Verbundwerkstoffe. Verbundwerkstoffe. Jenny + Co. AG CH-8401 Winterthur Tel Fax

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1 Jenny + Co. AG CH-8401 Winterthur Tel Fax info@jenny.ch Verbundwerkstoffe Epoxid-Laminierharze Verstärkungsmaterialien Harzinfusionsverfahren Wabenkerne (Honeycomb Core) Trennmittel Verbundwerkstoffe

2 Inhaltsverzeichnis Verbundwerkstoffe - Composites Epoxid-Laminierharze Prozess Auswahl 3 Auswahlhilfe für Laminierharze 4 Verstärkungsmaterialien Allgemeine Informationen 5 Gelege 7 Glas-Gewebe 8 Carbon-Gewebe 8 Abreiss-Gewebe 9 Harzinfusionsverfahren Verbrauchsmaterial und Zubehör 9 Wabenkerne (Honeycomb Core) Aluminium Wabenkerne 10 Trennmittel Semipermanente Trennmittel 11 Wachshaltige Trennmittel 11 Seite 2

3 Prozess Auswahl Handlaminieren Technik Das Gewebe wird nacheinander in der Form mit Harz getränkt, dann entgast. Nach Beendigung des Laminierens bleibt das Vakuum zum Verdichten während der Polymerisation. Vorteile Einfache Anwendung, braucht wenig oder keine Ausrüstung. Harzeigenschaften: Mittlere Viskosität, damit auch senkrecht laminiert werden kann. Infusionsverfahren Technik Das Gewebe ist unter Vakuum zwischen einer festen Form und einer Vakuum- Folie. Das Harz wird durch das Gewebe gesaugt. Vorteile Das Harz wird ohne Überschuss gleichmässig verteilt, keine Berührung mit dem Harz. Harzeigenschaften: Tiefe Viskosität und gute Tränkungseigenschaften RTM (Resin Transfer Moulding) Technik Das Gewebe wird in eine zweiteilige feste Form gelegt. Das Harz wird mit oder ohne Hilfe von Vakuum eingespritzt. Vorteile Teile sind beidseitig sofort fertig, enge Toleranzen. Harzeigenschaften: Sehr tiefe Viskosität, sehr gute Tränkungseigenschaften Filament winding Technik Die Fasern sind auf einen rotierenden Dorn aufgewickelt. Die Bewegung des Auftragskopfes entlang der Rotationsachse ermöglicht das Richten der Fasern. Vorteile Fortlaufender Prozess zur Herstellung von Rotationsteilen. Harzeigenschaften: Hohe Bruchdehnung, lange Topfzeit. Seite 3

4 Epoxid Laminierharze Auswahlhilfe für Laminierharze SikaAxson Epoxid-Laminierharze sind entwickelt worden für die entsprechenden Anwendungen, basierend auf dem neusten Stand, einfach in der Anwendung und unter strickter Einhaltung der neusten Gefahrenverordungen. Die untenstehende Tabelle sind eine Auswahl der SikaAxson Produktepalette nach deren Anwendung. Produktübersicht Composite-Materialen Epoxid Laminierharze für Bauteile Produkt Beschreibung TG ( C) Handlaminat Infusion RTM EPOLAM verschiedene Härter Lloyd s zertifiziert EPOLAM 2020 gute mechanische Festigkeit, Beschleuniger erhältlich EPOLAM 2500 selbstverlöschend nach FAR RSF 816 UV beständig Hochglanz Deckschicht Biresin CR80 grosse Bauteile lange Topfzeiten Epoxid Laminierharze für Werkzeuge (Tooling) Produkt Beschreibung TG ( C) Handlaminat Infusion RTM EPOLAM 2010 Verschiedene Härter universell einsetzbar Biresin CR131 Verschiedene Härter Biresin CR132 Basissystem einer C Produktefamilie EPOLAM Hohe Temperaturbeständigkeit lange Topfzeit Seite 4

