Vergleich zwischen kontinuierlichen kohlenstofffaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen und kurzgeschnittenen/pulverförmigen kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoffen

Wenn Verbundwerkstoffe auf Biegung oder Scherung beansprucht werden, werden die Fasern aus der Matrix herausgezogen, was dazu beiträgt, die von außen einwirkende Energie zu absorbieren, wobei die Faserlänge eine entscheidende Rolle spielt. Je länger die Fasern sind, desto mehr Energie können sie absorbieren, was zu einer besseren Festigkeit führt. längere Fasern reduzieren auch die Anzahl der Fasern und der Spannungskonzentrationspunkte im Verbundwerkstoff, wodurch das Material schwerer zu beschädigen ist. Daher weisen endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe bessere mechanische Eigenschaften auf als kurzgeschnittene oder pulverisierte Fasern.

Bei der Reibung bieten Endloskohlenstofffasern aufgrund ihrer größeren Länge eine bessere Schmierung, was zu einem niedrigeren Reibungskoeffizienten, weniger Verschleiß und feineren Abriebpartikeln führt. Dadurch sind endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe besser für Hochfrequenz- und Hochlastanwendungen geeignet.

Vergleich zwischen kontinuierlichen kohlenstofffaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen und duroplastischen kohlenstofffaserverstärkten Verbundwerkstoffen

Kontinuierlich kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe unterscheiden sich in der Verarbeitung von ihren duroplastischen Gegenstücken. Thermoplastische Verbundwerkstoffe durchlaufen die Kristallisation und den Glasübergang, um eine Kristallstruktur zu bilden, während duroplastische Verbundwerkstoffe während der Verarbeitung vernetzen und aushärten. Obwohl sie bei der Herstellung schwieriger zu infiltrieren sind, bieten thermoplastische Verbundwerkstoffe Vorteile wie kürzere Formungszyklen, bessere Schlagfestigkeit, Schweißbarkeit, sekundäre Formungsmöglichkeiten und größere Designflexibilität.

Kontinuierlich kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe weisen auch eine bessere Hochtemperaturbeständigkeit auf als duroplastische Verbundwerkstoffe. Dies ist auf die Unterschiede im Harzsystem zurückzuführen. Thermoplastische Kunststoffe des mittleren und oberen Marktsegments, insbesondere spezielle technische Kunststoffe wie PEEK, weisen eine ausgezeichnete Temperaturbeständigkeit auf. Die Verschleißfestigkeit der thermoplastischen Harzmatrix wirkt sich ebenfalls positiv auf die Gesamtleistung des Verbundwerkstoffs aus.