Fasern

 

Einfache Formel zur Berechnung der Laminatdicke

d = (n • q) : (ρ • φ • 1000)

d = Laminatdicke
n = Anzahl Gewebelagen
q = Flächengewicht des Gewebes in g/m²
ρ = Dichte der Faser
φ = Faservolumenanteil (z.B. 50 %)

 

Warum hat ein Laminat eine wesentlich geringere Zugfestigkeit als die reine Faser ?

Mir ist aufgefallen, dass der Wert für die Zugfestigkeit der verschiedenen Faserarten (Glas, Aramid, Dyneema, Kohle, Basalt) erheblich von den Werten des fertigen Epoxydharzlaminates abweicht.

Der große Unterschied zwischen den Werten für die reine Faser und dem Laminat ergibt sich aus der Tatsache, dass die Werte für die Faser fast schon theoretisch sind, und nur für das einzelne Filament gelten. Da die Gewebe aus Garnen hergestellt sind, diese Garne wiederum aus Filamenten, und sowohl Garn als auch Filament einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, ist leicht zu erkennen, warum der Wert pro mm² wesentlich niedriger sein muss.

Zwischen den Filamenten und den Garnen liegt ein beträchtlicher Abstand; selbst wenn es gelänge, alle Filamente (+ Garne) so aneinander zu pressen, dass sie sich berühren, wäre immer noch ein Hohlraum dazwischen. Dieser Hohlraum trägt natürlich nicht zur Festigkeit bei, wird aber beim Laminat-Wert -N/mm²- mit berücksichtigt.

Ein weiterer Grund, warum die Zugfestigkeit der Faser so gravierend von der Zugfestigkeit des Laminates abweicht, ist die Tatsache, dass die Haftung der Matrix zur Faser einen wesentlichen Schwachpunkt darstellt. Hinzu kommt noch, dass selbst das beste Harzsystem kaum in der Lage ist, die auftretenden Kräfte ohne Verluste zwischen den Fasern zu übertragen.

Weitere Unterschiede ergeben sich durch die Anordnung der Fasern im Laminat, je gestreckter (nicht gewellt) die Faser im Laminat liegt, desto höher die Festigkeit.

Was bedeutet die Angabe "k" bei Geweben?

Bei der Beschreibung von Kohlegeweben oder Kohleschläuchen oder Kohlelitzen, liest man öfters die Angabe: soundsoviel Fäden 1k oder 3k oder 6k oder 12k. Was bedeutet das?

k = kilo = 1000, 1k-Garn (auch als "Faden" bezeichnet) besteht aus 1000 einzelnen Fasern (Fachbegriff = Filamente)

Je feiner der Faden, desto feiner (und teurer) ist das Verstärkungsmaterial. Bei Preisvergleichen sollte man deshalb immer auch prüfen, welche Garne (Fäden) verwendet werden und wieviele Fäden pro cm verwebt wurden.

Im eShop von R&G finden Sie unter "Garnart" Produktfilter für die Garnfeinheit.

 

R&G Kohlefasergewebe 245 g/m2 aus 3k-Garnen (HT-Kohlefaser), 6 x 6 Fäden/cm in Kette/Schuss

 

1k-Kohleroving