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Die physikalischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen werden von Fasern dominiert. Das bedeutet, dass Harze und Fasern bei der Kombination sehr ähnliche Eigenschaften aufweisen wie die einzelnen Fasern. Testdaten zeigen, dass faserverstärkten Werkstoffen die Hauptlast tragen. Daher ist die Gewebeauswahl bei der Konstruktion von Verbundstrukturen entscheidend.
Bestimmen Sie zunächst die für Ihr Projekt benötigte Verstärkungsart. Ein typischer Hersteller kann zwischen drei gängigen Verstärkungsarten wählen: Glasfaser, Kohlefaser und Kevlar® (Aramidfaser). Glasfaser ist in der Regel die gängige Wahl, während Kohlefaser eine hohe Steifigkeit und Kevlar® eine hohe Abriebfestigkeit bietet. Bedenken Sie, dass verschiedene Gewebearten in Laminaten kombiniert werden können, um Hybridstapel zu bilden, die die Vorteile mehrerer Materialien vereinen.
Glasfaserverstärkungen
Fiberglas ist ein bekanntes Material. Fiberglas bildet die Grundlage der Verbundwerkstoffindustrie. Es wird seit den 1950er Jahren in vielen Verbundwerkstoffanwendungen eingesetzt und seine physikalischen Eigenschaften sind gut erforscht. Fiberglas ist leicht, hat eine mittlere Zug- und Druckfestigkeit, ist widerstandsfähig gegen Beschädigungen und zyklische Belastungen und lässt sich einfach handhaben. Die so hergestellten Produkte werden als glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) bezeichnet und sind in allen Lebensbereichen weit verbreitet. Der Name Fiberglas liegt darin begründet, dass diese Art von Faserfilamenten durch Schmelzen von Quarz und anderen Erzen bei hohen Temperaturen zu einem Glasbrei hergestellt wird. Anschließend werden die Filamente bei hoher Geschwindigkeit herausgezogen. Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung hat dieser Fasertyp viele Vorteile. Seine Vorteile sind Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und höhere Festigkeit sowie eine gute Isolierung. Kohlefaser hat den gleichen Nachteil: Das Produkt ist spröder, weniger dehnbar und nicht verschleißfest. Glasfaserverstärkter Kunststoff wird heute in vielen Bereichen wie Isolierung, Wärmeschutz, Korrosionsschutz und vielen anderen Bereichen eingesetzt.
Fiberglas ist der am häufigsten verwendete Verbundwerkstoff. Dies liegt vor allem an den relativ niedrigen Kosten und den moderaten physikalischen Eigenschaften. Fiberglas eignet sich gut für alltägliche Projekte und Teile, die kein zu anspruchsvolles Fasergewebe für zusätzliche Festigkeit und Haltbarkeit erfordern.
Um die Festigkeitseigenschaften von Fiberglas zu maximieren, kann es mit Epoxidharzen verwendet und mit Standard-Laminiertechniken ausgehärtet werden. Es eignet sich gut für Anwendungen in der Automobil-, Schifffahrts-, Bau-, Chemie- und Luft- und Raumfahrtindustrie und wird häufig in der Sportartikelindustrie verwendet.

Aramidfaserverstärkung
Aramidfasern sind hochtechnologische chemische Verbindungen. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, geringes Gewicht und weitere Eigenschaften aus und zählen zu den wichtigsten Werkstoffen in der Rüstungsindustrie. Sie finden zahlreiche Anwendungen in kugelsicherer Ausrüstung und Flugausrüstung.
Aramidfasern zählen zu den ersten hochfesten synthetischen Fasern, die sich in der faserverstärkten Kunststoffindustrie (FVK) durchgesetzt haben. Para-Aramidfasern in Verbundqualität sind leicht, weisen eine ausgezeichnete spezifische Zugfestigkeit auf und gelten als äußerst stoß- und abriebfest. Zu den gängigen Anwendungen gehören leichte Schiffsrümpfe wie Kajaks und Kanus, Flugzeugrumpfplatten und Druckbehälter, schnittfeste Handschuhe, kugelsichere Westen und vieles mehr. Aramidfasern werden mit Epoxid- oder Vinylesterharzen verwendet.

Kohlefaserverstärkung
Mit einem Kohlenstoffgehalt von über 90 % verfügt Kohlefaser über die höchste Zugfestigkeit in der FVK-Industrie. Sie weist auch die höchste Druck- und Biegefestigkeit der Branche auf. Nach der Verarbeitung werden diese Fasern zu Kohlefaserverstärkungen wie Geweben und Strängen kombiniert. Kohlefaserverstärkungen bieten eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit und sind in der Regel teurer als andere Faserverstärkungen.
Um die Festigkeitseigenschaften von Kohlefaser zu maximieren, sollte diese mit Epoxidharzen verwendet werden und kann mit Standard-Laminiertechniken ausgehärtet werden. Kohlefaser eignet sich gut für Anwendungen in der Automobil-, Schifffahrts- und Luftfahrtindustrie und wird häufig in Sportartikeln verwendet.