Glasfaserverstärkte Kunststoffe, kurz: GFK, sind als moderner Verbundwerkstoff aus vielen Industrien nicht mehr wegzudenken. Denn das vielseitig einsetzbare Material vereint viele Vorteile in sich. Sechs der Wichtigsten haben wir hier für Sie zusammengefasst.
GFK: Verbundwerkstoff mit vielen Talenten
GFK als Verbundwerkstoff setzt sich immer aus einer Kunststoffmatrix und verstärkenden Glasfasern zusammen. Je nach Herstellungsverfahren und Art der Fasern können so Profile, Hohlkörper, Matten oder andere Bauteile aus GFK entstehen. Was alle Verfahren vereint: Sie ermöglichen es, die Vorteile, die GFK gegenüber traditionellen Werkstoffen haben, für den gewünschten Anwendungszweck zu nutzen.
Vorteil 1: Als Verbundwerkstoff punktet GFK mit geringem Gewicht
GFK ist im Vergleich zu klassischen Werkstoffen besonders leicht. Daher bringt es als Verbundwerkstoff in Sachen Gewicht gleich zwei Vorteile mit sich:
- Bei gleicher Materialstärke und identischen Abmessungen können Sie mit einem GFK erheblich Gewicht einsparen.
- Bauteile aus GFK können bei gleichbleibendem Gewicht dicker, länger oder größer sein als die gleichen Teile aus anderen Werkstoffen.
Daraus ergeben sich Vorteile für das finale Objekt (beispielsweise bei Flugzeugen oder Autos) oder bei Produktion und Aufbau. So lassen sich beispielsweise größere Brückenteile mit einem herkömmlichen Kran bewegen, was die Bauzeit und Komplexität deutlich verringert – und damit auch die Kosten.
Vorteil 2: Hohe Festigkeit
Trotz seines vergleichsweise geringen Gewichts kann GFK als Verbundwerkstoff mit einer hohen Festigkeit und Stabilität überzeugen. Je nach Art des glasfaserverstärkten Kunststoffs steht er in seiner Festigkeit Materialien wie Stahl in nichts nach. Besonders Kombinationen aus Endlosglasfasern und Polyesterharzen als Matrix sind hochfest und formstabil.
Vorteil 3: Gute Beständigkeit
Bauteile aus GFK halten einiges aus, denn das Material weist eine gute Beständigkeit gegenüber den unterschiedlichsten Medien und Einflüssen auf. Zu den praktischsten Eigenschaften gehören unter anderem:
- UV- und Witterungsbeständigkeit: Sonnenlicht, Wind, Regen, Schnee, aber auch Salzwasser in maritimer Umgebung können GFK nichts anhaben.
- Hitzeresistenz: Einmal ausgehärtete GFK auf Duroplast-Basis bleiben auch bei hohen Temperaturen formstabil.
- Korrosionsbeständigkeit: GFK rosten nicht und sind daher ideal für den Außeneinsatz geeignet.
- Chemische Beständigkeit: Ob Flüssigdünger in der Landwirtschaft oder unterschiedliche Säuren in der chemischen Industrie – GFK ist gegenüber einer Vielzahl an Stoffen wie Säuren oder Laugen
Außerdem sind Bauteile aus GFK in der Regel thermisch und elektrisch isolierend, was weitere Einsatzbereiche möglich macht, in denen beispielsweise Metall nicht infrage kommt.
Vorteil 4: GFK ist ein Verbundwerkstoff, der sich einfach verarbeiten lässt
Bestimmte Profile oder Hohlkörper können direkt bei der Herstellung des Materials angelegt werden und müssen nur noch final zugeschnitten werden. Die Verarbeitung von GFK ähnelt im Aufwand der von Holz: Einfaches Sägen, Schleifen und Co. reichen im Normalfall aus. Einsatz von großer Hitze, wie es beispielsweise bei der Verarbeitung von Stahl oder ähnlichem benötigt wird, fällt hier nicht an. Und auch Schäden im Kunststoff können einfach repariert werden. Somit sind die Bauteile langlebiger und auf lange Sicht kostensparend.
Vorteil 5: GFK können Sie vielseitig einsetzen
Die vielen Möglichkeiten in der Verarbeitung und die zahlreichen positiven Eigenschaften, die GFK auszeichnen, führen dazu, dass der Verbundwerkstoff extrem vielseitig eingesetzt werden kann. Wer selbst GFK produzieren möchte, kann damit verschiedenste Branchen und Anwender beliefern. Und auch innerhalb von Unternehmen lässt sich GFK auf vielfältige Weise in der Produktion nutzen. Zu den möglichen Einsatzgebieten in den einzelnen Branchen zählen zum Beispiel:
- Automobilbranche: Spoiler, Front- und Heckklappen, Kotflügel, Dachmodule, alle Teile der Karosserie
- Luft- und Raumfahrttechnik: Antennen, Trägermasten, Licht- und Funkanlagen
- Energiebranche: Rotorblätter von Windenergieanlagen, Tanks und Rohre
- Maschinen- und Anlagebau: Tanks, Rohre, Kleinformteile, Verkleidungen, Werkstückträger, Spindeln
- Sport und Freizeit: Hochsprungstäbe, Spielplatzrutschen, Angelruten, Turngeräte, Fahrradrahmen
Vorteil 6: Der Verbundwerkstoff GFK überzeugt durch eine erfreuliche Ökobilanz
Nachhaltigkeit spielt eine immer wichtigere Rolle in allen produzierenden Gewerben. Glücklicherweise kann auch in diesem Bereich das Multitalent GFK punkten. Einerseits sinkt durch das geringere Gewicht des Verbundwerkstoffs der Ressourcenverbrauch für den Transport und die Montage. Das Materials verschleißt zudem seltener und muss nicht so schnell entsorgt werden. Andererseits ist bereit die Herstellung von GFK-Verbundwerkstoffen überraschend nachhaltig:
- Sie verbrauchen bei Herstellung im Schnitt etwas über 100 MJ/dm³ an Energie. Zum Vergleich: Für die gleiche Menge Stahl werden fast 400 MJ benötigt, Aluminium kommt sogar auf einen Energieverbrauch von über 500 MJ/dm³.
- GFK ist recyclebar. Muss das Material doch einmal ersetzt werden, können die Kunststoffe als Brennmaterial genutzt oder zu recycelten Fasern verarbeitet werden.
- Durch die hohe Medienbeständigkeit und Robustheit ist der Einsatz ökologisch bedenklicher Oberflächenbehandlungen nicht notwendig.
Ein vielseitiger Verbundwerkstoff
GFK lässt als Verbundwerkstoff kaum Wünsche offen. Mit der Wahl der passenden Kunststoffmatrix und dem geeigneten Herstellungsverfahren können Sie das Material an zahlreiche Anwendungsbereiche anpassen. Die Vorteile sprechen dabei für sich. Vor allem die finanziellen Aspekte können bei der Entscheidung für die Integration von GFK in die internen Produktionsprozesse ausschlaggebend sein: Die höheren Anfangskosten für das reine Material werden durch die Einsparungen bei Verarbeitung, Transport und Wartung schnell wieder reingeholt.
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