Thermoplastische Verbundwerkstoffe: Eine intelligentere, leichtere und umweltfreundlichere Materialwahl

In nahezu allen Branchen wenden sich Ingenieure zunehmend kontinuierlich faserverstärkten (CFR) thermoplastische Verbundwerkstoffe . Diese Materialien vereinen Leichtbauweise, hervorragende mechanische Eigenschaften und umweltfreundliche Vorteile – und sind somit eine starke Alternative zu Metallen und herkömmlichen duroplastischen Verbundwerkstoffen.

1. Gewicht reduzieren, Emissionen reduzieren

Die Gewichtsreduzierung eines Produkts kann dessen Energieverbrauch und die damit verbundenen CO₂-Emissionen erheblich senken, insbesondere im Transportsektor. CFR-Thermoplaste überzeugen in beiden Bereichen: Sie weisen eine geringe Dichte auf und sind dennoch stabil genug, um in geringeren Mengen eingesetzt zu werden, wodurch der Gewichtseinsparungseffekt verstärkt wird.
Der Produktionsprozess erfordert keine Aushärtung, verursacht keine schädlichen Emissionen und unterstützt das Recycling – und bietet damit eine sauberere Ökobilanz im Vergleich zu vielen konventionellen Materialien.

Chirurgischer Roboter-Instrumentenstab

2. Langlebige Hochleistungs-Technik

Wenn es um Festigkeit, Steifigkeit und Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Umgebungen geht, zeichnen sich CFR-Thermoplaste durch besondere Eigenschaften aus. Sie sind korrosionsbeständig, chemikalienresistent und verschleißfest und behalten über lange Einsatzzeiten ihre Leistungsfähigkeit bei. Zudem nehmen sie Stöße besser auf und dämpfen Vibrationen effektiver als die meisten Metalle, was sowohl die Produktleistung als auch den Komfort für den Benutzer verbessert.

Zu den Leistungsvorteilen zählen:

• Deutlich leichter als Stahl

• Hohe Festigkeits-Gewichts-Verhältnis

• Hohe Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung

• Hervorragende Stoß- und Vibrationsdämpfung

Unterwasser-/Erdölleitung

3. Schwingungskontrolle für Komfort und Präzision

Egal ob in einem Fahrzeug, einem Sportgerät oder einer Präzisionsmaschine – Vibrationen können die Lebensdauer von Komponenten verkürzen und das Benutzererlebnis beeinträchtigen. Dank der viskoelastischen Eigenschaften von Thermoplasten, eignen sich CFR-Versionen hervorragend zur Dämpfung von Vibrationen und reduzieren die Belastung sowohl für das Gerät als auch für den Bediener.

Hochgeschwindigkeitsmotor-Rotorkragen

4. Sichereres Versagensverhalten

Im Falle eines Bruchs CFR-Thermoplaste weniger wahrscheinlich scharfe oder gefährliche Trümmerteile erzeugen. Ihre geschichtete Faserstruktur dissipiert zudem hohe Mengen an Aufprallenergie, wodurch benachbarte Teile geschützt werden und das Risiko von Sekundärschäden verringert wird.

Axialflussmotor-Statorgehäuse

5. Flexible Gestaltungsmöglichkeiten

Thermoplastische Verbundwerkstoffe können erneut erhitzt und umgeformt werden, was Möglichkeiten zur Vereinfachung des Designs und zur Integration von Bauteilen eröffnet. Diese Flexibilität kann Montageschritte reduzieren, die Produktionskosten senken und die Recyclingfähigkeit am Ende der Nutzungsdauer verbessern.

Antriebswelle

6. Unterstützung einer Kreislaufwirtschaft

Mit ihrer Wiederverwendungs- und Recyclingfähigkeit passen sich CFR-Thermoplaste nahtlos in den Reduce–Reuse–Recycle -Ansatz ein. Moderne Fertigungsmethoden wie das additive Wickeln helfen dabei, den Rohstoffabfall zu minimieren, während laufende Entwicklungen bei biobasierten Polymeren und natürlichen Fasern das Nachhaltigkeitspotenzial noch weiter erhöhen.

Druckbehälter/Wasserstoff-Speicherflasche

Ergebnis
CFR-Thermoplastverbunde vereinen in einzigartiger Weise Leichtbau, Festigkeit, Nachhaltigkeit und Gestaltbarkeit. Für Unternehmen, die Leistungssteigerungen anstreben, ohne Kompromisse bei der ökologischen Verantwortung einzugehen, stellen sie eine der innovativsten Materialien dar, die heute verfügbar sind.

Kohlefaser-Segelbootmast