Diskussion:Faserverbundwerkstoff

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Hallo,

ich möchte um eine Korrektur des folgenden Absatzes bitten.

"Isotrope faserverstärkte Kunststoffe Isotrope faserverstärkte Kunststoffe werden kostengünstig im Spritzgussverfahren hergestellt. Die Kurzfasern (max. wenige Millimeter lang) werden dabei zusammen mit dem Matrixwerkstoff in die Form gespritzt."

1. Es gibt keine isotropen FVK. Generell sind alle FVK anisotrop. 2. Beim Spritzgießen von faserverstärkten Thermoplasten entstehen immer prozeßbedingte Faserausrichtungen, das heißt die Fasern richten sich in Abhängigkeit von der Fließrichtung aus. (Anisotropie!) 3. Kurzfasern sind gemäß Definition <= 1mm. Langfasern >1mm. Beide Fasertypen können beim Spritzgießen verwendet werden. 4. Die Wirtschaftlichkeit des Spritzgußteils hängt von dem verwendeten Thermoplasten, der Art der Verstärkungsfaser, der Komplexität des Bauteils und des damit verbundenen Prozesses ab. Aus diesem Grund ist der Begriff "kostengünstig" sehr schwammig. 5. Generell wird Granulat als Ausgangsmaterial zum Urformen verwendet. Außer das Material wird direkt an der Spritzgießmaschine compoundiert, dies ist jedoch eher ein Sonderverfahren.

Ich hoffe der Autor sieht diese Verbesserungsvorschläge sportlich.

MfG Michael

Fetter Text'== Verweise auf fremdsprachige Artikel ==

Fremdsprachliche Artikel, auf die verwiesen wird, sollten den gleichen Inhalt haben wie der verweisende Artikel. Dies ist zur Zeit weder für den japanischen noch für den englischen Artikel der Fall. Beide verweisen auf (übersetzt) "Faserverstärkte Kunststoffe", die eine Untergruppe der hier erklärten "Faserverbundwerkstoffe" sind. Ich würde gerne wissen, ob es mit den Verweisen nicht so genau genommen wird oder ob das wirklich ein Fehler ist, bevor ich lösche.

--Florian.Arnd 17:41, 29. Jul 2005 (CEST)

Das ist eine Ermessenfrage, im Prinzip können die stehenbleiben, da sie thematische Gegenstücke zum deutschen Artikel darstellen. Wir haben ja dafür keinen Artikel zu FVK. Hadhuey 15:46, 31. Jul 2005 (CEST)

Ich habe einen Artikel mit dem Namen Faser-Kunststoff-Verbund angelegt. Er beschäftigt sich ausschließlich mit Verbunden mit Kunststoff-Matrix.

Probleme, die ja hier weiter unten schon diskutiert habe, sollten sich damit lösen lassen. Der Schwerpunkt dieses Artikels kann nun eindeutig auf Faserverbunde gelegt werden, unabhängig davon, welche Matrix sie besitzen. Ein gutes Beispiel ist m.E. der Verbundwerkstoff Artikel, weil er auf einen Blick die ganze Bandbreite der Verbundwerkstoffe, unabhängig vom verwendeten Material, zeigt.

Es stellt sich für diesen Artikel also die Frage, welche Kunststoff-spezifischen Teile ausgegliedert werden können.

--NoiseD 20:32, 15. Okt 2005 (CEST)

Gratulation erstmal zu Faser-Kunststoff-Verbund, hast Dir ja echt Mühe gegeben! Also meiner Meinung nach müssen die zwei Verweise hier nun auf jeden Fall in den neuen Artikel. Hinweise hier zu Faserkunststoffverbunden würde ich aber trotzdem stehen lassen und durch Verweise ergänzen. Obwohl, vielleicht sollte man hier nur noch nach Kunststoff- und Nichtkunststoffverbunden unterscheiden und das genaue Aufdröseln, welche Fasern wo eingesetzt werden, in Faser-Kunststoff-Verbund behandeln. Das gälte dann vor allem für die Fasern, die müssen ja nicht alle zweimal genannt werden.

