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Thema: Faserverbundstoffe

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied
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    Faserverbundstoffe

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    Bei höheren Anforderungen an die Optik empfiehlt sich der Bau eines Urmodells mit perfekter Oberfläche und die anschließende Herstellung einer Negativ-Form. Das bedingt natürlich einen deutlich höheren Aufwand, lässt dann aber auch direkt die Anfertigung einer Kleinserie identischer Bauteile zu.
    @ RN-Wissen

    Wie erstellt man so eine Negativ-Form? Vorgehensweisen? Materialempfelung?

    Welche Funktion hat das mischen von Epoxidharz mit Aluminiumpulver?

    Um eine stabile, aber keine steife, Fläche zu bekommen, sollte man abwechselnd Kohlestoff- und Glasfasermatter mischen, oder?

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    "eine stabile, aber keine steife Fläche"
    Bitte was? Mischen der Fasern bringt meines Wissens keine nennenswerten Vorteile. Vielleicht sind Sandwich-Werkstoffe das was du suchst.

    Alupulver erhöht die Härte und die Wärmeleitfähigkeit; das lässt sich aber nicht so gut mit Fasern kombinieren.

    http://shop.r-g.de/Fuellstoffe/Fuell...iumpulver.html
    http://shop.r-g.de/Sandwich-Werkstoffe/
    http://wiki.rg.htmldesign.de/index.php?title=Hauptseite

  3. #3
    Benutzer Stammmitglied
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    Mit solchen Verbundstoffen kommt man aber nie wirklich an die Stabilität von Aluminium heran - wenn beides die selbe Dicke hätte.
    Also wenn es darum geht ein "Gelenk" umzusetzen, sollte man lieber weiter Aluminium benutzen, nich?

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    http://de.wikipedia.org/wiki/Aluminium
    http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstofffaser

    Zugfestigkeit von...
    HT-Kohlenstofffasern: 3530 MPa
    UMS-Kohlenstofffasern: 4560 MPa
    pures Aluminium: 49 MPa
    Legierungen: 300 bis 700 MPa

    Faseranteil von Verbundwerkstoffen typischerweise 25% bis 60%.
    Problematisch bei Faserverbünden sind Druckbelastungen... (Kann man sich ja denken, ein Seil kann ja auch keine Druckbelastungen übertragen, der Unterschied ist im wesentlichen, dass die Fasern im Epoxyd gehalten werden...)

  5. #5
    Benutzer Stammmitglied
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    Also sind Kohlenstofffasern tatsächlich stabiler?

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von ManuelB
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    Hallo,
    und ja. Bei richtiger Wahl der Komponenten (vernünftige Harzsysteme und Autoklavenbehandlung/Wärmebehandlung) und der Krafteinleitung angepasser Faseranordnung sind Kohlenstoffaserverbundwerkstoffe weitaus stabiler. Für hochwertige Protesen, Sportgeräte, Flugzeuge udgl. wird vielfach auf CFK zurückgegriffen. Für mechanische Teile wird es allerdings sehr aufwendig, da für exakte Passungen Einsätze eingearbeitet werden müssen, z.B. aus Aluminium. Das sichere Verbinden der Werkstoffe ist nicht ganz ohne wenn hohe Anforderungen daran gestellt werden. Hier greift man also eher direkt zu Aluminium. Auch ist CFK in der Verarbeitung deutlich aufwendiger.
    Für den Hobbybereich ist das aber meistens nicht soo wichtig, es sei denn man benötigt z.B. extrem niedige Gewichte beispielsweise für Fluggeräte mit hoher Flugdauer.

    MfG
    Manu

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Gerade noch gefunden:

    http://wiki.r-g.de/index.php?title=V...webe-Laminaten

    Im Vorteil sind also vor allem unidirektionale Gewebe, die Festigkeit nur in einer bestimmten Richtung aufbringen müssen.

