Duroplaste: Faser-Verbund-Kunststoffe
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Questions and Answers

Welches Material wurde bei der ersten industriellen Herstellung von Glasfäden verwendet?

  • Kupfer
  • Siliziumdioxid (correct)
  • Aluminiumoxid
  • Naturfaser

    • Der Durchmesser von Glasfasern beträgt in der Regel zwischen 1 und 2 mm.

    False

    Was wird als 'Filamentbündel' bezeichnet?

    Garn

    Die Glasfaser wurde vor etwa ______ Jahren in Ägypten entwickelt.

    <p>3500</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die Faserarten ihren Eigenschaften zu:

    <p>Glasfaser = Hochtemperaturbeständig Kohlenstofffaser = Hohe Festigkeit Aramidfaser = Schlagfestigkeit Naturfaser = Nachhaltigkeit</p> Signup and view all the answers

    Was geschieht, wenn das Glas austritt?

    <p>Es erstarrt in Bruchteilen einer Sekunde.</p> Signup and view all the answers

    Rovings werden oft als textile Halbzeuge weiterverarbeitet.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Die Feinheit eines Garns wird in ______ angegeben.

    <p>tex</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Merkmale ist ein Vorteil von Aramidfasern?

    <p>Sehr gute Zugfestigkeiten</p> Signup and view all the answers

    Aramidfasern sind besonders gut für den Einsatz in schusssicheren Westen geeignet.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Nennen Sie einen Handelsnamen der Aramidfaser.

    <p>Kevlar</p> Signup and view all the answers

    Aramidfasern sind besonders nützlich in ________.

    <p>schusssicheren Westen</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Materialien ihren Eigenschaften zu:

    <p>Aramid = Hohe Zugfestigkeit Polyester = Geringe Wasseraufnahme Polyamid = Hohe Zähigkeit Polyethylen = Leichtgewichtig</p> Signup and view all the answers

    Welche Eigenschaft haben Aramidfasern NICHT?

    <p>Hohe Wärmeleitfähigkeit</p> Signup and view all the answers

    Aramidfasern haben eine geringe Ermüdungsfestigkeit.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Nachteil von Aramidfasern in Bezug auf ihre Verarbeitung?

    <p>Erforderlichkeit von Spezialwerkzeugen</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat die Grenzschicht in einem Verbundwerkstoff?

    <p>Sie überträgt nur Schub über die Klebehaftung.</p> Signup and view all the answers

    Naturfasern sind immer in langen Längen verfügbar.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine Matrix in einem Faser-Kunststoff-Verbund?

    <p>Eine Bettungsmasse, die die Fasern umgibt.</p> Signup and view all the answers

    Epoxidharze (EP) bieten ________ Schwindung bei der Härtung.

    <p>geringe</p> Signup and view all the answers

    Welches Material ist ein Beispiel für anorganische Fasern?

    <p>Glas</p> Signup and view all the answers

    Ordne die folgenden Matrixwerkstoffe ihren Eigenschaften zu:

    <p>Ungesättigte Polyesterharze = Leicht verarbeitbar, kostengünstig Epoxidharze = Geringe Schwindung, hohe mechanische Eigenschaften Vinylesterharz = Für hohe thermische Beanspruchung Phenolharz = Witterungsbeständig und langlebig</p> Signup and view all the answers

    Synthetische Fasern können nicht endlos hergestellt werden.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nenne zwei Arten von Fasern, die als lasttragende Elemente in Verbundwerkstoffen genutzt werden können.

    <p>Naturfasern und synthetische Fasern.</p> Signup and view all the answers

    Welches Material stellt einen typischen Faserverbundwerkstoff dar?

    <p>Holz</p> Signup and view all the answers

    Die Faserverbundbauweise ist eine Erfindung der modernen Technik.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nennen Sie ein Beispiel für eine biologische Faserverbundstruktur.

    <p>Knochen</p> Signup and view all the answers

    Der zellartige Kern der Knochen wird auch als ______ bezeichnet.