Im Allgemeinen sollte der Artikel Faserverbundwerkstoffe meiner Meinung nach eher eine zusammenfassende Rolle spielen, denn jedes einzelne Herstellungsverfahren, z.B. verdiente auch einen eigenen Artikel (es muss sich nur jemand finden der genügend darüber weiß). Dann stünden hier die Hauptvertreter, kurz erklärt, die prinzipielle Funktionsweise, so wie ich es ja auch schon begonnen hatte mitsamt den Herstellungsverfahren, knapp geschildert und mit Verweisen auf die entsprechenden Hauptartikel gespickt. --Florian.Arnd 08:23, 16. Okt 2005 (CEST)

Verfahrensnamen

Hmm , es heißt ja wirklich Vakuum-Infusionsverfahren... Buzztiger(ID nachgetragen)

wirklich?? ich kenn es auch nur als das Harzinjektionsverfahren. Daneben gibs ja auch noch das Vakuumsackverfahren, Autoklavverfahren, Drucksack und thermisches Expanionsverfahren. Bei den Wickelverfahren unterscheidet man noch Planeten und Polar Wickelung.

Die unterschiedlichen Auslegungen der Fasern (Roving,Gelege,Gewebe,Gewirke) sind auch noch interessant. Oder auch die "Sandwich" Bauweise für zusammengesetzte Spannungen (Zug/Druck/Torsion) 217.85.175.160 (IP nachgetragen)

Da ist aber wohl jemand über das Ziel hinausgeschossen, Harzinjektion und Vakuuminfusion sind die selben Verfahren. 62.143.86.12 (ip nachgetragen)

Infusion (häufig auch Injektion genannt) wird für Verfahren verwendet, bei denen das Harz in die Form gesaugt, bzw. durch den Luftdruck eingedrückt wird. (große Bauteile, z.B. Boote). Injektionsverfahren arbeiten mit Überdruck Dafür werden spezielle stabile Formen benötigt. Die Verfahren unterscheiden sich stark im Aufand und Prozess. Hadhuey 13:27, 28. Mär 2005 (CEST)

Dieser Unterschied wird in der Beschreibung im Artikel noch nicht richtig klar, die Verfahren klingen dort sehr gleich. --Golwan 19:25, 4. Aug 2005 (CEST)

Meines Erachtens gehören die Injektions- und Infusionsverfahren in die selbe Verfahrensgruppe, auch wenn sich die Benennungen ethymologisch unterschiedliche herleiten (siehe Hadhuey). Definierend für diese Verfahren ist doch, dass ein trockenes Faserhalbzeug mit reaktionsbereitem Harz durchströmt wird. Wie die Druckdifferenz -- die zum Durchströmen notwendig ist -- aufgebracht wird ist zweitrangig. Sie kann durch Unterdruck (Vakuum, also $\Delta p$<1bar) oder Überdruck ($\Delta p$>1bar) oder durch Kombination (Autoklav, DP-RTM) aufgebracht werden. Der ehemalige RTM-Artikel (jetzt Spritzpressen) hatte diese Tendenz, da er die Erzeugzung des Druckgradienten (leider zu) kurz beschrieb. Gruß --130.83.211.151 20:10, 15. Mär 2006 (CET)

Mh, wenn du weitere Informationen hast, sei mutig und bearbeite den Artikel. Für weitere Diskussionen wäre es hilfreich wenn du dich anmelden würdest.SchaubM 20:25, 15. Mär 2006 (CET)

