fiberglas takviyeli plastik

Cam elyaf takviyeli plastik , genellikle kısa cam elyaf takviyeli plastik ( GFK ) ( İngilizce GFRP - cam elyaf takviyeli plastik ), plastik ve cam elyaftan yapılmış bir elyaf-plastik kompozittir . Hem ısıyla sertleşen plastikler (örneğin polyester reçine [UP] veya epoksi reçine ) hem de termoplastikler (örneğin poliamid ) temel olarak kullanılabilir.

Sürekli cam elyafları endüstriyel olarak ilk kez 1935 yılında ABD'de takviye elyafı olarak üretilmiştir. Seri üretim 1930'larda Games Slayter (Owens Corning) ve diğerleri tarafından geliştirildi - o zamanlar malzeme esas olarak evleri yalıtmak için kullanılıyordu. GRP'den yapılan ilk uçak 1957'den Akaflieg Stuttgart'tan Fs 24 Phönix idi .

GRP, halk arasında fiberglas olarak da bilinir . Fiberglas kelimesi , fiberglas ( AE ) veya fiberglastan ( BE ), cam elyafı için İngilizce kelimeden oluşan bir Anglisizmdir . Uzman olmayan dünyada, genellikle GRP veya karbon fiber takviyeli plastik (CFRP) hakkında konuştuklarında fiberlerden bahsederler . Bununla birlikte, elyaf takviyeli plastikler her zaman kastedilmektedir, çünkü şekil ve yüzey veren plastik matris olmadan, bileşenler hiç üretilemez.

Özellikler ve uygulama alanları

özellikler
Fiber tipi: E- cam elyaf Matris tipi: epoksi reçine Elyaf hacim oranı %60 Tüm veriler karakteristik ortalama değerlerdir
Temel esneklik miktarları
${\ görüntü stili E _ {\ |}}$	44.500 N / mm²
${\ displaystyle E _ {\ perp}}$	13.000 N / mm²
${\ displaystyle G _ {\ perp \ |}}$	5.600 N / mm²
${\ displaystyle G _ {\ perp \ perp}}$	5 100 N / mm²
${\ displaystyle \ nu _ {\ | \ perp}}$	0.25
yoğunluk
${\ görüntü stili \ rho}$	2,0 g / cm³
Temel güç
${\ displaystyle R _ {\ |} ^ {+}}$	1.000 N / mm²
${\ displaystyle R _ {\ |} ^ {-}}$	900 N / mm²
${\ displaystyle R _ {\ perp} ^ {+}}$	50 N / mm²
${\ displaystyle R _ {\ perp} ^ {-}}$	120 N / mm²
${\ displaystyle R _ {\ perp \ |}}$	70 N / mm²
Termal Genleşme katsayısı
${\ görüntü stili \ alfa _ {\ |}}$	7 · 10 −6 1 / K
${\ displaystyle \ alfa _ {\ perp}}$	27 · 10 −6 1 / K

CTP ara SEM olarak üç boyutlu temsili, büyütme 50 x (göre orta format negatif )

SEM'de stereoskopik gösterimde GRP kırılması, büyütme 200 × (orta format negatife göre)

SEM'de stereoskopik gösterimde GRP kırılması, 500 × büyütme (orta format negatife göre)

SEM'de stereoskopik gösterimde GRP kırılması, 1000 × büyütme (orta format negatife göre)

Brescia'daki Santa Giulia Müzesi'ndeki antik bir Roma heykelinin fiberglas kopyası

Cam elyaf takviyeli plastikler, uygun maliyetli, ancak çok yüksek kaliteli bir elyaf-plastik kompozittir . Mekanik olarak yüksek gerilimli uygulamalarda, cam elyaf takviyeli plastik, yalnızca kumaşlarda veya UD bantlarda sürekli elyaf olarak bulunur .

Diğer takviye edici elyaflardan yapılan elyaf-plastik kompozitler ile karşılaştırıldığında, uygun bir plastik matris ile birleştirilen cam elyaf takviyeli plastik, yüksek kopma uzamasına, yüksek elastik enerji absorpsiyonuna, ancak nispeten düşük bir elastiklik modülüne sahiptir . Liflerin yönünde bile alüminyumun altındadır. Bu nedenle, yüksek sertlik gereksinimleri olan bileşenler için uygun değildir, ancak yaprak yaylar ve benzeri bileşenler için iyidir.

Cam elyaf takviyeli plastik, agresif bir ortamda bile mükemmel korozyon davranışına sahiptir. Bu, onu tesis yapımındaki tanklar veya tekne gövdeleri için uygun bir malzeme yapar. Bu gövdeler de manyetik olmadığından , malzeme 1966 gibi erken bir tarihte mayın tarama gemilerinin yapımında kullanılmıştır .

