Verbundwerkstoffe und Membansysteme

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Verbundwerkstoffe

File name: /stl/Fasern.stl
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Gegeneinander verschränkt angeordnete Fasern

Spoiler Foto: Nissan GT-R (R35) carbon fiber spoiler von Yahya S. unter CC BY 2.0

Parallel angeordnete Fasern

Beton Foto: Confined bars specimens von Eliene Pires Carvalho unter CC BY 4.0

Teilchenverbundwerkstoffe

  • einzelne Partikel werden in Matrix eingebettet
  • verschiedene Eigenschaften, zum Beispiel Leitfähigkeit oder Glitzer
  • 3D-Druck Filament

Schichtverbundwerkstoffe/Laminate

Milchtüte Foto: It’s Milk Day ! von Bless Their Hearts Mom unter CC BY-NC-ND 3.0

  • verschiedene Ebenen mit unterschiedlichen Eigenschaften werden gezielt kombiniert
  • Milchtüte

Eigenschaften

  • Matrix: füllende Grundsubstanz, hält Fasern in Form
  • Fasern als Verstärkungsmaterial, zum Beispiel Glas, Kohlenstoff, Keramik
  • bessere mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit) bei gleichzeitig geringerer Masse
  • Schiffsbau, Luft-/Raumfahrt, Wasserstofftank, Sportgeräte

externer Link zu YouTube: Endlos-Faser 3D-Druck bei Markforged

Membransysteme

  • Atmungsaktive Klimamembranen, zum Beispiel “Goretex”
  • Polymer wie PTFE wird so stark verstreckt bis sehr viele winzige Poren entstehen
  • Wasserdampf/Schweiß diffundiert, Wassertropfen werden nicht durchgelassen
  • Problem: Herstellung von PTFE ist problematisch durch umweltgefährdende Stoffe (Alternative Polyetherester)

PTFE Foto: Strukturformel von Polytetrafluorethylen von Roland.chem, Gemeinfrei