    <p>Spongiosabalken</p> Signup and view all the answers

    Ordnen Sie die folgenden Materialien den entsprechenden Eigenschaften zu:

    <p>Cellulose = Hochfeste Fasern in Holz Lignin = Matrix im Holz Collagen = Fasern in Knochen Stroh = Verstärkung von Lehmziegeln</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Materialien wird seit Jahrtausenden in der Bauweise verwendet?

    <p>Holz</p> Signup and view all the answers

    Die Ägypter verstärkten Lehmziegel durch Pflanzenfasern.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit den Spongiosabalken im Knochenbau bei verschiedenen Belastungen?

    <p>Sie passen sich in ihrem Wachstum der Belastung an.</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Eigenschaften gehören zu den Vorteilen von Glasfasern?

    <p>Gute Drapierbarkeit</p> Signup and view all the answers

    Kohlenstofffasern haben ein niedriges Elastizitätsmodul.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Nennen Sie eine chemische Zusammensetzung von Glasfasern.

    <p>C-Glas</p> Signup and view all the answers

    Die ersten hochfesten Kohlenstofffasern wurden auf Basis von __________ hergestellt.

    <p>Cellulosefasern</p> Signup and view all the answers

    Welches Verfahren brachte den großtechnischen Durchbruch bei Kohlenstofffasern?

    <p>Vorgeformte organische Fasern abbauen</p> Signup and view all the answers

    Die Tränkung von Glasfasern ist optisch schwer kontrollierbar.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Hinweis auf die Econimie von Glasfasern im Vergleich zu anderen Verstärkungsfasern?

    <p>Am preiswertesten</p> Signup and view all the answers

    Welche Aufgabe hat die Kupplungsschicht?

    <p>Sie erhöht den Kontakt zwischen der Oberfläche und dem Hinterbau.</p> Signup and view all the answers

    Die Kupplungsschicht wird dicker aufgetragen, um Lufteinschlüsse zu vermeiden.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Was sollte man bei der Herstellung des Laminats beachten?

    <p>Mit möglichst wenig Harz arbeiten.</p> Signup and view all the answers

    Die Kupplungsschicht besteht aus Kurzglasfasern und __________, die zu gleichen Teilen gemischt werden.

    <p>Baumwollflocken</p> Signup and view all the answers

    Ordne die Begriffe ihrer Beschreibung zu:

    <p>Kupplungsschicht = Erhöht den Kontakt zwischen Oberfläche und Hinterbau Laminat = Schichtweises Einbringen von Verstärkungsgewebe Deckschicht = Obere Schicht des Laminats Lufteinschlüsse = Unerwünschte Luftblasen im Laminat</p> Signup and view all the answers

    Wann sollte bei größeren Laminatwandstärken eine Pause eingelegt werden?

    <p>Wenn die Wandstärke mehr als 4 mm beträgt.</p> Signup and view all the answers

    Der Einsatz von Geweben ist unwichtig für die Laminaterstellung.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Wie kann die sorgfältige Benetzung von Glasgeweben optisch kontrolliert werden?

    <p>Durch das Erscheinen von nicht getränkten Stellen in weiß und richtig getränkten Stellen in transparent.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Duroplaste: Formenbau mit Faser-Verbund-Kunststoffen

    • Faserverbundbauweise ist keine moderne Erfindung, sondern ein aus der Natur abgeleitetes Prinzip, welches Kräfte durch hochfeste Fasern aufnimmt.
    • Natürliche Faserverbunde in Pflanzen (z.B. Stängel) und Tieren (z.B. Muskeln, Knochen) zeigen diesen Leichtbauprinzip.
    • Holz ist ein alter Konstruktionswerkstoff, der ein Faserverbundwerkstoff ist.
    • Die hohe Festigkeit von Fasern, wie Flachs, Hanf, Sisal, Wolle, war schon früh den Menschen bekannt.
    • Bereits vor 3000 Jahren verstärkten die Ägypter Lehmziegel durch Stroh oder andere Fasern.
    • In China wurden zwischen 480 und 221 v. Chr. verzierte Faserverbund-Gebrauchsgegenstände, wie Schalen, Kästen und Becher, hergestellt.
    • Holzern Rumpf wurde durch einen Überzug aus Faserverbund geschützt.
    • Betonverstärkung mit Stahldrähte (erfunden 1849) zeigt das Prinzip der Werkstoffkombination.
    • Verschiedene Werkstoffe kombiniert, um Schwächen einzelner Materialien auszugleichen.

