Kohlefaser-Oberflächenmatte für die Verstärkungsschicht

Kohlefaser-Oberflächenmatten werden in Verbundlaminaten verwendet, wenn eine verteilte Schicht geschnittener Kohlefasern nahe der Laminatoberfläche oder zwischen Verstärkungsschichten erforderlich ist. Die Kohlefaser-Oberflächenmatte für die Verstärkungsschicht ist ein Vliesstoff aus gehackten Kohlefasern. Es wird normalerweise neben der Hauptstrukturverstärkung verwendet, wobei die Materialspezifikation entsprechend der Laminatkonstruktion, dem Harzsystem und dem Formverfahren ausgewählt wird.

Laminatposition

Ein Verbundlaminat kann gewebtes Kohlenstoffgewebe, unidirektionale Fasern, Glasfasern, Kernmaterial und Harz in verschiedenen Kombinationen enthalten. Jede Schicht hat eine definierte Position und Funktion.

Eine vereinfachte Konstruktion kann wie folgt angeordnet werden:

Oberfläche/Harzschicht
↓
Kohlefaser-Oberflächenmatte
↓
Primäre Kohlenstoff- oder Glasfaserverstärkung
↓
Kern oder zusätzliche Laminatschichten

Diese Sequenz ist nur ein Beispiel. Die tatsächliche Position wird durch das Teiledesign und den Herstellungsprozess bestimmt. Die Matte wird in der Regel nicht anstelle der tragenden Hauptbewehrung verwendet.

Materialstruktur

Das Material besteht aus gehackten Kohlenstofffasern, die in einer Vliesmattenstruktur verteilt sind. Im Gegensatz zu gewebtem Carbongewebe folgen die Fasern keiner festen Kette-Schuss-Anordnung.

Diese Struktur ermöglicht es der Matte, eine Oberfläche abzudecken, ohne eine andere definierte Faserrichtung einzuführen. Je nach Flächengewicht, Dicke und Geometrie kann es sich auch an gekrümmte Abschnitte eines Formteils anpassen.

Das Material kann als Oberflächenschicht, sekundäre Verstärkungsschicht oder Kohlefaserschicht innerhalb eines Multimateriallaminats dienen. Sein Beitrag zum fertigen Teil wird durch die Menge der hinzugefügten Kohlefaser, seine Position im Laminat und die umgebende Verstärkung bestimmt.

Oberflächenmatte und Strukturverstärkung

Die beiden Materialien sollten nicht auf der gleichen Grundlage ausgewählt werden. Die Strukturverstärkung wird normalerweise nach Belastung, Faserrichtung und erforderlichen mechanischen Eigenschaften spezifiziert. Bei einer Oberflächenmatte geht es eher um die verteilte Faserabdeckung, den Laminataufbau und die lokalen Oberflächenanforderungen.

Auswahl des Mattengewichts

Das Flächengewicht ist einer der Hauptparameter bei der Spezifikation einer Kohlefasermatte. Ein leichteres Material kann verwendet werden, wenn nur eine dünne verteilte Schicht erforderlich ist, während eine schwerere Spezifikation dem Laminat mehr Kohlefaser hinzufügt.

Das Gewicht sollte zusammen mit der Dicke und der Harzaufnahme berücksichtigt werden. Mit der Lage der Matte, der Anzahl der Verstärkungslagen und der Zieldicke des fertigen Bauteils ändert sich auch die geforderte Spezifikation.

Yuruis liefert mehrere Flächengewichtsspezifikationen anstelle eines festen Gewichts. Kunden können eine vorhandene Spezifikation, eine Laminatzeichnung oder ein Muster bereitstellen, wenn ein bestimmtes Gewicht angepasst werden muss.

Eine praktische Auswahlreihenfolge ist:

Flächengewicht → Dicke → Harzgehalt → Laminatposition → Fertigteilanforderung

Materialspezifikation

Typische Anwendungen

Das Material ist für Verbundbauteile vorgesehen, die eine verteilte Kohlenstofffaserschicht enthalten. Die tatsächliche Konstruktion variiert je nach Teilegeometrie, Verstärkungssystem und Produktionsmethode.

Automobilkomponenten

Es kann in ausgewählte Paneele, Abdeckungen, Gehäuse und innere Verbundteile integriert werden, bei denen das Laminat eine Kohlefaserschicht enthält.

Industrielle Verbundteile

Industriell geformte Komponenten können die Matte mit gewebten, unidirektionalen oder anderen Verstärkungsmaterialien kombinieren, um ein mehrschichtiges Laminat zu bilden.

CFK-Platten und -Schalen

Bei Paneelen, Abdeckungen und schalenförmigen Strukturen sorgt die Vliesanordnung für eine verteilte Kohlefaserabdeckung, ohne dass eine feste Webfaserrichtung hinzugefügt werden muss.