5 Verstärkungsmaterialien für Verbundwerkstoffe Allgemeine Informationen Inhalt Fasern: Glas, Carbon, Aramid Gewebe - Webarten (Leinwand, Köper, Satin) Multiaxiale Gelege Begriffe von A-Z (siehe Glas Aufgrund des hervorragenden Preis/Leistungsverhältnisses ist die E- Glasfaser das gebräuchlichste Verstärkungsmaterial für Faserverbundwerkstoffe. Glasfasern werden nach ihrer tex-zahl (g/1000m) klassifiziert. Verbundwerkstoffe aus Glasfasern werden als GFK bezeichnet. Hohe Zug- und Druckfestigkeit Gute Steifigkeit Gute Schlagzähigkeit Gute Temperaturbeständigkeit Günstiger Preis Kohlenstoff (Carbon) High-Tech-Faser mit herausragendem Eigenschaftsprofil. Carbonfasern unterscheidet man nach der Anzahl der in einem Roving zusammengefassten Filamente (1K = 1000 Filamente pro Roving). Kohlefaserverbundwerkstoffe werden als CFK (Carbon-Faser-Kunststoff) bezeichnet. Extrem hohe Zug- und Druckfestigkeit Extrem hohe Steifigkeit Geringer Wärmeausdehnungskoeffizient Hohe chemische Beständigkeit Gute Temperaturbeständigkeit Gute elektrische Leitfähigkeit Aramid Dieser Fasertyp kommt aufgrund folgender Vorteile hauptsächlich für ballistischen Schutz zum Einsatz. Aramidfaserverbundwerkstoffe werden als AFK bezeichnet. Extrem hohe Festigkeit Extrem hohe Schlagzähigkeit Gute chemische Beständigkeit Seite 5

6 Gewebe - Webarten In Hochleistungsfaserverbundwerkstoffen werden zur Verstärkung im allgemeinen Gewebe eingesetzt. Eine Vielzahl verschiedener Gewebesorten kommen zum Einsatz, wobei die Leinwandbindung, die Köperbindung und die Atlasbindung am bekanntesten sind. Die Fadendichte und die Gewebebindung beeinflussen massgeblich die Umformbarkeit und die Eigenschaften des Endprodukts. Leinwand Gewebe Köper Gewebe Atlas Gewebe (Plain, taffetas) (Twill, sergé) (Satin) Leinwand-Bindung Einfache Webart, bei der der Schussfaden jeweils einen Kettenfaden überkreuzt. Sie gewährleistet eine gute Dimensionsstabilität und ein geringes Ausfransen beim Zuschneiden. Köper-Bindung Mehrere Kettfäden werden übersprungen (2-3). Sehr schmiegsam und drapierbar. Sie lassen sich weniger gut zuschneiden. Atlas-Bindung Mehrere Kettfäden werden übersprungen (bis zu 7). Sehr schmiegsam und gut drapierbar. Sie lassen sich weniger gut zuschneiden. Ergeben eine besonders glatte Oberfläche. Multiaxiale Gelege Gelege sind nichtgewobene textile Flächengebilde, deren Fasern endlos und parallel nebeneinander abgelegt sind, und die durch einen Nähfaden in ihrer Lage festgehalten werden. Durch Übereinanderlegen von Faserlagen in verschiedenen Winkeln können Verstärkungsmaterialien mit belastungsgerechter Faserorientierung hergestellt werden. Durch die gestreckte Lage der Fasern werden mit Gelegen, bei gleicher Wandstärke des Laminates, höhere mechanische Festigkeiten erzielt, als mit Geweben. Multiaxiale Gelege können ganz oder speziell auf die Anforderungen des Anwenders zugeschnitten werden. Dabei sind folgende Parameter veränderbar: Anzahl der Einzellagen Orientierung der Einzellagen Gewicht der Einzellagen Art der Fasern Gelegbreite Seite 6

