Environmental Engineering Reference
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Bild 5.19 Aufbau eines Multiaxial-Geleges mit 0/90/+45/ ° 45 ± -Lagen (nach [ 12] )
Ausführliche Beschreibungen der Eigenschaften von Fasern und daraus hergestellten Halb-
zeugen findet man z. B. in [ 5] . Für Rotorblätter werden fast nur E-Glasfasern eingesetzt, da
sie vergleichsweise billig sind und normalerweise eine ausreichende Festigkeit liefern. Nur bei
sehr langen Blättern kommen auch Carbonfasern an besonders hochbeanspruchten Stellen
zum Einsatz. Aramidfasern werden für Rotorblätter nicht verwendet.
5.5.2.2 Harze
Die Aufgaben der Harze bzw. der Matrix (Harze plus Zusatzstoffe) sind, die Fasern räumlich
zu fixieren, die Kräfte auf die einzelnen Fasern zu übertragen, die Fasern bei Druckbeanspru-
chung zu stützen und sie vor der Einwirkung der Umgebung zu schützen. Die Matrix ist iso-
trop, sie soll eine deutlich höhere Bruchdehnung als die Fasern haben, da in der Matrix durch
lokale Effekte in der direkten Umgebung der Fasern wesentlich höhere Dehnungen auftreten
als die mittlere Dehnung des Laminats. Die Dehnungsüberhöhungen können größer als das
Dreifache der mittleren Dehnung ausmachen, je größer der Faservolumenanteil, umso größer
wird die Dehnungsüberhöhung.
Als Harze werden für die Herstellung von Laminaten eingesetzt:
Ungesättigte Polyester-Harze (UP-Harze): Sie sind billig, leicht zu verarbeiten und haben ei-
ne relativ niedrige Viskosität (dünnflüssig), dadurch ist eine gute Tränkung der Fasern ge-
währleistet. Nachteilig für die UP-Harze ist, dass damit hergestellte Laminate eine relativ
geringe Festigkeit einschließlich Betriebsfestigkeit erreichen und stärker altern als andere
Harze. Sie härten durch Polymerisation aus. Zur Aushärtung der UP-Harze ist Styrol not-
wendig, dafür ist ein Anteil von ca. 30-40% erforderlich. Um eine gleichmäßige und voll-
ständige Aushärtung zu erreichen, wird ein höherer Styrol-Anteil zugegeben, da z. B. an der
Oberfläche eines Bauteils das Styrol schneller verdunsten kann als der Aushärtungsprozess
stattfindet. Es wird auch zur Reduzierung der Matrix-Viskosität zugefügt. Der größte Anteil
des überschüssigen Styrols verdunstet langsam und führt zu dem typischen Styrol-Geruch.
Weiterhin ist die Umweltbelastung durch das bei der Verarbeitung und Aushärtung freiwer-
dende Styrol erheblich, sodass aufwendige Lüftungs- und Filteranlagen für die Fertigungs-
stätten erforderlich sind. Unter anderem wegen des hohen Styrol-Gehalts ist die Schrump-
fung von Bauteilen während des Aushärtens groß, sie kann bis zu 6% erreichen.
 
 
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