    Faser-Kunststoff-Verbund (FKW)

    • FKWs entstanden im 20. Jahrhundert im Zusammenhang mit der Kunststoffentwicklung.
    • Kunstharze sind die idealen Kleber für Faserkonstruktionen.
    • Sie sind leicht, haften gut, sind korrosionsbeständig und einfach zu verarbeiten.
    • Erfindung von FKWs in Deutschland (1936).
    • Die Gebrüder Horten verwendeten Papier verstärkte Phenolharzplatten für Tragflächen.
    • 1942 wurden erstmals Flugzeugkomponenten aus FKV in den USA gefertigt.
    • 1944 wurde in den USA ein Flugzeugrumpf aus Glasfaser-Kunststoff-Sandwich erfolgreich getestet.
    • Glasfasern, als ursprünglich elektrische Isolationsmaterialien verwendet, mit ungesättigten Polyesterharzen eingesetzt.
    • Epoxidharze zeigten bessere mechanische Eigenschaften.
    • Faser-Wickeltechnik (1945)- Serienfertigung.

    Werkstoff-Eigenschaften & Anwendung

    • Die Matrix (z.B. Kunststoffe) gibt dem Faserverbund sein Aussehen und hält Fasern an ihrem Platz.
    • Fasern liefern Festigkeit & Steifigkeit.
    • Die Matrix schützt Fasern vor Umweltfaktoren.
    • FKV sind in vielen Bereichen verbreitet, wo Leichtbau und hohe Festigkeiten benötigt werden (z.B. Luft- und Raumfahrt, Sportgeräte, Automobilindustrie etc.).
    • FKV bieten: hohe Festigkeit, hohe Steifigkeit, niedrige Dichte und die Möglichkeit freier Formen.

    Arten von Fasern

    • Glasfasern (billigste Alternative, optisch kontrollierbaren Tränkung, hohe Zugfestigkeit, Unbrennbarkeit, geringe Feuchtigkeitsaufnahme)
    • Kohlenstofffasern (hohe Festigkeit und Steifigkeit, hohe Kosten)
    • Aramidfasern(hohe Zähigkeit, besonders leichte Fasern, sehr gute Zugfestigkeiten und hohe Elastizitätsmodule)
    • Naturfasern (nachwachsende Rohstoffe, z.B. Flachs, Hanf, Sisal etc.)

    Faserverbundbauweisen

    • Endlos-Fasermatten
    • Schnitt-Fasermatten
    • Vernadelte-Fasermatten
    • Gelege
    • Ecken-und Kantenbearbeitung

    Bauteilplanung

    • Formen ohne Hinterschneidungen für bessere Entformung.
    • Radien an Ecken und Kanten zur Verbesserung der Festigkeit.
    • Oberfläche muss dicht und staubfrei sein zum Verhindern von Trennungslöchern.
    • Trennmittelbeschichtung für einfache Entnahme.
    • Oberflächenbehandlung.

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    Description

    Dieser Quiz behandelt die Grundlagen der Faserverbundwerkstoffe, die auf natürlichen Prinzipien basieren. Erfahren Sie mehr über die Anwendung und Geschichte von Faserverbunden in verschiedenen Materialien, vom Holz bis zu modernen Kunststoffen. Testen Sie Ihr Wissen über die Eigenschaften und die Kombination von Werkstoffen im Bauwesen.

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