Bei Anwendungen, bei denen der Endverbraucher der Verbraucher ist, müssen Verbundwerkstoffe in der Regel bestimmte ästhetische Anforderungen erfüllen.faserverstärkten Werkstoffensind ebenso wertvoll in industriellen Anwendungen, wo Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit und Haltbarkeit die Leistungsfaktoren sind. #Ressourcenhandbuch#Funktion#Upload
Obwohl der Einsatz von Verbundwerkstoffen in Hochleistungsmärkten wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie oft große Aufmerksamkeit in der Branche erregt, werden die meisten Verbundwerkstoffe in nicht hochleistungsfähigen Teilen eingesetzt. Der industrielle Endmarkt fällt in diese Kategorie, wo die Materialeigenschaften in der Regel auf Korrosionsbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit und Langlebigkeit ausgerichtet sind.
Langlebigkeit ist eines der Ziele von SABIC (mit Sitz in Riad, Saudi-Arabien), dessen Produktionsstätte im niederländischen Bergen liegt. Die Anlage nahm 1987 den Betrieb auf und verarbeitet Chlor, starke Säuren und Laugen bei hohen Temperaturen. In der stark korrosiven Umgebung können Stahlrohre bereits nach wenigen Monaten versagen. Um maximale Korrosionsbeständigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, entschied sich SABIC von Anfang an für glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) als Hauptbestandteil von Rohren und Ausrüstung. Dank jahrelanger Material- und Fertigungsverbesserungen konnten Verbundteile entwickelt werden, deren Lebensdauer auf 20 Jahre verlängert wurde und ein häufiger Austausch nicht erforderlich ist.
Von Beginn an verwendete Versteden BV (Bergen op Zoom, Niederlande) GFK-Rohre, -Behälter und -Komponenten von DSM Composite Resins (heute Teil von AOC, Tennessee, USA, und Schaffhausen, Schweiz). Insgesamt wurden im Werk 40 bis 50 Kilometer Verbundrohrleitungen installiert, darunter rund 3.600 Rohrabschnitte unterschiedlicher Durchmesser.
Je nach Design, Größe und Komplexität des Teils werden Verbundkomponenten im Filamentwickel- oder Handlegeverfahren hergestellt. Eine typische Rohrleitungsstruktur besteht aus einer inneren Korrosionsschutzschicht mit einer Dicke von 1,0–12,5 mm, um optimale chemische Beständigkeit zu gewährleisten. Die 5–25 mm dicke Strukturschicht sorgt für mechanische Festigkeit; die etwa 0,5 mm dicke Außenbeschichtung schützt die Fabrikumgebung. Die Auskleidung sorgt für chemische Beständigkeit und fungiert als Diffusionsbarriere. Diese harzreiche Schicht besteht aus C-Glasvlies und E-Glasmatte. Die Standard-Nenndicke liegt zwischen 1,0 und 12,5 mm, das maximale Glas/Harz-Verhältnis beträgt 30 % (gewichtsbezogen). Manchmal wird die Korrosionsbarriere durch eine thermoplastische Auskleidung ersetzt, um eine höhere Beständigkeit gegenüber bestimmten Materialien zu erreichen. Das Auskleidungsmaterial kann Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Ethylenchlortrifluorethylen (ECTFE) umfassen. Mehr zu diesem Projekt erfahren Sie hier: „Korrosionsbeständige Rohrleitungen für lange Strecken“.
Die Festigkeit, Steifigkeit und das geringe Gewicht von Verbundwerkstoffen werden auch im Fertigungsbereich immer wichtiger. CompoTech (Sušice, Tschechische Republik) beispielsweise ist ein integriertes Dienstleistungsunternehmen, das sich mit der Entwicklung und Herstellung von Verbundwerkstoffen befasst und sich auf fortschrittliche und hybride Filamentwickelanwendungen spezialisiert hat. Für Bilsing Automation (Attendorn, Deutschland) hat das Unternehmen einen Roboterarm aus Kohlefaser entwickelt, der eine Nutzlast von 500 Kilogramm bewegen kann. Die Last und die vorhandenen Stahl-/Aluminiumwerkzeuge wiegen bis zu 1.000 kg, der größte Roboter stammt jedoch von KUKA Robotics (Augsburg, Deutschland) und kann nur bis zu 650 kg handhaben. Die Vollaluminium-Alternative ist mit einer Nutzlast-/Werkzeugmasse von 700 kg immer noch zu schwer. Das CFK-Werkzeug reduziert das Gesamtgewicht auf 640 kg, sodass der Einsatz von Robotern möglich wird.
