Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Branchen

BÜFA Thermoplastic Composites GmbH & Co. KG

Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen Branchen

Entdecken Sie die vielfältigen Anwendungsbereiche von thermoplastischen Verbundwerkstoffen in unterschiedlichen Branchen. Erfahren Sie mehr über die Vorteile dieser innovativen Materialien.


Thermoplaste in der Automotive – Industrie

Lang – und endlosfaserverstärkte Thermoplaste zählen zu den Hochleistungsverbundwerkstoffen und werden zunehmend als Leichtbauwerkstoffe in der Automobilindustrie eingesetzt. 

Durch den Einsatz von 100 Kilogramm Kunststoff lassen sich – je nach Anwendung – etwa 200 bis 300 Kilogramm herkömmlicher Werkstoffe wie Stahl ersetzen.

Das wirkt sich positiv auf die Klimabilanz aus: Leichtere Autos verbrauchen weniger Kraftstoff und stoßen damit auch weniger CO2 aus. Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen werden kleinere Motoren und Batterien benötigt.

Und auch bei der Verarbeitung überzeugen Thermoplaste: Sie lassen sich durch Spritzguss oder Thermoformen in fast jede Form bringen. Darüber hinaus gehören sie zu denjenigen Kunststoffen, die sich schweißen lassen, die sich gut kleben lassen und die leicht recycelt werden können.

Fertiugunsstraße Automobil

Anwendungsbeispiele

Thermoplaste kommen in der Automobilindustrie in vielen verschiedenen Anwendungen zum Einsatz. Diese Werkstoffe bieten eine Reihe von Vorteilen wie hohe Festigkeit und Steifigkeit, geringes Gewicht, gute Wärmeformbeständigkeit und hohe chemische Beständigkeit. 

UD-Tapes

Unidirektionale Tapes sind endlosfaserverstärkte Bänder, die sehr dünn sind und dennoch eine sehr hohe Festigkeit und Steifigkeit aufweisen. Da sie zudem sehr leicht sind, eignen sie sich hervorragend für den Leichtbau. Auch für die Herstellung komplexer Bauteile sind UD-Tapes eine gute Wahl. Für den Einsatz im Automobilbereich sind diese Tapes optimal, da sie auch im Hybridmoulding bzw. Overmoulding verarbeitbar sind und zudem in bestimmten Materialkombinationen schwer entflammbar sind.

Faserverstärkte Laminate

Faserverstärkte Laminate werden in der Automobilindustrie für verschiedene Anwendungen eingesetzt, insbesondere für strukturelle Komponenten, die leicht und dennoch stark sein müssen. Einige der häufigsten Arten von Faserverbundwerkstoffen, die in der Automobilindustrie verwendet werden, sind:

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK): Diese Materialien bestehen aus Kohlenstofffasern, die in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind. Sie bieten eine hohe Steifigkeit und Festigkeit bei geringem Gewicht und werden häufig in Hochleistungsfahrzeugen und Rennwagen eingesetzt.

Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK): Diese Materialien bestehen aus Glasfasern, die in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind. Sie sind kosteneffektiver als CFK und bieten dennoch eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit für strukturelle Anwendungen wie Karosserieteile und Innenverkleidungen.

Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK): Diese Materialien bestehen aus natürlichen Fasern wie Flachs oder Hanf, die in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind. Sie sind umweltfreundlicher als Kohlenstoff- oder Glasfaserverstärkte Kunststoffe und können in Anwendungen wie Türverkleidungen, Armaturenbrettern und Sitzschalen verwendet werden.

Aramidfaser-verstärkte Kunststoffe (AFK): Diese Materialien bestehen aus Aramidfaser, die in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind. Sie bieten eine hohe Festigkeit und Steifigkeit sowie eine hervorragende Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitze und Chemikalien und werden häufig in strukturellen Komponenten wie Rahmen und Trägern verwendet.

Langfaserverstärkte Thermoplaste (LFT)

In der Automobilindustrie werden LFT in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in Strukturbauteilen wie Türmodulen, Stoßfängern, Karosserieteilen, Armaturenbrettern und Sitzschalen. LFT sind auch in der Lage, komplexe Formen zu formen, und ermöglichen eine verbesserte Designflexibilität und Produktionseffizienz.

Ein weiterer Vorteil von LFT ist ihre Nachhaltigkeit. Sie lassen sich gut recyceln und verursachen bei der Herstellung weniger Abfall und Emissionen als andere Materialien.

Insgesamt bieten langfaserverstärkte Thermoplaste der Automobilindustrie eine Vielzahl von Vorteilen wie hohe Festigkeit und Steifigkeit, geringes Gewicht und nachhaltige Eigenschaften sowie verbesserte Designflexibilität und Fertigungseffizienz. Sie werden daher zunehmend als Alternative zu anderen Werkstoffen eingesetzt und stellen eine vielversprechende Option für zukünftige Entwicklungen in der Automobilindustrie dar.

Autofertigung

Sportartikelindustrie 

In der Sportartikelindustrie werden hauptsächlich thermoplastische Verbundwerkstoffe verwendet, die aus einer Kombination von thermoplastischen Polymermatrices und langfaserverstärkten Fasern bestehen. Beispiele für solche Werkstoffe sind Polyethylenterephthalat (PET), Polyamide (PA) und Polypropylen (PP) in Kombination mit Kohlenstofffasern oder Glasfasern.

