Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK)

GFKs bestehen aus Kunststoff (meistens Polyester- oder Epoxidharzen) und Glasfasern. Während der Herstellung der Formteile ist der Kunststoff flüssig und wird anschließend ausgehärtet. Die Eigenschaften werden durch den verwendeten Kunststoff und die Art der Glasfasern, durch den Anteil der Glasfasern am Gesamtvolumen sowie ihre Anordnung im Werkstück bestimmt. Die Festigkeit nimmt mit steigendem Fasergehalt und der Ausrichtung der Fasern in eine Richtung zu. Anwendungsgebiete im Bauwesen, in der Sportgeräteherstellung (Ski, Tennisschläger), im Fahrzeug-, Flugzeug- und Maschinenbau. Man fertigt daraus z.B. Zahnräder, Spezialwerkzeuge, Lkw-Blattfedern, Karosserieelemente und Flugzeugstrukturteile, Rohrleitungen und Behälter.
Bearbeitung: Spanlose Formung ist nur bei sogenannten Prepregs (vorgefertigte Matten aus Glasfasern, getränkt mit nicht ausgehärtetem Kunststoff) möglich. Erst beim Verarbeiten werden die Prepregs geformt und anschließend durch Erwärmen ausgehärtet. Ausgehärtete GFK sind nicht umformbar, können aber mit allen spanenden Verfahren bearbeitet werden. Aufgrund der Härte der Glasfasern müssen Hartmetall-Werkzeuge verwendet werden. GFK-Bauteile lassen sich untereinander oder mit anderen Werkstoffen durch Verschrauben, Nieten oder Kleben fügen.
Herstellung: Beim Faserharzspritzen werden Glasfasern zerkleinert und im Druckluftstrom zusammen mit dem zerstäubten Kunststoff versprüht, sodass Faserschnitzel und Kunststoffnebel beim Auftreten eine Form das Laminat ergeben. Pressmassen aus Kunststoff und Faserschnitzeln lassen sich wie die unverstärkten Kunststoffe durch Formpressen, Spritzpressen und Spritzgießen verarbeiten. Beim Nasswickeln werden die Faserstränge durch flüssigen Kunststoff hindurchgezogen, wobei sie sich vollsaugen. Anschließend werden sie aufgewickelt. Mit diesem Herstellungsverfahren können rotationssymmetrische Bauteile wie Rohre, Behälter und Tanks gefertigt werden. Beim Profilziehen werden Endlosprofile hergestellt. Dazu wird ein Bündel kunststoffgetränkter Faserstränge durch eine Profildüse gezogen, die das Faserbündel in die gewünschte Form bringt. Die Herstellung endloser, ebener oder gewellter Bahnen erfolgt mit dem so genannten kontinuierlichen Laminieren. Dazu werden auf einer Trennfolie fortlaufend Harz und Glasfasern aufgegeben und mit einer zweiten Trennfolie abgedeckt. Dieses Vorlaminat kann anschließend in einem Härteofen zu einer Wellbahn geformt werden. Vorlaminatabschnitte sind auch durch Vakuumtiefziehen formbar.

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