Funktion der Grenzschicht

Die Beschreibung der Grenzschicht ist mir nicht ganz klar. Das Bild zeigt, wie eine Schubkraft in eine unidirektionale Schicht eingeleitet wird. Dabei überträgt die Matrix den Schub in die erste Faser am Rand. Diese Faser wiederum leitet die Last weiter in die restliche Schicht. Dies gilt für eine $\tau _{\perp \|}$ Belastung. Was ist jedoch mit $\sigma _{\perp }^{+}$ oder $\sigma _{\perp }^{-}$? Mir scheint daher die Definition der Grenzschicht über die reine Schubübertragung als zu eng. Ich schlage statt dessen vor, den Begriff zu streichen. Statt dessen sollte besser die Dehnungsvergrößerung bei Querzug/-druck bzw. Schub verwendet werden. Weiterhin tritt die Grenzschicht in keinem mir bekannten mikromechanischem Modell oder Festigkeitsnachweis als Begriff auf. --NoiseD 18:03, 13. Aug 2005 (CEST)

Die Grenzschicht ist der Übergangsbereich zwischen einer Faser und der Matrix. Sie umgibt jede Faser wie eine äußere Haut und ist sowohl Teil der Faser als auch der Matrix. Abbildung 1 beinhaltet nicht die Funktion der Grenzschicht sondern lediglich das Prinzip der Kraftübertragung zwischen Matrix und Fasern (hier gibt es bestimmt noch sinnigere Beispiele um das Verhalten zu verdeutlichen). Die Grenzschicht wird in mikromechanischen Modellen (bis heute) auch nicht mit in Berechnungen einbezogen. Sie sollte jedoch bei einer Beschreibung von Faserverbundwerkstoffen der Vollständigkeit halber nicht fehlen, sind ihr doch immerhin schon ganze Bücher gewidmet. Ich verstehe ausserdem nicht was $\tau _{\perp \|}$ heißt. Schub wirkt entweder oder nicht, er hat aber keine Richtung (also z.B. senkrecht zu einer Ebene). Da ein Faserverbungwerkstoff auch senkrecht zur Faserrichtung beansprucht werden kann, würde die Grenzschicht somit auch $\sigma _{\perp }^{+}$ Spannungen übertragen, insofern ist die Eingrenzung auf bloßen Schub vielleicht etwas zu eng, einverstanden. --Florian.Arnd 18:28, 14. Aug 2005 (CEST)

Gut, ich glaube wir betrachten den Werkstoff aus zwei unterschiedlichen Blickwinkeln. Ich habe die Sichtweise des Faserkunststoffverbunds (FKV). Dort liegen die Fasern so nah nebeneinen (sie berühren sich sogar), daß hier in der Mikromechanik keine Grenzschicht betrachtet wird. Von daher ist es vielleicht wirklich nötig, einen FaserKunststoffVerbund-Artikel zu schreiben. Anscheinend gibt es da Unterschiede, die es zu klären gilt.

Was den Schub betrifft: In einem 3-D Spannungsfall gibt es 3 Schubkomponenten. Die Komponente die in der Ebene der Schicht wirkt (also nicht das, was der Querschub in der Kirchhoff'schen Plattentheorie ist) bezeichne ich als $\tau _{\perp \|}$ bzw. international $\tau _{21}$.

Die Verstärkungskriterien habe ich anhand einiger Werkstoffpaarungen gestestet (Beton+Glas usw.). Sollte auch das eine kunststoff-spezifische Definition sein bin ich um Aufklärung dankbar.--NoiseD 20:19, 14. Aug 2005 (CEST)

Es gibt keinen expliziten Artikel über faserverstärkten Kunststoff allgemein, nur einen Glasfaserverstärkter Kunststoff, welcher unter diese Gruppe fällt, sie aber nicht zusammenfasst. Dies war auch für mich erst irreführend. --Florian.Arnd 07:01, 15. Aug 2005 (CEST)

Das ist genau richtig. Ich habe in der Diskussion zu Glasfaserverstärkter Kunststoff angeregt, einen Artikel anzulegen, der die besonderen Eigenschaften der Kunststoffverbunde beschreibt. Mit etwas Hilfe dürfte das klappen. --NoiseD 13:40, 15. Aug 2005 (CEST)

Neugliederung des Artikels

Ich möchte in den nächsten Tagen den Artikel Faserverbundwerkstoff neu gliedern. Da die eien Vielzahl von Autoren sich viel Arbeit mit dem jetzigen Artikel gemacht hat, möchte ich meine geplanten Änderungen zunächst zur Diskussion stellen.