Optimierung der Leistung von Sportartikeln durch Wahl des richtigen thermoplastischen Verbundwerkstoffs

Es ist zu beachten, dass die Wahl des thermoplastischen Verbundwerkstoffs und die Art der Faserverstärkung von den Anforderungen des jeweiligen Sportartikels und den gewünschten Eigenschaften abhängt.  Thermoplastische Verbundwerkstoffe ermöglichen es, die Leistung von Sportartikeln zu optimieren. Beispielsweise kann die Flexibilität eines Schlägers durch die Wahl des richtigen Fasertyps und die Anordnung der Fasern im Material eingestellt werden. Auch die Schwingungsdämpfung kann durch die Wahl des richtigen thermoplastischen Materials optimiert werden. Im Vergleich zu klassischen Materialien wie Holz oder Aluminium sind sie leichter, stabiler und widerstandsfähiger gegen Beschädigungen. Zudem lassen sich mit ihnen sehr präzise Formen herstellen.

Ein weiterer Vorteil thermoplastischer Verbundwerkstoffe ist, dass sie recyclingfähig sind. Im Gegensatz zu herkömmlichen Materialien wie z. B. Holz oder Aluminium können thermoplastische Verbundwerkstoffe einfach wieder eingeschmolzen und zu neuen Produkten verarbeitet werden.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

In der Sportartikelindustrie werden thermoplastische Verbundwerkstoffe in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, darunter:

  • Schläger für Sportarten wie Tennis, Squash und Badminton: Thermoplastische Verbundwerkstoffe ermöglichen es, leichte und robuste Schläger herzustellen, die gleichzeitig auch eine gute Flexibilität und Dämpfung aufweisen.
  • Ski und Snowboards: thermoplastische Verbundwerkstoffe ermöglichen es, leichtere und stabilere Ski und Snowboards herzustellen, die gleichzeitig auch resistenter gegenüber Beschädigungen sind.
  • Fahrräder: thermoplastische Verbundwerkstoffe werden verwendet, um leichte und robuste Rahmen, Gabeln und Schutzbleche für Fahrräder zu produzieren.
  • Golfschläger: thermoplastische Verbundwerkstoffe ermöglichen es, leichte und robuste Schläger herzustellen, die gleichzeitig auch eine gute Flexibilität und Dämpfung aufweisen.
  • Sportbekleidung: thermoplastische Verbundwerkstoffe werden verwendet, um leichte und atmungsaktive Sportbekleidung herzustellen, die gleichzeitig auch robust und langlebig ist.
  • Schuhe: thermoplastische Verbundwerkstoffe werden verwendet, um leichte und robuste Sportschuhe herzustellen, die gleichzeitig auch eine gute Dämpfung und Unterstützung aufweisen.
Sportausrüstung aus thermoplastischen Verbundwerkstoffen

Bauwesen

Thermoplastische Verbundwerkstoffe haben in den letzten Jahren im Bauindustrie an Bedeutung gewonnen, da sie gegenüber traditionellen Werkstoffen wie Stahl und Beton viele Vorteile bieten. Sie sind leicht, fest, korrosionsbeständig und langlebig. Außerdem lassen sie sich leicht verarbeiten, was die Bauzeit verkürzt und die Baukosten senkt.

In Bausektor werden vor allem folgende thermoplastische Verbundwerkstoffe verwendet:

  • Polyvinylchlorid (PVC): Dieser thermoplastische Werkstoff wird häufig in Fensterrahmen und Türen verwendet, da er leicht, langlebig und kosteneffizient ist.
  • Polyethylen Terephthalat (PET): Wird häufig in Dach- und Wandpaneele, Brücken und anderen Baukonstruktionen verwendet und bietet eine hohe Steifigkeit und Festigkeit, sowie gute Witterungsbeständigkeit.
  • Polycarbonat (PC): Wird wegen seiner hohen Transparenz und guten Witterungsbeständigkeit häufig für Dachfenster und Bedachungen verwendet.
Schweißen im Bauwesen

Insgesamt sind thermoplastische Verbundwerkstoffe aufgrund ihrer Leichtigkeit, Festigkeit und Witterungsbeständigkeit eine vielversprechende Wahl für den Einsatz im Bauwesen. Weitere Forschung und Entwicklung kann jedoch dazu beitragen, ihre Nachteile zu minimieren und ihre Verwendung in zukünftigen Projekten weiter zu fördern.

Die Zukunft der thermoplastischen Verbundwerkstoffe in der Bauindustrie ist vielversprechend. Es wird erwartet, dass ihr Einsatz in den kommenden Jahren weiter zunehmen wird, insbesondere bei Anwendungen, bei denen Leichtigkeit, Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse wichtig sind.

Beispiele für zukünftige Anwendungen von thermoplastischen Verbundwerkstoffen im Bauwesen sind:

  • Gebäude- und Brückenkonstruktionen, insbesondere für den Einsatz in rauen Umgebungen oder in Gebieten mit erhöhtem Risiko von Naturkatastrophen.

 

Bauwesen Planung mit Thermoplaste
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