Was ist eigentlich glasfaserverstärkter Kunststoff?

Kunststoff ist überall. Egal ob Brotzeitdose, Handyhülle, Kopfhörer oder Brillengestell: Das Material, aus dem all diese Dinge bestehen, bezeichnen wir gemeinhin als Kunststoff. Wer etwas tiefer in die Thematik einsteigt stellt aber schnell fest: Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff. Also: Was genau ist eigentlich glasfaserverstärkter Kunststoff?

GFK wird umgangssprachlich auch Fiberglas genannt. Dieser Begriff stammt aus dem Englischen, da das Wort Glasfaser mit „glass fibre“ übersetzt wird (glasfaserverstärkter Kunststoff = fibre glass reinforced plastics, kurz FRP). GFK besteht zum einen aus Fasern, nämlich Glasfasern, und zum anderen aus einer Kunststoff-Matrix, die die Glasfasern umgibt. Diese Matrix besteht entweder aus einem duroplastischen oder aus einem thermoplastischen Kunststoff. Durch den Verbund von Glasfasern und Kunststoffmatrix wird GFK zu einem leichten und sehr robusten Werkstoff.

Je nach Wahl und Zusammensetzung der Ausgangsstoffe, des Herstellungsverfahrens und der Beimischung von Zusatzstoffen haben Kunststoffe unterschiedliche physikalische Eigenschaften. Bei den thermischen und mechanischen Verhaltensweisen unterscheiden wir zwischen Duroplasten, Thermoplasten und Elastomeren.

Duroplaste

Duroplaste sind Kunststoffe, die nach ihrer Verarbeitung durch Hitze oder Druck nicht weiter verformbar sind. Beispiele für Gegenstände aus duroplastischem Kunststoff sind z.B. Kochlöffel oder Steckdosen. Duroplaste müssen auch bei stark schwankenden Temperaturen Stabilität beweisen. Sie lassen sich nicht unzersetzt schmelzen.

Thermoplaste

Thermoplaste lassen sich auch nach ihrer Verarbeitung in einem bestimmten Temperaturbereich immer wieder verformen und bearbeiten. Wer schon einmal heißes Wasser in eine PET-Flasche oder einen Joghurtbecher gefüllt hat, merkt, wie leicht das geht. Die Flasche wird durch die Erwärmung formbar und dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden. Erst bei zu hoher Temperatur tritt die Zersetzung des Materials ein.  

Elastomere

Elastomere lassen sich durch Hitze, Zug oder Druck verformen, finden nach der Belastung aber immer wieder in ihre Ausgangsform zurück. Wie der Name bereits vermuten lässt, sind sie also elastisch, aber formfest. Sie werden z.B. in der Reifenproduktion oder bei der Herstellung von Dichtungsbändern eingesetzt.

Für den Faserverbundwerkstoff GFK werden meist Duroplaste, wie ungesättigtes Polyesterharz Epoxidharz oder Vinylesterharz, als Matrix verwendet. 

Aber nicht nur die Wahl des Matrixsystems hat große Auswirkungen auf die Eigenschaften und Einsatzbereiche des GFK, sondern auch die Ausführung der Glasfasern. Im Alltag kennen wir Glasfasern zum Beispiel bei der Datenübertragung. Durch deren Einsatz wird die Bandbreite gegenüber elektrischer Übertragung erhöht und es können sehr viele Daten in kurzer Zeit übertragen werden. Wieso wird aber bei einem Verbundwerkstoff Glas verwendet? Wenn wir an Fensterscheiben oder Trinkgläser denken, ist Glas nicht unbedingt als besonders robustes Material bekannt. Glasfasern haben jedoch eine völlig andere Eigenschaft als das Vollmaterial und geben dem GFK die nötige Stabilität. Je nach Länge der Fasern wird zwischen Kurz-, Lang- und Endlosfasern unterschieden. Und je länger die Faser, umso robuster ist das Material. Für GFK liegen die Glasfasern meist als Schnittmatten, Vliese, Gewebe oder Gelege vor. Die Kunststoffmatrix umschließt dann die Glasfasern und gibt dem GFK seine Form.  

Die Kombinationsmöglichkeiten der beiden Bestandteile sind beinahe endlos – zuletzt gilt es für jede Anwendung die richtige Mischung aus Faser und Matrix zu finden.

GFK kann in unterschiedlichen Fertigungsverfahren hergestellt werden. Einer der weltweit führenden Hersteller von GFK ist LAMILUX Composites. Das Unternehmen produziert den Werkstoff auf sechs selbst konzipierten und hochmodernen Flachbahnanlagen in einem kontinuierlichen Laminierprozess. Der Firmenname beinhaltet dabei also auch den Herstellungsprozess, denn das „LAMI“ kommt von „laminieren“.

GFK glänzt – und das nicht nur optisch, sondern auch mit seinen Eigenschaften. Denn GFK ist

• langlebig
• leicht
• robust
• witterungs- und hagelbeständig
• korrosionsfest
• leicht zu reinigen
• schlagzäh
• leicht zu reparieren
• (form)stabil
• nicht rostend
• chemisch beständig
• in allen Farben produzierbar
• nicht stromleitend
• einfach zu verarbeiten
• temperaturbeständig
• ein optisches Highlight
• feuchtebeständig
• thermisch gut isolierend
• lackierfähig
• bedruckbar

Durch die vielen Vorteile des Werkstoffes und die Möglichkeiten der Weiterverarbeitung ersetzt GFK heute viele traditionelle Werkstoffe, wie zum Beispiel Holz, Stahl oder Aluminium und kommt in unzähligen Branchen zum Einsatz. Gängige Anwendungsgebiete sind zum Beispiel die Nutzfahrzeugindustrie, die Caravanindustrie, die Baubranche oder der Medizinbereich. Zudem lässt sich GFK problemlos sägen, bohren oder kleben und behält dabei alle zuvor genannten Vorteile. Ist GFK auch der richtige Werkstoff für Ihre Anwendung? Probieren Sie es aus und bestellen Sie ein kostenloses Muster oder nehmen Sie Kontakt zur Vertriebsmannschaft von LAMILUX Composites auf!