    Faserverbünde haben aber noch einen anderen wichtigen Vorteil: Es tritt keine nennenswerte Ermüdung auf. Aluminium ermüdet irgendwann, auch wenn es nie über die eigentliche Bruchdehnung heraus belastet wird. Beispielsweise werden seit etwa 40 Jahren Segelflugzeuge aus Plastik gebaut. Soweit ich weiß, ist noch kein Plastik-Segelflugzeug wegen Materialermüdung stillgelegt worden.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    also
    eine negativ Form ist per Hand sehr schwirig herzustellen.
    Am einfachsten geht es wenn man ein CAD Modell von dem gewünschten Teil herstellt, dann dafür eine negativ Form konstruiert. Und diese dann in die Fräse eingibt und fräsen lässt.
    Dabei sollte man darauf achten, dass es keine Hinterschneidungen und keine Messerkannten gibt (Radius für die Fräser zu klein).

    Je nach Größe und Anforderung des Bauteils kann man hier, styrodur, Holz oder Metall bzw PVC nehmen.

    In der Hochschule haben wir zb für die Verkleidung unseres Formel-Autos, Holz genommen.
    Fürs Lenkrad Stahl (da kleine Abmaße und besser zu verarbeiten)

    Was das CFK bzw GFK Gewebe angeht, das is auch so ne Wissenschaft für sich^^
    je nach Bauteil und belastungen auf dieses Bauteil musste andere matten nehmen.
    Wenn man nur eine Verkleidung herstellen möchte ist es fast egal.

    Aber bei unseren Querlenkern zum Beispiel, mussten die Rohre aus unidirektionalem Gewebe hergestellt werden. Eben wegen der Belastungen.

    Zur Materialermüdung von Alu. Ja es stimmt, dass Alu schneller "ermüdet" als zb Stahl oder CFK. Aber es kommt immer drauf an welche Belastungen ein Bauteil aufnehmen muss und wie lange es überhaupt eingesetzt werden soll.
    Da sollte man manchmal den Fertigungsaufwand von CFK nicht außer acht lassen. Außerdem ist Alu nicht gleich Alu. Gibt seehr viele verschiedene Legierungen mit unterschiedlichen Belastungseigenschaften.
    Wär ja schlimm. Da würde ja so nen Airbus, in dem nach wie vor noch sehr viel Alu zum einsatz kommt, nach sagen wir 6 Jahren vom Himmel fallen. Oder man müsste ständig die Teile austauschen.

    was willst du den genau machen?

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Re: Faserverbundstoffe

    Zitat Zitat von Eimer22
    Bei höheren Anforderungen an die Optik empfiehlt sich der Bau eines Urmodells mit perfekter Oberfläche und die anschließende Herstellung einer Negativ-Form. Das bedingt natürlich einen deutlich höheren Aufwand, lässt dann aber auch direkt die Anfertigung einer Kleinserie identischer Bauteile zu.
    @ RN-Wissen

    Wie erstellt man so eine Negativ-Form? Vorgehensweisen? Materialempfelung?

    Welche Funktion hat das mischen von Epoxidharz mit Aluminiumpulver?

    Um eine stabile, aber keine steife, Fläche zu bekommen, sollte man abwechselnd Kohlestoff- und Glasfasermatter mischen, oder?
    Such mal in so genannten Basterläden. Die haben verschieden fest
    Aushärtende aber dennoch sehr Flexible Gussmassen um damit Formen
    für Gips oder Bleifiguren zu Kopieren. Damit lassen sich bestens auch
    sehr komplizierte und stark hinterschnittene Teile ab formen und Gießen.

    Ich hatte einmal so ein Zeug das man mehrfach verwenden konnte,
    wurde einfach im Heißen Wasserbad wieder verflüssigt. Setzt man allerdings
    Härter zu bleibt es stabiel und man kann Heiße Gussmassen verwenden.

    Gruß Richard

  10. #10
    Benutzer Stammmitglied
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    Dank euch allen
    Nun hab ich wohl genug zum nachdenken

    Jedoch eine Frage habe ich noch:
    Wie gestaltet man eine Fläche von der man weiß, dass sie viel Reibung abkönnen muss? Wenn ich also 2 Teile habe, die ständig aneinanderreiben sollen.

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