7 Gelege aus Carbon-, Glas- und Aramid-Fasern Selcom S.r.l. ist Hersteller von Multiaxialen Gelegen aus hochwertigen Fasern wie Carbon, Glas und Aramid fokussierte sich Selcom auf den Markt der high performance Gelege für den Composite Bereich. Unidirektionale Gelege Unidirektional genäht mit unterschiedlicher Orientierung (0º/90º/30º). Da das Gelege genäht ist, kann es in Streifen geschnitten werden, ohne dass die Fasern auseinanderfallen. Unidirektionale Bänder auf konventionelle Art mit Kette und Schuss hergestellt (0 ). Wird das Band aufgeschnitten fallen die Fasern auseinander. Biaxiale Gelege Biaxiale Gelege werden durch 2 Lagen von parallelen Fasern in 2 Richtungen hergestellt und mit Polyestergarn genäht. Die üblichsten Ausrichtungen der Fasern sind ±45 und 0 /90, ±30 und ±60 (die Längsrichtung ist 0 ). Triaxiale Gelege Triaxiale Gelege werden durch 3 Lagen von parallelen Fasern in 3 Richtungen hergestellt und mit Polyestergarn genäht. Die üblichsten Ausrichtungen der Fasern sind 0º±45º und +45º 90º -45º (die Längsrichtung ist 0 ). Gelege Spezialanfertigungen Multiaxial technology erlaubt Konstruktionen bis zu 5 Lagen in verschiedenen Richtungen. Mit einer Doppelproduktion können bis zu 8-10 Lagen Gelege hergestellt werden. Da die Gelege zweimal genäht werden sind sie sehr steif und daher schwierig zu handhaben für Handlaminate. Seite 7

8 Glas-Gewebe Aufgrund des hervorragenden Preis/Leistungsverhältnisses ist die E- Glasfaser das gebräuchlichste Verstärkungsmaterial für Faserverbundwerkstoffe. E-Glasgewebe Gewicht Webart Fadenzahl Breite Dicke g/m2 Kette Schuss cm mm 48 Leinwand Leinwand Köper 2x Köper 2x Köper 2x Kohlenstoff (Carbon) - Gewebe High-Tech-Faser mit herausragendem Eigenschaftsprofil. Carbonfasern unterscheidet man nach der Anzahl der in einem Roving zusammengefassten Filamente (1K = 1000 Filamente pro Roving). Carbon-Gewebe Gewicht Webart Kette Schuss Breite Dicke g/m2 cm mm 200 Köper 2x2 3 K 3 K Köper 2x2 12 K 12 K Rollenlängen 100 Meter Weitere Flächengewichte, Webarten und Qualitäten auf Anfrage Seite 8

9 Abreissgewebe (Peel Ply) Abreissgewebe werden als letzte Schicht auf das Laminat eingebracht und nach dem Aushärten kurz vor der Weiterverarbeitung wieder abgeschält. Man erhält dadurch eine rauhe, saubere Oberflächenstruktur, die ein Anschleifen und Reinigen vor dem Kleben oder Lackieren erspart. Abreissgewebe aus Polyamidfasern Gewicht Webart Fadenzahl Breite Dicke g/m2 Kette Schuss cm mm 83 Leinwand Leinwand Leinwand Leinwand Harzinfusionsverfahren Das Harzinfusionsverfahren ist eine effiziente Methode zur Herstellung von Verbundwerkstoff-Strukturen, welche in der Qualität zwischen Nasslaminaten und Prepreg eingeordnet sind. SikaAxson bietet ausgewählte hochwertige und leistungsfähige Epoxidharzsysteme für das Harzinfusionsverfahren an. Ergänzt wird die Palette durch verschiedene Verstärkungsmaterialien, sowie verschiedene Verbrauchsmaterialien und Zubehör. Verbrauchsmaterialien und Zubehör Produkt Vakuumfolie Infusionsnetz Vakuum-Klebeband 90 C Spiralrohr für Infusion Anwendung einlagige Folie Fliesshilfe zur Beeinflussung des Harzflusses Tacky Tape zum Abdichten der Vakuumfolie zum Absaugen und für eine gleichmässige Harzzuführung Seite 9