Bu uygulamalarda karbon elyaf takviyeli plastikten daha yüksek olan yatma yoğunluğu dikkate alınır.

Uygun bir matris ile cam elyaf takviyeli plastik, iyi bir elektriksel yalıtım etkisine sahiptir ve bu da onu elektrik mühendisliğinde çok kullanışlı bir malzeme haline getirir. Özellikle yüksek mekanik yükleri iletmek zorunda olan izolatörler cam elyaf takviyeli plastikten yapılmaktadır. Dış mekan kullanımı için şalter dolapları, malzemenin dayanıklılığı ve sağlamlığı nedeniyle genellikle GRP'den yapılır.

Piyasa durumu

2015 yılında Avrupa'da yaklaşık 1.069.000 ton CTP üretildi. En önemli müşteri, toplamın %35'i ile ulaşım sektörü olurken, onu %30 ile inşaat sektörü (rüzgar türbinleri için rotor kanatları dahil) ve elektronik ve spor malzemeleri sektörü izledi.

2014 yılında, Avrupa'da aşağıdaki miktarlarda cam elyaf takviyeli plastik işlenmiştir:

• Ağırlıklı olarak filament sarma ve santrifüj işleminde kullanılan kaplar ve borular: 145e⁶ kg
• GMT ve LFT (bkz. fiber matris yarı mamul ürünler ): 121e⁶ kg
• gibi sürekli süreçler B. Pultrüzyon : 132e⁶ kg
• RTM prosedürü: 132e⁶ kg
• SMC ve BMC'ye basıldığında : 264e⁶ kg
• gibi açık form yöntemleri B. Elle laminasyon veya elyaf püskürtme: 232e⁶ kg
• diğer prosedürler: 17e⁶ kg

2014 yılında Avrupa'da toplam 1.043 kt cam elyaf takviyeli plastik işlenmiştir.

çeşitler

Bazı tipik cam elyaf takviyeli plastik türleri şunlardır:

Tipik bileşenler

Kısa ve uzun elyaf takviyeli bileşenler

Kısa elyaf takviyeli bileşenler, esas olarak kaplama olarak kullanılır veya iyi dövülebilirlikleri ve büyük tasarım özgürlüğü nedeniyle üretilir. Kısa liflerle takviye edilmiş bileşenler , kısa lifler rastgele dağıldığından genellikle yarı izotropik bir davranışa sahiptir. Kısa elyaf takviyeli termoplastiklerin enjeksiyonla kalıplanması sırasında zayıf bir şekilde belirgin bir ortotropi ortaya çıkabilir . Lifler akış çizgileri boyunca yönlendirilir. Termoplastiklere kısa cam elyafların eklenmesi, sertliklerini, mukavemetlerini ve özellikle yüksek sıcaklıklardaki davranışlarını iyileştirir. Sünme kısa elyaf takviyeli termoplastik az temel malzemenin daha uzundur.

Sürekli fiber takviyeli bileşenler

Kesintisiz elyaf takviyeli bileşenler, tanımlanmış malzeme özellikleriyle üretilir. Hafif yapılarda giderek daha sık kullanılmaktadırlar .

• Kumaşlardan veya ince bezlerden yapılmış GRP
• Fitillerden veya tek yönlü kumaşlardan / ince bezlerden yapılan GRP ( iplik çekme işlemi kullanılarak üretilmiştir )
• Yukarıda belirtilen türlerden karışık formlar

Duroplastikler genellikle matris olarak kullanılır. Örneğin, dokuma cam elyaf yüzeyleri ve polyester reçineden yapılmış bir kompozit malzeme bilinir hale gelmiştir terimi altında cam elyafı .

Uygulamalar (seçim)

• Beton inşaatta güçlendirme
• yaprak yaylar
• Duş tekneleri ve küvetler
• Araç parçaları (örn. kaputlar, çamurluklar)
• Kılıflar ve Dönüşümler
• Küçük kalıplanmış parçalar
• Tırmanma tesisleri ile cepheleri yeşillendirmek için tırmanma yardımcıları
• Profiller ve takviyeler
• Tüp
• Rüzgar türbinleri ve helikopterler için rotor kanatları
• Planörlerin veya yüksek performanslı motorlu uçakların gövdeleri ve kanatları
• Tekne ve yat gövdeleri
• Otomobil yarışlarında araç kaplamaları
• Oyun alanı kaydırakları / kaydırakları
• Batonlar ve keman yayları
• Kaplama ve cepheler
• Tatar yayları için uzuvlar
• Balıkçılık bileşenleri
• Havai tramvay hatları için braket
• Hangar ve endüstriyel kapılar
• Baskılı devre kartı
• Soğutma kuleleri
• UHF verici antenler için koruyucu kapak
• Gıda ve kimya endüstrisi için tanklar
• heykel imalatı