Eine der CFK-Komponenten, die CompoTech an Bilsing lieferte, ist ein T-förmiger Ausleger (T-Ausleger), ein T-förmiger Träger mit quadratischem Profil. T-Ausleger sind ein gängiges Bauteil von Automatisierungsanlagen, die traditionell aus Stahl und/oder Aluminium gefertigt werden. Sie dienen dem Transport von Teilen von einem Fertigungsschritt zum nächsten (z. B. von einer Presse zu einer Stanzmaschine). Der T-Ausleger ist mechanisch mit dem T-Balken verbunden, und der Arm dient zum Transport von Materialien oder Rohteilen. Jüngste Fortschritte in Fertigung und Design haben die Leistung von CFK-T-Pianos in Bezug auf wichtige Funktionsmerkmale verbessert, vor allem Vibration, Durchbiegung und Verformung.
Dieses Design reduziert Vibrationen, Durchbiegungen und Verformungen in Industriemaschinen und trägt dazu bei, die Leistung der Komponenten selbst und der damit arbeitenden Maschinen zu verbessern. Lesen Sie hier mehr über den CompoTech-Boom: „Composite T-Boom kann die industrielle Automatisierung beschleunigen.“
Die COVID-19-Pandemie hat einige interessante Verbundwerkstofflösungen inspiriert, die die Herausforderungen der Krankheit bewältigen sollen. Imagine Fiberglass Products Inc. (Kitchener, Ontario, Kanada) ließ sich von der COVID-19-Teststation aus Polycarbonat und Aluminium inspirieren, die Anfang des Jahres vom Brigham and Women's Hospital (Boston, Massachusetts, USA) entworfen und gebaut wurde. Imagine Fiberglass Products Inc. (Kitchener, Ontario, Kanada) entwickelte eine eigene, leichtere Version aus glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen.
Die IsoBooth des Unternehmens basiert auf einem Design, das ursprünglich von Forschern der Harvard Medical School entwickelt wurde. Sie ermöglicht es Klinikern, getrennt von den Patienten zu stehen und Abstrichtests mit behandschuhten Händen durchzuführen. Das Regal oder die maßgeschneiderte Ablage vor der Kabine ist mit Testkits, Zubehör und einem Behälter für Desinfektionstücher ausgestattet, um Handschuhe und Schutzabdeckungen zwischen den Patienten zu reinigen.
Das Imagine Fiberglass-Design verbindet drei transparente Sichtscheiben aus Polycarbonat mit drei farbigen Glasfaser-/Polyesterfaserplatten. Diese Faserplatten sind mit einem Polypropylen-Wabenkern verstärkt, wo zusätzliche Steifigkeit erforderlich ist. Die Verbundplatte ist geformt und außen mit einem weißen Gelcoat beschichtet. Die Polycarbonatplatte und die Armöffnungen werden auf CNC-Fräsen von Imagine Fiberglass bearbeitet; die einzigen Teile, die nicht im eigenen Haus gefertigt werden, sind die Handschuhe. Die Kabine wiegt etwa 40 kg, kann problemlos von zwei Personen getragen werden, ist 84 cm tief und für die meisten handelsüblichen Türen geeignet. Weitere Informationen zu dieser Anwendung finden Sie unter: „Glasfaserverbundwerkstoffe ermöglichen ein leichteres COVID-19-Prüfstandsdesign.“
Willkommen beim Online-SourceBook, dem Gegenstück zum SourceBook Composites Industry Buyer's Guide, der jedes Jahr von CompositesWorld veröffentlicht wird.
Der erste V-förmige kommerzielle Speichertank der Composites Technology Development Company läutet das Wachstum des Filamentwickelverfahrens in der Druckgasspeicherung ein.