Was ist Verbundwerkstoff?
Aug 28, 2024| 1. Was istVerbundwerkstoff?
Einfach ausgedrückt ist ein Verbundwerkstoff ein neuer Werkstoff, der unterschiedliche Materialien kombiniert, aber dennoch seine eigenen Merkmale beibehält. Der Verbundwerkstoff verfügt über einen einzigartigen Satz an Eigenschaften und Merkmalen, der vorteilhafter ist als ein einzelnes Material.
Woraus bestehen Verbundwerkstoffe?
Jeder Verbundwerkstoff besteht aus einem Grundmaterial und einem Verstärkungsmaterialteil. Das Grundmaterial umhüllt das Verstärkungsmaterial und hält die relative Position des Verstärkungsmaterials. Die Matrix hilft dabei, die Kraft auf der Oberfläche des Bauteils auf und zwischen den Verstärkungsmaterialien zu übertragen, und die meisten Materialien können die Rolle der Matrix übernehmen.
Im weitesten Sinne werden die Grundmaterialien klassifiziert, wie zum Beispiel: Schlamm; Zement; Asphalt; Gummi; Kunststoffe; Keramik; Kohlenstoff; Metall und so weiter. Die verstärkenden Substanzen haben verschiedene Formen, wie zum Beispiel: Pulver oder polymerisiertes Mineral; Whiskers (sehr kurze Fasern); gehackte Fasern; Endlosfasern usw.
2. Die Vorteile von Verbundwerkstoffen?
- Es verfügt über eine hohe spezifische Festigkeit und einen hohen spezifischen Modul (Steifigkeit).
- Es ist in einem weiten Temperaturbereich einsetzbar und seine Einsatztemperatur ist höher als die seiner Bestandteile.
- Gute Dimensionsstabilität;
- Gute chemische Stabilität (Polymermatrix-Verbundstoffe und Keramikmatrix-Verbundstoffe haben eine gute Korrosionsbeständigkeit);
- Gute Ermüdungsbeständigkeit, Kriechfestigkeit, Schlagfestigkeit und Bruchzähigkeit.
3. Anwendungen von Verbundwerkstoffen in verschiedenen Bereichen:
Verbundwerkstoffe werden in zahlreichen Branchen eingesetzt, die auf Hochleistungsmaterialien angewiesen sind. Für Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Bauwesen, Automobilbau, Energie, Infrastruktur, Marine, Militär und Sport bieten kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) kostengünstige und leistungsstarke Alternativen.
- Auto
Verbundwerkstoffe sind in der Automobilindustrie keine Seltenheit. Sie ermöglichen nicht nur bahnbrechende Fahrzeugdesigns, sondern werden auch zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts und der Kohlendioxidemissionen eingesetzt und können bei der Herstellung von Karosserieteilen, Bremsscheiben und sogar Radnaben verwendet werden.
- Der Ozean
Die Schifffahrtsindustrie nutzt modernste Fertigungstechniken, Designs und Materialien für Verbundwerkstoffe, um Schiffsrümpfe stärker, leichter, kostengünstiger, langlebiger und widerstandsfähiger gegen Beschädigungen zu machen. Verbundwerkstoffe machen Schiffsrümpfe nicht nur leichter und widerstandsfähiger gegen Beschädigungen, sie finden sich auch in vielen anderen Bereichen von Schiffen auf See wieder – von der Innenausstattung bis hin zu den Möbeln auf Superyachten.
- Sport und Freizeit
Hersteller von Sportgeräten setzen auf Verbundwerkstoffe, um die Leistung ihrer Produkte zu verbessern. Hersteller von Rennwagen, Fahrrädern und Schlitten verwenden Verbundwerkstoffe für optimale aerodynamische Leistung und Haltbarkeit. Von Footballhelmen über Hockeyschläger bis hin zu Kajaks und Schlitten können Verbundwerkstoffe Sportlern helfen, ihre Höchstleistung zu erreichen, und bieten Wochenendsportlern langlebige, leichte Ausrüstung.
- Architektur
Auf der ganzen Welt verlassen sich Architekten und Designer bei Großprojekten sowie Gewerbe- und Wohngebäuden zunehmend auf Fiberglas und andere Verbundwerkstoffe und moderne Materialien.
- Sportkomponenten
VerbundwerkstoffMaterialien werden auch zur Herstellung einer Vielzahl von Hochleistungssportkomponenten wie Snowboards, Golfschlägern usw. verwendet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Verbundwerkstoffe aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften in vielen Bereichen, von der Luft- und Raumfahrt bis zum Automobilbau, erhebliche Vorteile bieten und ein breites Anwendungsspektrum haben.