Wie schon weiter oben in der Diskussion Verweise auf fremdsprachige Artikel besprochen, soll der Artikel Faserverbundwerkstoff nur eine Übersicht über die Faserverbundwerkstoffe geben. Dies soll unabhängig davon geschehen, aus welchem Matrix- oder Faserwerkstoff der Verbund besteht. Für spezielle Faserverbundwerkstoffe soll auf entsprechende Artikel verwiesen werden. Als Vorlage kann der Artikel Verbundwerkstoff dienen, der vom Tetrapack über Sintermetall bis zu den Faser-Kunststoff-Verbunden auf die unterschiedlichsten Verbundwerkstoffe verweist.

• Die Fertigungsmethoden möchte ich in entsprechende Artikel ausgliedern, da sie häufig spezifisch für eine bestimmte Faser-Matrix-Kombination sind.
• Die Halbzeuge wie SMC und BMC werden bereits in dem Artikel Faser-Matrix-Halbzeug behandelt. Entsprechende Spezialartikel existieren ebanfalls schon.
• Die große Gruppe der Faser-Kunststoff-Verbunde sowie deren typische Vertreter Glasfaserverstärkter Kunststoff und Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff haben ebenfalls schon ausführliche Artikel.
• Die Berechnungsmethoden sind für den betreffenden Verbund spezifisch. Faserverstärkter Beton wird sicher nicht so ausgelegt wie eine Glasmatte mit PP-Matrix. Daher sollen die Berechnungsverfahren zu den entsprechenden Fachartikeln verschoben werden.

Ich schlage für den Artikel eine Gliederung nach Matrixtyp vor, da die eingesetzten Faserwerkstoffe oft identisch sind:

• organische Matrix
  • Kunststoffmatrix (Faser-Kunststoff-Verbunde)
    • thermoplastische Matrix
    • duroplastische Matrix
    • elastomere Matrix

• anorganische Matrix
  • Faserverstärkter Beton
  • Faserzement usw. (ich bin mir nicht sicher, ob das die korrekten Begriffe sind)

• metallische Matrix

Es stellt sich noch grundsaätzlich die Frage, ob nur künstliche Faserverbundwerkstoffe behandelt werden sollen oder auch natürliche, wie zum Beispiel Holz. Dies könnte im Zuge der Neugliederung berücksichtigt werden. --NoiseD 14:32, 29. Dez 2005 (CET)

Ich bin grundsätzlich damit einverstanden. Als ich den Artikel damals neugliederte, habe ich Berechnungsverfahren (Nachweisverfahren) mit hineingenommen, bin später jedoch genau an dem Problem was Du oben beschriebst gescheitert. Die generelle Funktionsweise würde ich aber als Abschnitt erhalten, denn die bleibt ja immer gleich. Die Herstellungsverfahren sollten anderswo genau erklärt werden (eigene Artikel), hier aber aufgelistet sein damit man sich einen Eindruck verschaffen kann. Holz als FVW würde ich erwähnen so wie es ja schon irgendwo steht. Viel Erfolg, --Florian.Arnd 15:27, 29. Dez 2005 (CET)

Hallo Florian, wir hatten ja bereits eine Diskussion über die Funktion der Grenzschicht. Diese ist mir bei Faser-Kunststoff-Verbunden unbekannt. Ich hatte mir von Bauingenieurseite jedoch sagen lassen, dass es bei der mikromechanischen Betrachtungsweise von Zuschlägen (z.B. Kies) in Beton auch eine Grenzschicht definiert wird. Ist die Grenzschicht also eine Sache, die dem Faserzemet zugehörig ist? Gruß --NoiseD 17:07, 4. Jan 2006 (CET)