10 Wabenkerne (Honeycomb Core) Wabenkerne (Honeycomb Core) werden zur Herstellung von Leichtbaukonstruktionen verwendet. Das Kernmaterial wird normalerweise in Sandwichbauweise zwischen zwei dünne Deckschichten aus Aluminium oder einem anderen hochfesten Verbundmaterial eingebracht. Mit Hilfe eines Klebstoffs werden die Deckschichten mit dem Wabenkern verbunden. Die so entstandene Wabenplatte bietet eine Konstruktion, die eines der derzeit besten Verhältnisse von Festigkeit zu Gewicht aufweist. ALUMINIUM Wabenkern 3003 (kommerzielle Qualität) Beschreibung Die Aluminium Wabe 3003 ist ein leichtes Kernmaterial, das exzellente Stabilität und Korrosionsbeständigkeit für industrielle Anwendungen zu niedrigen Kosten bietet. Der Wabenkern wird aus Folie in 3003 Aluminiumlegierung hergestellt. Eigenschaften Einsatztemperatur bis zu 177 C Hohe thermische Leitfähigkeit Flammbeständig Exzellente Feuchtigkeits- und Korrosionsbeständigkeit Widerstandsfähig gegenüber Pilzen Niedriges Gewicht / hohe Stabilität Anwendungen Werkzeugbaupaneelen, Decken- und Bodenpaneelen, Regale, Arbeitsplatten und andere Anwendungen, für die erhöhte physische und mechanische Eigenschaften nicht benötigt werden. Mechanische Eigenschaften Zell-Grösse Dichte Dicke Druck Schub (L) Schub (W) Festigk. Modul Festigk. Modul Festigk. Modul mm Zoll kg/m3 lbs/ft3 mm MPa MPa MPa MPa MPa MPa 6.4 1/ / / / Standardformate Breite L Bandrichtung 1270 mm Länge W Expansionsrichgung 2540 mm Dicke Minimum 6 mm Dicke Maximum 150 mm Die Wabenkerne sind mit oder ohne Zellperforation erhältlich. Die Zellperforation dient dazu, die Be-/ Entlüftung der Zellen für bestimmte Anwendungen zu erleichtern. Seite 10

11 Semipermanente Trennmittel Die semipermanenten Trennmittel von Marbocote sind für alle Composite Herstellungsprozesse geeignet. Vorteil Hoher Glanz oder matte Oberfläche Schnelle und einfache Anwendung Sprühauftrag möglich Kostengünstig pro entformtes Teil Hohe Trenneigenschaften Auswahlhilfe Anwendungen semipermanenter Trennmittel als PDF verfügbar Reiniger Marbocote Cleaner Formreiniger auf Lösungsmittelbasis Porenfüller, Versiegler Marbocote Mould Sealer Marbocote RS415 Porenfüller für Epoxid-, Polyester- und Metallformen Porenfüller für Epoxid- und Metallformen Marbocote 2002 Porenfüller für Epoxid-Platten (z.b. LAB 973, LAB 975) Semipermanente Trennmittel Marbocote 220 hochglanz Trennmittel wipe on / verteilen Marbocote 227 mattes Trennmittel wipe on Marbocote TRE 45 ECO matt (Luftfahrt-Zulassung) wipe on oder wipe on / verteilen Marbocote HP7 hochglanz Trennmittel wipe on Wachshaltige Trennmittel Allgemeiner Anwendungsbereich der wachshaltigen Trennmittel sind Formen und Modelle aus hauptsächlich nicht porösen Materialien wie Kunstharz, Kunststoffe, Metall oder lackiertes Holz. Trockene Trennmittel (polierbar) Sika Liquid Wax-815 Trennwachs in flüssiger Form nicht poröse Oberflächen Sika Pasty Wax-818 Trennwachs in Pastenform leicht poröse Oberflächen Seite 11