Thermoplastische Kohlefaser
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Thermoplastische Kohlefaser
Angaben zum Produkt
Thermoplastische Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe sind Hochleistungsverbundwerkstoffe, die durch Erhitzen und Verschmelzen von Kohlenstofffaserverstärkungen mit thermoplastischen Harzmatrizen (wie PEEK, PEKK, PPS, PA, PEI usw.) hergestellt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen duroplastischen Kohlenstofffasern weisen sie bessere Verarbeitungs- und Formeigenschaften, wiederholbare Erwärmungs- und Verarbeitungsmöglichkeiten und eine höhere Schlagzähigkeit auf.
Grundlegende Zusammensetzung
| Inhaltsstoffe | Beschreibung |
| Kohlefaser | Hohe Festigkeit, hoher Modul, als Verstärkungsphase, verbessert die mechanischen Eigenschaften des Materials |
| Thermoplastisches Harz | PEEK, PEKK, PPS, PA, PEI usw. als Matrix, relativ duroplastisches Harz kann wiederholt erhitzt und geformt werden. |
Hauptmerkmale
✅ 1. Wiederholbare Erwärmung und Formung
Thermoplastische Materialien erweichen nach dem Erhitzen und können wiederholt verarbeitet und heißgepresst werden;
Der Verarbeitungszyklus ist kurz und eignet sich für die automatisierte kontinuierliche Produktion (z. B. Heißpressen, Laserschweißen, automatisches Schichten).
✅ 2. Hohe Zähigkeit und Schlagzähigkeit
Es hat eine bessere Schlagzähigkeit als duroplastische Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe;
Es eignet sich besonders für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Crashfestigkeit, wie z. B. in Automobilen, in der Luftfahrt und bei Sportgeräten.
✅ 3. Chemische Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit
PEEK- und PEKK-Matrixmaterialien können beispielsweise hohen Temperaturen von 200 bis 300 °C standhalten;
Es ist hochgradig säure-, laugen-, öl- und lösungsmittelbeständig und eignet sich für extreme Umgebungen.
✅ 4. Wiederverwertbar
Die thermoplastische Matrix kann bei hohen Temperaturen wieder aufgeschmolzen werden, was dem Umweltschutz und dem Ressourcenrecycling zugute kommt;
Es ist von großer Bedeutung für die nachhaltige Herstellung und den Trend zu "grünen Verbundwerkstoffen".
Gängige thermoplastische Harzmatrixmaterialien
| Art des Harzes | Ausführlicher Name | Schmelzpunktbereich | Eigenschaften |
| PEEK | Polyetheretherketon | 340℃ | Hohe Festigkeit, chemische Beständigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit |
| PEKK | Polyetherketonketon | 300~360℃ | Bessere Dimensionsstabilität als PEEK |
| PPS | Polyphenylensulfid | 280℃ | Ausgezeichnete chemische Stabilität und elektrische Eigenschaften |
| PA | Polyamid (Nylon) | 210℃ | Geringe Kosten, schnelle Formgebung, gute Zähigkeit |
| PEI | Polyetherimid | 215℃ | Ausgezeichnete Dimensionsstabilität, Hitzebeständigkeit |
Typische Produktform
- Thermoplastisches Prepreg (TP-Prepreg)
- Thermoplastisches Band (Thermoplastisches Band)
- Thermoplastisches Gewebe/Vliesstoff
- Automatischer Lagenaufbau (ATP-Werg, UD-Band)
- Formteile (durch Erhitzen geformt)
Anwendungsbereiche
| Industrie | Anwendungsbeispiele |
| Luft- und Raumfahrt | Flugzeugstrukturteile, Sitzhalterungen, Avionikgehäuse, UAV-Rumpfteile |
| Automobilbranche | Crash-Strukturteile, Sitzrahmen, Batteriegehäuse, Türträger, Instrumententafelträger |
| Eisenbahnverkehr | Leichte Innenverkleidungen, Gerätekästen, Kabelkanäle |
| Sportgeräte | Fahrradträger, Tennisschläger, Skier, Golfschlägerschäfte, Trekkingstöcke |
| Elektronische Ausrüstung | Laptop-Gehäuse, Handy-Halterungen, Rahmen zur Wärmeableitung |
Thermoplastische vs. duroplastische Kohlenstofffasern im Vergleich
| Eigenschaften | Thermoplastische Kohlefaser | Duroplastische Kohlenstofffaser |
| Formgebungszyklus | Schnell (ein paar Minuten) | Langsam (dauert in der Regel mehrere Stunden) |
| Wiederverwertbarkeit | Kann geschmolzen und wiederaufbereitet werden | Nicht recycelbar |
| Stoßfestigkeit | Hoch | Mittel |
| Thermische Stabilität | Hoch | Hoch |
| Komplexität der Prozesse | Besser geeignet für automatisiertes Gießen | Besser geeignet für komplexe Teile wie Handlaminat und RTM |
| Anwendungstrends | Aufstrebendes Wachstum | Ausgereifte Anwendung |
Entwicklungstendenz
Geeignet für die Massenproduktion: Branchen mit hohen Kosten- und Zyklusanforderungen, wie z. B. die Automobil- und Drohnenindustrie, wenden sich zunehmend Thermoplasten zu;
Umweltfreundliche Herstellung und Recycling: Förderung recycelbarer thermoplastischer Verbundwerkstoffe, um nicht recycelbare duroplastische Verbundwerkstoffe schrittweise zu ersetzen;
Kombiniert mit Automatisierung: Thermoplastische Werkstoffe eignen sich besser für intelligente Fertigungstechnologien wie automatisches Verlegen durch Roboter und Laserschweißen.