Nein, Grenzschicht (eng: Interface) ist vor allem eine wichtige Schicht in GFK-Materialien. Da ein GFK aus zwei Komponenten zusammengeklebt wird, kommt der Grenzschicht die Rolle des "Verbinders" zu. Sie ist vor allem ein Problemfall, wenn es um Dauerhaftigkeitsfragen geht - da ist sie der Grenzschicht in Betonen ähnlich... --Florian.Arnd 18:13, 4. Jan 2006 (CET)

Könntest Du die Grenzschicht in den passenden Artikel einfügen?--NoiseD 19:24, 12. Jan 2006 (CET)

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Die Neugliederung ist jetzt abgeschlossen. Ich hoffe ich habe alle Bereiche der Faserverbundwerkstoffe mit gleicher Aufmerksamkeit behandelt. Die vorhergehenden Inhalte wurden zum Großteil in die folgenden Artikel aufgenommen:

• glasfaserverstärkter Kunststoff
• Glasfaser
• Faser-Matrix-Halbzeug
• klassische Laminattheorie
• Bruchkriterien für Faserkunststoffverbunde
• Faser-Kunststoff-Verbund
• unidirektionale Schicht
• Kreuzverbund
• ausgeglichener Winkelverbund
• Resin Transfer Moulding
• Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff

Ich hoffe, dass insbesondere zu den Nicht-Kunststoff-Verbunden, noch der eine oder andere Beitrag geschrieben wird.--NoiseD 19:24, 12. Jan 2006 (CET)

Also ich finde, es sind einige Inhalte die auch in einen Übersichtsartikel gehören, verschwunden. So weiß man jetzt zum Beispiel nicht mehr, warum eigentlich so dünne Fasern eingesetzt werden (Molekülgleichrichtung siehe auch meine Referenz) und die prinzipielle Funktionsweise... ich weiß, was ich damals schrieb war nicht perfekt, aber hinein gehört sie auf jeden Fall (meiner Meinung nach). Was nun diese Grenzschicht angeht, das ist ein zentraler Punkt, der darf hier aus meiner Sicht nicht fehlen - und die gehört HIER rein. Auch wenn es nicht perfekt war, so hatte ich das alles schon geschrieben und ich habe z.Z. leider keine Zeit, alles nochmal zu schreiben. Ich finde, der Artikel ist um einiges schlechter geworden, werde nun aber nicht anfangen, gegen zu editieren, weil eigentlich auch schon vieles drinstand. Was die Produktionsweisen angeht... vielleicht sollte man sie erwähnen und dann auf den ausführlichen Artikel verweisen. Ich finde was da jetzt steht, sagt eigentlich nicht viel aus und man weiß hinterher nicht viel mehr über Faserverbundwerkstoffe als vorher - tut mir leid, NoiseD, schau Dir nochmal die Version vorher an und vergleiche... --Florian.Arnd 08:15, 13. Jan 2006 (CET)

Probieren wir es also lieber mit stetigen, kleineren Änderungen. --NoiseD 21:24, 17. Jan 2006 (CET)

Phänomene beim Verarbeiten von SMC

Die beiden Phänomene sind m.E. nicht bezeichnend für SMC. Der faserverstärkte Spritzguss (Thermoplaste) und die BMC-Verarbeitung hat doch auch solche Probleme.

