Faserverbundmaterialien

Faserverbundmaterialien, auch bekannt als Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) oder kurz Verbundwerkstoffe, sind Werkstoffe, die aus mindestens zwei Komponenten bestehen: einer Verstärkungsfaser und einer Matrix. Die Fasern dienen dazu, den Verbundwerkstoff mechanisch zu verstärken, während die Matrix die Fasern bindet, formt und die Last auf diese verteilt. Typische Fasern sind Glasfasern, Kohlenstofffasern oder Aramidfasern. Als Matrixmaterialien werden oft duroplastische Harze wie Epoxidharze, Polyesterharze oder Vinylesterharze verwendet, aber auch thermoplastische Polymere kommen zum Einsatz.

Die Kombination dieser Komponenten ermöglicht die Herstellung von Werkstoffen mit herausragenden Eigenschaften, die oft über die von traditionellen Materialien wie Metallen oder Kunststoffen hinausgehen. Dazu gehören eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit, was bedeutet, dass sie bei geringem Gewicht sehr belastbar sind. Ferner zeichnen sich Faserverbundmaterialien durch gute Korrosionsbeständigkeit, chemische Beständigkeit und oft auch durch elektrische Isolationseigenschaften aus. Die Formgebungsmöglichkeiten sind vielfältig und erlauben die Herstellung komplexer Bauteile.

Anwendungsbereiche für Faserverbundmaterialien sind breit gefächert. Sie finden sich in der Luft- und Raumfahrt für Flugzeugteile und Satelliten, in der Automobilindustrie für Karosserieteile und Strukturkomponenten zur Gewichtsreduzierung, im Sportartikelbereich für Fahrräder, Tennisschläger und Ski sowie im Bauwesen für Brücken und Fassadenelemente. Auch in der Windenergie zur Herstellung von Rotorblättern und in der Medizintechnik für Prothesen und Implantate spielen sie eine wichtige Rolle. Die Entwicklung und Optimierung von Faserverbundmaterialien ist ein aktives Forschungsfeld, das sich auf die Verbesserung von Eigenschaften, die Kostensenkung und die Nachhaltigkeit konzentriert.