Was ist Glasfaser?

Fiberglas wird hergestellt von schnell dehnbar und Abkühlen von geschmolzenem Glas. Es ist eine nicht-metallisches Material. Es wird seit dem Mittelalter als Rohstoff für die Herstellung verwendet. Anfang 1900er. Fiberglas kann auch genannt werden glasfaserverstärkter Kunststoff. Es ist eine dünne Platte, die zufällig auf einer ebenen Fläche angeordnet ist und auch zu Geweben gewebt werden kann. Es können verschiedene Arten von Glasfaserprodukten hergestellt werden.
Glasfasern bestehen aus Materialien wie Kieselerde, Aluminiumoxid, Kalziumoxid und Natriumoxid. Sie werden durch Schmelzen bei hohen Temperaturen, Ziehen, Wickeln und Weben hergestellt. Anschließend werden sie durch Klebstoffe miteinander verbunden, und durch die Kombination mit Harzen können sie zu haltbaren Verbundstoffen geformt werden, die zu Glasgewebe oder -splitt gewebt werden können.
Glasfaser hat eine hohe Zugfestigkeit von 3,5 GPa und weist eine gute chemische Beständigkeit auf.

Ursprung und Geschichte von Fiberglas

Glasfaser ist ein leistungsstarker Verbundwerkstoff. Seine Geschichte lässt sich bis etwa 1500 v. Chr. zurückverfolgen. Die Ägypter verwendeten Glasfaser als Dekorationsartikel.
In den frühen 1900er Jahren entdeckte Dale Kleist von Owens-Illinois zufällig eine Möglichkeit, geschmolzenes Glas in Fasern zu blasen und legte damit den Grundstein für die industrielle Produktion. In den folgenden Jahren perfektionierte Owens Corning diese Technik durch die Kombination von Glasfasern mit Polyesterharzen und schlug damit ein neues Kapitel in der Fertigung auf.
Während des Zweiten Weltkriegs wurde Glasfaser für Teile von Flugzeugen, Autos und Booten verwendet. Grund dafür war seine große Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Später, mit der Entwicklung der Technologie, wurde die Herstellung von Glasfasern einfacher und der Produktionsprozess wurde sehr einfach und wird in allen Bereichen des Lebens auf der ganzen Welt verwendet.

Zusammensetzung und Herstellungsverfahren von Glasfasern

Glasfaserverbundwerkstoffe werden aus einer Kombination von Glasfasern und Harzen hergestellt. Ihre Filamente haben in der Regel einen Durchmesser von nur 3 bis 25 Mikrometern und sind mit Polyester-, Epoxid- und Vinylharz verbunden.
Die Rohstoffe werden zunächst bei Temperaturen über 1500°C geschmolzen und durch einen Platintrichter zu feinen Fasern gezogen (siehe CTMAT). Die Oberfläche der Fasern wird mit einem Imprägniermittel (z. B. einer Epoxidemulsion) beschichtet, um die Harzbindung zu verbessern. In der Formgebungsphase werden die Fasern zu einem Gewebe oder einer Matte gewebt und anschließend mit dem Harz verbunden, entweder durch Handauflegen (Laminierung mit Harz von Hand) oder durch Vakuuminfusion (Harzinjektion unter Unterdruck) (siehe VPC Fiberglass). Das Handlaminieren eignet sich für die Kleinserienfertigung, während die Vakuuminfusion für die hochpräzise Großserienfertigung verwendet wird. Der Aushärtungsprozess erfolgt in einem Heißpresslaminator bei hohen Temperaturen und Drücken (ca. 120°C, 2-5 MPa), was zu einer dichten Verbindung der Schichten mit einer gleichmäßigen Dicke (1,5-50 mm) führt. Abschließend wird das Produkt gekühlt, geschnitten und oberflächenbehandelt, um den Anforderungen der Bau- und Automobilindustrie gerecht zu werden und ein Gleichgewicht zwischen Effizienz und Qualität herzustellen.

Verschiedene Arten von Glasfasern

Glasfasern können je nach Kosten und Leistung in verschiedene Typen unterteilt werden:
E-Glas (allgemeiner Zweck)
F-S-Glas (hohe Festigkeit)
A-Glas (alkalisches Glas)
C-Glas (chemikalienbeständig)
E-CR (chemische Beständigkeit)
M-Glas (hoher Elastizitätsmodul)
AR-Glas (alkalibeständig)

Je nach Länge lassen sich Glasfasern in lange, kurze und Endlosfasern unterteilen.
Lange Fasern: Langfasern haben eine Faserlänge von mehreren Zentimetern bis zu einigen Metern und weisen eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähigkeit auf. Sie können für die Herstellung von Produkten wie Rohren verwendet werden. Sie haben eine ausgezeichnete Haltbarkeit.
Kurze Fasern: Kurze Fasern werden in Mikrometern gemessen. Sie sind etwas weniger stark, lassen sich aber gut verarbeiten.
Kontinuierliche Faser: Eine Endlosfaser ist eine drahtlose Glasfaser mit hoher Zugfestigkeit.

Eigenschaften und Vorteile von Glasfasern

Glasfasern haben hervorragende physikalische Eigenschaften und sind chemikalienbeständig, was sie zu einem der leistungsstärksten Werkstoffe im Bereich der Materialien macht. Es kann in allen Bereichen eingesetzt werden, von Leichtbaukonstruktionen, die das Gewicht verschiedener Anwendungen reduzieren können, bis hin zu starker Schlag- und Zugfestigkeit. Glasfaser eignet sich für viele hochbelastete Anwendungen. Es ist sehr korrosionsbeständig und kann Säuren und Laugen gut widerstehen. In Bezug auf Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit ist es mit Stahl und Holz vergleichbar. Ideal für Lkw-Kofferräume, Wohnmobilaufbauten und mehr.
Glasfaser kann die Kosten senken, sie sind niedriger als bei Stahl und Aluminium.
Gute Haltbarkeit.
Geringes Gewicht, leicht.

Fiberglas Anwendungsbereiche

Glasfaser hat aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften und seiner Vielseitigkeit eine breite Palette von Anwendungen.
Bauindustrie: Es kann zur Herstellung von Glasfaserverbundplatten für Trennwände, Fassaden und Decken von Häusern verwendet werden.
Automobilindustrie: Es kann für die Herstellung von Kastenwagenaufbauten, Kühlfahrzeugen, Wohnmobilanhängern usw. verwendet werden.
Boote: kann zur Herstellung von Rümpfen, Schotten, Decks usw. verwendet werden.
Elektronikindustrie: Isolierstäbe, Isolierplatten, Freileitungen, Ausrüstung von Umspannwerken, usw.
Sportartikel: Pique-Schläger, Golfschläger, Tennisschläger, usw.
Haushaltsgeräte: Kühlschränke, Waschmaschinen, Mikrowellenherde, Computer, usw.