Faserverstärktes Glas

Kooperation bei Kompositen
Nach der Glasindustrie hat nun auch die Aluminiumindustrie „Fortadur“, ein faserverstärktes Glas von SCHOTT Medica, entdeckt. Neue Forschungs-
ergebnisse lassen zudem hoffen, dass die Komposite eine vielversprechende Zukunft vor sich haben.
Vor einigen Jahren hat die SCHOTT-Forschung einen neuen Werkstoff entwickelt, der heute – von SCHOTT Medica produziert und vertrieben – unter dem Markennamen „Fortadur“ wachsenden Erfolg verzeichnet. Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein faserverstärktes Glas, wobei die keramischen Fasern entweder aus Kohlenstoff (C) oder Siliziumcarbid (SiC) bestehen. Dank dieser eingebauten „Verstärker“ entsteht ein Glas mit maßgeschneiderten Eigenschaften, die sonst nicht gerade typisch sind für den spröden Stoff: „Die Komposite weisen eine einzigartige Bruch- und Biegefestigkeit auf“, bestätigt Hans-Hermann Leiß, Produktionsleiter bei SCHOTT Medica GmbH in Wertheim. Darüber hinaus besitzt „Fortadur“ eine sehr hohe Temperaturwechselbeständigkeit und verträgt je nach Glas- und Fasertyp Temperaturen in Luft von 450°C („Duran“/C) bzw. bis zu 1.200°C (Glaskeramik/SiC).
Interessante Einsatzfelder
![]() „Fortadur“ weist eine sehr gute Bruch- und Biegefestigkeit auf. | ![]() Es verträgt Tempera- turen bis zu 1.200°C und ermöglicht die Herstellung von Bauteilen in kom- plexen Geometrien. |
Was sich bei Glas bewährt hat, lässt sich auch auf andere Materialien wie Keramik und Metalle übertragen. So setzt inzwischen auch die Aluminiumindustrie die Komposite ein. Hier schlägt positiv zu Buche, dass „Fortadur“ nicht von dem Metall benetzt wird, das als besonders leichter Konstruktionswerkstoff vor allem im Automobilbau, in Luft- und Raumfahrt oder bei Schienenfahrzeugen an Bedeutung gewinnt.
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Beim Einsatz von Endlosfasern werden diese zunächst in einem Wirbelbad mit Glaspulver beschichtet, auf Trommeln dann zu breiten Bändern gewickelt und in definierte Abschnitte, die sogenannten „Tapes“, gekürzt. Diese Tapes werden dann in Stapeln (Prepregs) vorgetrocknet und anschließend im Zweierpack bei 1.000°C und 100 Atmosphären Druck zum fertigen Komposit nahezu porenfrei verschmolzen. Dies geschieht mit einem Ober- und Unterstempel, das Verdichtungsverhältnis beträgt etwa 1:4.
Ziel: Günstigere Herstellmethoden
![]() Die Endlosfasern werden in einem Wirbelbad mit Glaspulver beschichtet ... | ![]() ... und auf einer Folie zu breiten Bändern gewickelt. |
Einen anderen Weg beschreitet das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) in Würzburg unter Leitung von Prof. Dr. Gerd Müller, mit dem auch SCHOTT zusammenarbeitet. Marktgängige Verstärkungsfasern sind für die angestrebten Einsatzfälle oft zu teuer. Deshalb arbeitet das ISC insbesondere an Fasertypen, die preislich günstiger sein sollen. Gearbeitet wird so beispielsweise an SiBN3C-Fasern, die neben Silizium die Elemente Bor, Stick- und Kohlenstoff enthalten. Sie unterscheiden sich von bisherigen Siliziumcarbid-Typen durch eine bessere Oxidations- und Temperaturbeständigkeit.
Gute Ausgangsposition


Einen Technologiesprung bedeutet der Einsatz von Wirrfasern. Komposite lassen sich im Vergleich zu Endlosfasern nicht nur wirtschaftlicher fertigen, sondern erlauben darüber hinaus aufgrund der erzielten isotropen Eigenschaften andere Bauteil-Geometrien.
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