In Fasern denken

"Leicht ist gar nicht mal so leicht"

Faserverbundwerkstoffe unterscheiden sich von konventionellen Werkstoffen. Sie entstehen erst bei der Bauteilherstellung. Die mechanischen Kennwerte sind somit stark von produktionsspezifischen Parametern abhängig.
Hierin liegt begründet, dass kaum gesicherte Materialkennwerte vorliegen.

Durch die große Vielfalt an Kombinationsmöglichkeiten unterschiedlicher Faser- und Matrixwerkstoffe und ihrer Anordnungen im Bauteil ergeben sich mehr Freiheitsgrade als bei herkömmlichen Werkstoffen.

Bei der Berechnung von Laminaten ist die unidirektionale Einzelschicht Ausgangspunkt der Betrachtung. Ein Verbund aus mehreren Einzelschichten, meist mit unterschiedlichen Faserausrichtungen, bildet das Laminat. Entsprechend aufwendig ist die exakte Bauteilauslegung.

Der Faserverlauf im Bauteil sollte im Wesentlichen dem Kraftflussverlauf entsprechen. Eine einfache Ablage der Faserhalbzeuge und die Entformbarkeit der Bauteile muss berücksichtigt werden.

In den meisten Fällen wird die Kraft über die Matrix in die FVK- Konstruktion eingeleitet. Die Matrix ist der schwächere Partner im Verbund, deshalb sind die Krafteinleitungsstellen häufig kritisch.
Diese typischen Aufgabenstellungen machen ein fasergerechtes Design zu einer anspruchsvollen Sache.