Material Scouting: Sie benötigen Informationen zu Materialien, Oberflächen und Beschichtungen, die von Relevanz für Ihre aktuellen Produktentwicklungen sind? Dann prüfen Sie gerne unseren Recherche- und Beratungsservice!
Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) bieten ein hervorragendes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, sind jedoch empfindlich gegenüber Impact- und Stoßbelastungen. Solche Einwirkungen können beispielsweise zu Delamination [1], Matrixrissen oder Faserbrüchen [2] führen. Häufig sind derartige Schäden nur schwer zu erkennen und liegen oft unterhalb der Oberfläche. Materialbasierte Schutzstrategien sind daher essenziell, um die strukturelle Integrität sicherzustellen.
Eine bewährte Methode ist beispielsweise die Integration von zähen Harzsystemen. Modifizierte Epoxidharze mit thermoplastischen Zusätzen oder bestimmten Nanopartikeln können die Energieaufnahmefähigkeit der Matrix erhöhen und dadurch die Schlagzähigkeit [3] signifikant verbessern. Auch die Verwendung von Hybridlaminaten, bei denen CFK mit Glasfasern oder Aramidfasern kombiniert wird, kann die Stoßresistenz steigern. Diese Fasern wirken als Energieabsorber und verteilen mögliche Belastungen breiter über die gegebene Struktur.
Ein weiterer Ansatz liegt im gezielten Design der Laminatstruktur und deren Auslegung. Durch abgestufte Faserorientierungen, zusätzliche Decklagen oder lokale Verstärkungen lässt sich die Widerstandsfähigkeit gegenüber punktuellen Belastungen erhöhen. Auch die Einbettung von interlaminaren Verstärkungen kann helfen, um etwa Delamination zu unterbinden.
Schließlich spielt die richtige Oberflächenbehandlung eine entscheidende Rolle. Hier bieten Schutzschichten aus Polyurethan oder gummiartigen Materialien eine erste Barriere gegen schädigende mechanische Einwirkungen. Die Kombination dieser materialbasierten Maßnahmen ermöglicht eine signifikante Erhöhung der Lebensdauer und Sicherheit von CFK-Bauteilen in anspruchsvollen Anwendungen.
Material-Code #C267: Ein intelligenter Materialaufbau verleiht typischen Carbon-Werkstoffen eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Schädigungen durch massive Stöße oder Einschläge.
3 Facts:
[1] Unter Delamination versteht man in der Werkstofftechnik das Ablösen von Fasern von der Matrix innerhalb eines Verbundwerkstoffs bzw. das Ablösen von Schichten im Falle eines Werkstoffverbundes.
[2] Als Faserbruch wird das Versagen von Verstärkungsfasern in einem Faserverbundwerkstoff bezeichnet, welches in der Regel bei mechanischer Überbeanspruchung auftritt.
[3] Die Schlagzähigkeit eine mechanisch-technologische Materialeigenschaft. Sie quantifiziert die Fähigkeit eines Werkstoffs, Stoß- oder Schlagenergie aufzunehmen, ohne dabei zu versagen.