Üretim ve işleme sorunları

Polyester reçineleri kullanıldığında, stiren buharları açığa çıkar. Bunlar mukoza zarlarını ve solunum yollarını tahriş eder. Bu nedenle GefStoffV , 86 mg / m³'lük bir maksimum mesleki maruziyet sınırı (AGW) öngörür . Belirli konsantrasyonlarda patlayıcı bir karışım bile ortaya çıkabilir. CTP bileşenlerinin daha sonraki işlenmesi sırasında (taşlama, kesme, testereyle kesme) camsı filamentli ince tozlar ve talaşların yanı sıra yapışkan tozlar önemli miktarlarda ortaya çıkar. Bunlar insan sağlığını ve makinelerin ve sistemlerin işlevselliğini etkiler. Etkili kurulumu çıkarma ve filtre sistemleri olduğunu gerekli böylece iş güvenliği tedbirlerine uyulması ve ekonomik verimlilik uzun vadede garanti edilebilir .

Bertaraf / geri dönüşüm

CTP, enerji sağlayan plastik bileşen ve çimento hammaddesinin bir parçası haline gelen cam bileşen ile ikame yakıt olarak çimento üretimine eklenebilir. Neocomp GmbH bu süreci geliştirdi ve şu anda kullanıyor (Eylül 2019 itibariyle).

Ayrıca bakınız

• Toplu kalıplama bileşimi
• Fiber kompozit
• Sac kalıplama bileşimi

İnternet linkleri

• Kompozit Malzemeler GmbH Enstitüsü
• AVK - Güçlendirilmiş Plastik Sanayicileri Derneği e. V.

Edebiyat

• Detlef Jens: Klasik yatlar. Cilt 2: Plastik devrimi. Koehlers Verlagsgesellschaft, Hamburg 2007, ISBN 978-3-7822-0945-8 .
• Volker Türschmann: Tozsuz ve stiren dumansız . İçinde: Plastverarbeiter Çevrimiçi. Hüthig GmbH, 26 Mayıs 2011, 11 Nisan 2016'da erişildi . 

Bireysel kanıt

1. ↑ H. Schürmann: Fiber-plastik kompozitlerle inşa etme. Springer, 2005, ISBN 978-3-540-40283-1 .
2. ↑ AVK - Güçlendirilmiş Plastik Sanayi Derneği e. V. (Ed.): El kitabı fiber kompozit plastikler. Vieweg + Teubner, 2010, ISBN 978-3-8348-0881-3 .
3. ↑ Ю.В.Апальков: Корабли ВМФ СССР. Том IV - Десантные ve минно-тральные корабли. Saint Petersburg 2007, ISBN 978-5-8172-0135-2 , s. 111 ve sonrası
4. ↑ Karadaki rüzgar türbinlerinden rotor kanatlarını geri dönüştürme seçenekleri (PDF)  ( sayfa artık mevcut değil , web arşivlerinde arama yapın )  Bilgi: Bağlantı otomatik olarak kusurlu olarak işaretlendi. Lütfen bağlantıyı talimatlara göre kontrol edin ve ardından bu uyarıyı kaldırın. Alman Rüzgar Enerjisi Birliği'nin arka plan belgesi ; 4 Şubat 2018 tarihinde erişildi.@1@ 2Şablon: Ölü Bağlantı / www.wind-energie.de  
5. ↑ Elmar Witten, Thomas Kraus, Michael Kühnel: Composites Market Report 2015. (PDF; 1.3 MB) In: avk-tv.de. AVK - Güçlendirilmiş Plastikler Sanayi Derneği , 21 Eylül 2015, 11 Nisan 2016'da erişildi . 
6. ↑ Volker Türschmann, Christian Jakschik, Hans-Jürgen Rothe: CTP üretiminde problem çözümleri - Konu: Cam elyaf takviyeli plastik parçaların (GRP) imalatında temiz hava. (PDF) (Artık çevrimiçi olarak mevcut değil.) In: ult.de. ULT AG Mart 2011, arşivlenmiş orijinal üzerinde 13 Ağustos 2012 ; 11 Nisan 2016'da erişildi . 
7. ↑ Sözlü soruya cevap: Bir rüzgar türbinini nasıl elden çıkarırsınız? Aşağı Saksonya Çevre, Enerji, Bina ve İklim Koruma Enstitüsü, 15 Haziran 2017, 23 Eylül 2019'da erişildi.
8. ↑ Simon Schomäcker: Fiberglas plastiğin geri dönüşümü: Rüzgar türbinleri yol yüzeyleri haline geliyor . Deutschlandfunk , 10 Şubat 2017; 23 Eylül 2019'da erişildi