FRP- und CFRP-Produkte

Die Matte kann in laminierte FRP- oder CFRP-Strukturen integriert werden, bei denen die Materialanforderungen gehackte Kohlefasern als eine der Verstärkungsschichten erfordern.

Sportausrüstung

Einige leichte Sportartikel aus Verbundwerkstoff können gehackte Kohlefasern in einem mehrschichtigen Laminat enthalten. Das erforderliche Materialgewicht und die Konstruktion hängen vom fertigen Bauteil ab.

Harz und Formen

Das Harzsystem und die Formungsmethode beeinflussen, wie die geschnittenen Fasern in das Laminat eingearbeitet werden. Bei der Spezifikation des Materials sollten Harzviskosität, Benetzung, Aushärtungsbedingungen und endgültige Laminatdicke berücksichtigt werden.

Die Matte kann mit Epoxid- und anderen Harzsystemen ausgewertet werden. Die Kompatibilität sollte anhand der tatsächlichen Harzformulierung überprüft werden und nicht nur anhand des Fasermaterials angenommen werden.

Bei der Vakuuminfusion muss das Material zusammen mit dem Infusionsaufbau, dem Harzfluss und der vollständigen Laminatsequenz berücksichtigt werden. Durch einen Probeversuch können Benetzung, Handhabung und Verfestigung vor der regulären Produktion überprüft werden.

Lieferung und Anpassung von Yuruis

Yuruis liefert seit 2017 Faserverbundwerkstoffe. Die Produktpalette umfasst Kohlefaserwerkstoffe, E-Glasroving, Glasfasermatten und FVK-Produkte.

Der Betrieb in Taizhou, Jiangsu, umfasst Form-, Schneid- und Prüfgeräte mit einer angegebenen Produktionskapazität für Verbundwerkstoffe von 2 Millionen m² pro Jahr.

Für eine neue Spezifikation können Kunden eine Zeichnung, ein Muster, eine vorhandene Materialspezifikation, ein Zielgewicht oder erforderliche Abmessungen bereitstellen. Diese Informationen können zur Bestimmung der Materialkonfiguration und des Lieferformats verwendet werden.

Die Standardbreiten für Kohlefaser-Oberflächenmatten für die Verstärkungsschicht umfassen 1 m und 1,25 m. Breite, Dicke, Länge und Abmessungen können für eine kundenspezifische Produktion ebenfalls besprochen werden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist eine Carbonfaser-Oberflächenmatte?

Es handelt sich um eine Vliesmatte aus gehackten Kohlenstofffasern. In einem Verbundlaminat kann es eine verteilte Kohlenstofffaserschicht nahe der Oberfläche oder zwischen anderen Verstärkungsschichten bilden.

Ist es ein Ersatz für gewebtes Kohlefasergewebe?

Nein. Die beiden Materialien haben unterschiedliche Strukturen. Gewebtes Carbongewebe sorgt für definierte Faserrichtungen, während Schnittfasermatten für eine verteiltere Anordnung sorgen und normalerweise als zusätzliche Schicht verwendet werden.

Welche Gewichte sind verfügbar?

Es stehen mehrere Flächengewichte zur Verfügung. Die Auswahl richtet sich nach dem erforderlichen Carbonfaseranteil, der Laminatposition, der Zieldicke und den Anforderungen an das Fertigteil.

Können Breite und Dicke individuell angepasst werden?

Ja. Standardbreiten sind 1 m und 1,25 m. Kundenspezifische Breite, Dicke, Länge und Abmessungen können je nach Produktionsanforderung besprochen werden.

Kann es mit Epoxidharz verwendet werden?

Ja, es kann mit Epoxid- und anderen Harzsystemen bewertet werden. Die Harzkompatibilität und Benetzung sollten durch Tests mit der tatsächlichen Formulierung bestätigt werden.

Ist es für die Vakuuminfusion geeignet?

Es kann für die Vakuuminfusion ausgewertet werden. Das Ergebnis hängt von der Harzviskosität, dem Infusionsaufbau, der Laminatreihenfolge und der erforderlichen Enddicke ab.

Kann es gekrümmten Oberflächen folgen?

Die Vliesstruktur aus gehackten Fasern kann sich an gekrümmte geformte Oberflächen anpassen. Die tatsächliche Handhabung hängt vom Materialgewicht, der Dicke und der Teilegeometrie ab.

Kann ich vor der Massenproduktion ein Muster anfordern?

Ja. Die Musteranforderungen können je nach beabsichtigter Anwendung, Abmessungen, Materialspezifikation und Verarbeitungsmethode besprochen werden.