, Wellfliesen, Dekorplatten, Fiberglasabdeckungen, Sanitärkeramik und integrierte Badezimmer, Saunen, Surfbäder, Bauschalungen, Lagerbehälter usw.
2. Chemische Industrie: korrosionsbeständige Rohrleitungen, Lagertanks, korrosionsbeständige Förderpumpen und deren Zubehör, korrosionsbeständige Ventile, Gitter, Lüftungsanlagen, Abwasser- und Kläranlagen und Zubehör usw.
3. Automobil- und Schienenverkehrsindustrie: Karosserien und andere Komponenten (Kühlwagen, Wohnmobile und Trockenlastwagen usw.), Kleinstwagen aus Kunststoff, große Personenkraftwagen, Karosserien, Türen, Innenbleche, Hauptsäulen, Böden, Unterträger, Stoßstangen, Instrumententafeln, Kleinwagen und Lieferwagen sowie Feuerlöschfahrzeuge, Kühlwagen, Zugmaschinen und Fahrerhäuser und Maschinenabdeckungen usw.
4. Im Bereich des Schienenverkehrs gibt es Zugfensterrahmen, Dachbögen, Dachwassertanks, Toilettenböden, Gepäckwagentüren, Dachlüfter, Kühlwagentüren, Wasserspeichertanks und einige Eisenbahnkommunikationseinrichtungen.
5. Im Bereich des Straßenbaus gibt es Verkehrszeichen, Trennpfeiler, Schilderpfähle, Schilder, Leitplanken usw., in der Schiffs- und Wassertransportbranche.
6. Binnenschiffe für Passagiere und Fracht, Fischerboote, Luftkissenboote, verschiedene Yachten, Rennboote, Schnellboote, Rettungsboote, Transportboote sowie Navigationsbaken aus Fiberglas, Bojentrommeln und Bojen usw.
7. Elektroindustrie und Kommunikationstechnik: Dazu gehören Lichtbogenlöschanlagen, Kabelschutzrohre, Generatorstatorspulen und Stützringe sowie konische Gehäuse, isolierte Rohre, isolierte Stäbe, Motorschutzringe, Hochspannungsisolatoren, Standardkondensatorgehäuse, Motorkühlgehäuse, Generatorwindschutzscheiben und andere robuste elektrische Geräte; Verteilerkästen und Verteilerplatinen, isolierte Wellen, Glasfaserabdeckungen und andere elektrische Geräte; Leiterplatten, Antennen, Radarabdeckungen und andere Anwendungen in der Elektronik.

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