Verbundwerkstoffe

Verbundwerkstoffe werden auch als Kompositwerkstoffe bezeichnet. Wenn Sie eine bestimmte Anforderung an einen Werkstoff haben, die Sie in der Standardausführung nicht finden können, dann ist ein Verbundwerkstoff die richtige Wahl. Der Grundwerkstoff wird dabei entsprechend den Anforderungen modifiziert und mit anderen Werkstoffen kombiniert. Im Großen und Ganzen gilt: Ein Verbundwerkstoff soll die Vorteile des Verbundes verstärken.

Verbundwerkstoffe sind Kombinationen aus zwei oder mehr Materialkomponenten. Damit bekommt ein Verbundwerkstoff zusätzliche Eigenschaften, die einzeln nicht vorhanden sind. Im Idealfall neutralisieren sich dabei die negativen Eigenschaften der jeweiligen Werkstoffe. Bei Verbundwerkstoffen werden die Werkstoffkomponenten als „Matrix und „Verstärkung“ bezeichnet.

Einteilung der Verbundwerkstoffe

Während bei Legierungen und Polymeren die Werkstoffe eine untrennbare Verbindung miteinander eingehen, bleiben bei Verbundwerkstoffen die Einzelsubstanzen erhalten. Die Struktur ist in der Regel aber mit dem bloßen Auge nicht mehr zu erkennen.

Verbundwerkstoffe werden in vier Kategorien eigeteilt:

  • Faserverbundwerkstoffe (z.B. Honeycomb aus Polypropylen und Polycarbonat)
  • Teilchenverbundwerkstoffe (z.B. Hartmetall)
  • Schichtverbundwerkstoffe (z.B. DIBOND® und Sperrholz)
  • Durchdringungsverbundwerkstoffe (auch Kontaktwerkstoffe bezeichnet)

Anwendungsbeispiele für Verbundwerkstoffe

Ein praktisches Beispiel für Verbundwerkstoffe ist die Anwendung in der Formel 1. Die Anforderungen an das Material betreffen dort zwei Eigenschaften: Die Sicherheit des Fahrers und die Schnelligkeit des Fahrzeugs.
Schnelligkeit hängt im Rennsport unter anderem auch vom Gewicht ab. Das ist ein Grund, der zur Entwicklung vom Verbundwerkstoff Karbon beigetragen hat. Karbon ist ein Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, aus dem die Chassis im Rennsport gefertigt werden. Der Verbundwerkstoff ist sehr leicht und zugleich sehr stabil. Diese beiden Anforderungen kann ein einzelner Werkstoff kaum erfüllen.

Weitere Anwendungsbeispiele für Verbundwerkstoffe:

  • Getränkeverpackungen (Papier beschichtetes Aluminium)
  • Swimming-Pools (Faserverstärkter Verbund als Alternative zu Stahl verzinkt)
  • Hochbau (Stahlbeton)

Nicht nur im Hochleistungssport, sondern auch im Alltag werden Verbundwerkstoffe für bestimmte Einsatzbereiche benötigt. So finden die Werkstoffe beispielsweise bei Werbeaufstellern Verwendung. Vor einigen Jahrzehnten wurden solche Schilder noch aus Holz gefertigt. Das Material ist wesentlich leichter als Metall und kann von Hand bemalt werden. Allerdings ist Holz nicht witterungsbeständig. Dazu kam, dass Digitaldruck die manuelle Bemalung abgelöst hat. Verbundwerkstoffe bieten dafür die optimale Lösung.

Ein Ziel der Verbundwerkstoffe ist immer, die Vorteile des jeweiligen Verbunds zu verstärken. Dies gilt nicht nur für das Gewicht, sondern auch für Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit, elektrische und thermische Isolation sowie viele andere Eigenschaften.

Verbundwerkstoffe bei materials4me

Polyamide zählen zu den Faserverbundwerkstoffen. Bei materials4me können Sie zum Beispiel Polyamid als Rundstab bestellen.
Als Verbundwerkstoff käme Polyamid GF30 in Frage. Der Zusatz GF 30 steht für einen Glasfaseranteil von 30 %. Dieser Glasfaseranteil erhöht wiederum die Festigkeit und Stabilität im Vergleich zu reinem Kunststoff. In folgendem Artikel erfahren Sie mehr über die Unterschiede zwischen Polyamid 6 und Polyamid 66.

Vor und Nachteile von Verbundwerkstoffen

Verbundwerkstoffe sind aufgrund ihrer Modifizierung oft teurer als der einzelne Werkstoff. Das trifft auch auf Karbon zu. Möglicherweise lässt sich Ihr Vorhaben aber mit Aluminium realisieren, was ebenfalls ein sehr leichter Werkstoff ist. Damit hätten Sie eine günstigere Alternative.
Auch aufgrund der Optik fällt die Materialauswahl oft auf einen Verbundwerkstoff. Daher gilt zu überlegen, ob das Aussehen für Ihr Projekt eine Rolle spielt oder nicht. Auch hier können Sie am Ende wieder viel Geld sparen. Pressspanplatten sind zum Beispiel günstiger als Massivholzplatten.
Neben Optik und Kosten spielen natürlich auch unterschiedliche mechanische Eigenschaften eine große Rolle. Dazu zählen zum Beispiel das Gewicht und die Festigkeit des Werkstoffs.

Wenn Sie mehr über einen bestimmten Verbundwerkstoff wissen möchten, dann schreiben Sie gerne eine Nachricht ins Kommentarfeld oder kontaktieren Sie und via E-Mail.

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