Es würde sich leicht eine riesige Liste von möglichen (und häufigen) Fehlern bei der Verarbeitung von SMC anführen lassen. Warum also gerade die vergleichsweise harmlosen Bindenähte? Was ist denn mit zu schneller lokaler Aushärtung, wodurch das Werkzeug nicht mehr richtig schließen kann? Was ist mit Luft, Schrumpf, der Überschlag des Harzes, Verzug durch ungleichmäßige Aushärtung? Die Liste lässt sich endlos fortführen. Ich frage mich daher, was die beiden Phnomene im Artikel an dieser Stelle bringen. Immerhin müsste man jetzt konsequent alle möglichen Fehler für die restlichen Fertigungsverfahren auch noch aufzählen. --217.247.73.131 02:45, 17. Apr 2006 (CEST)

Sicherheitshinweise

Hallo, ich möchte hier niemanden etwas aufträngen, aber meines Erachtens Sollte der kleine UVV Hinweiß irgendwo eingebaut werden wo es hilfreich erscheint. Sicherheit ist Trumpf. Voralleedingen kann es bei der Herstellung eines Harzansatzes zu einer Explosion kommen. Der Leihe der mal soeben versucht, das hier gesehene auszuprobieren und dabei sich selbst was panscht um Geld zu sparen wäre dann in Lebensgefahr. Mit freundlichen Grüßen: --SchaubM 17:18, 13. Jan 2006 (CET)

Sicherheitshinweise der Form Vorsicht! Bitte nicht... sind hier in der WP generell unangebracht. (WP:WWNI-keine Bedienungsanleitung) Eine Aussage, dass es bei falschem Umgang mit den Stoffen zu heftigen Reaktionen kommen kann würde schon anders klingen. Das gehört jedoch meiner Meinung nach eher zur Thematik Harz-Härtersysteme, als in diesen allgemeinen Artikel. Hadhuey 18:43, 13. Jan 2006 (CET)

Wenn das so ist, bin nicht so einer der die Wikipediaregeln von A bis Z Zitiert. Dachte nur wenn auf Ziggarettenpackungen mehr als deutlich vor einer Gefahr gewarnt wird die jeder kennt, sollte vor einer Gefahr gewarnt werden die vielen das Augenlicht und mehr gekostet hat und die evtl. unbekannt ist. Und „bitten“ in Sachen UVV und PSA werde ich Niemanden, solange ich nicht sein Vorgesetzter bin und dafür Rechenschaft ablegen muss. Gruß: --SchaubM 21:03, 13. Jan 2006 (CET)

Die Textpassage nach "Beim mechanischen Bearbeiten ...": "Kohlenstofffaserstaub kann durch seine elektrische Leitfähigkeit elektrische Geräte beschädigen. Daher wird die Bearbeitung unter Ex-Schutz durchgeführt."

Das ist etwas verwirrend: Entweder ich muss meine elektrischen Anlagen nur vor Kurzschluss schützen, dann muss ich sie staubdicht verpacken oder in IP 6X ausführen.

Oder ich muss Angst vor einer Staubexplosion haben (welche mir das ganze Haus um die Ohren fliegen lässt), weil die Späne mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden können, dann ist Ex-Schutz angesagt.

Das hieße, entsprechende Kleidung, entsprechendes Equipment und entsprechende Zündschutzart für sämtliche Elektroinstallationen im Raum (die Massnahmen dienen auf alle Fälle nicht nur dem Schutz der elektrischen Geräte). Grüße

-RV 07:34, 03. März 2011

Anwendungsgebiete

Dieser Teil ist sehr emotional verfasst und beleuchtet das Thema sehr subjektiv. Eine objektive Betrachtung mit konkreten Beispielen wäre sicher Interessant. Zumal diesem Werkstoff wohl in der Zukunft weiterhin immer mehr Bedeutung zukommen wird.

19. Februar 2008; User 89.53.230.7

Revert 84.162.199.159

Revert da ohne Beleg/Quellen. --Am Altenberg 01:39, 8. Mär. 2010 (CET)

Weblink

Hallo, der 2. weblink führt auf die gleiche Seite, wie der erste. Bitte korrigieren. Merci. (nicht signierter Beitrag von 82.207.128.141 (Diskussion) 11:15, 8. Dez. 2010 (CET))