Reglass und die Kohlefaser
Die Verarbeitung der Kohlefaser
Ausgangspunkt ist die Carbonfaser, diese wird mit Epoxidharzen zu einem „vorimprägniertes“ Material – ein sogenanntes Pre-preg – verarbeitet. Das Pre-Pregmaterial wird anschließend in Carbonfaserlagen geschnitten, welche anhand der Sheet-Wrapping-Technologie (Wickelverfahren) in rohrförmige Teile resultiert und findet Anwendung in verschiedenen Bereichen werden, von der Industrie über den Sport bis hin zum Bauwesen.
Der Rohstoff
Kohlefaser ist ein fadenförmiges Material, das aus Ketten von Kohlenstoffatomen besteht und zur Herstellung einer Vielzahl von Verbundwerkstoffen verwendet wird, d. h. von Materialien, die aus zwei oder mehr Komponenten bestehen.
Eigenschaften: hohe mechanische Festigkeit, geringe Dichte, nahezu null thermischer Ausdehnungskoeffizient, Beständigkeit gegen viele chemische Stoffe, gute feuerhemmende Eigenschaften.
Reglass H.T. verwendet Carbonfasern mit erstklassigen Eigenschaften und imprägniert sie mit selbst entwickelten Harzpräparate. Carbonfasern selbst, lassen sich in zwei große Kategorien unterteilen.
Pre-preg, eine Kohlefaserfolie
Der Prozess beginnt mit dem Abwickeln der Carbonspulen. „Yar“ (Garne, die aus Tausenden von Filamenten bestehen) werden nebeneinander flachgelegt, um eine Carbonfolie mit unidirektionalen Fasern zu erzielen. Diese durchläuft anschließend eine Imprägniermaschine zur Durchdringung des Epoxidharzes in die Fasern. Das so entstandene Halbzeug wird anschließend auf Spulen gewickelt, die in Kühlräumen bei Temperaturen von -18°C. gelagert werden.
Reglass H.T. hat ein spezielles Know-how entwickelt, das eine extrem homogene Imprägnierung der Carbonfasern durch die Epoxidharzmatrix gewährleistet. Der so gewonnene Verbundwerkstoff garantiert dadurch eine hervorragende Präzision im dem Faser-Harz-Verhältnis (innerhalb von 2–3 %).
Dank dieser exklusiven Pre-preg-Technologie ist es möglich, dünne Lagen, mit einer perfekten Verteilung der im Material innewohnenden Spannungen zu erzielen. Gewicht, Trägheit und Dicke werden somit reduziert, wodurch das Verhältnis zwischen diesen Faktoren optimal ist.
Das Ergebnis: derart homogen verteilte Spannungen ermöglichen eine hervorragende Übereinstimmung zwischen den theoretischen Projektdaten und denen am fertigen Produkt gemessenen Werten.
Sheet wrapping, der Wickelprozeß
Dem Projekt zufolge wird das Kohlefaser-Pre-preg in Lagen zugeschnitten. Diese Lagen werden dann nacheinander um eine Form gewickelt (Sheet wrapping), wodurch die aufeinanderfolgenden Schichten projektgemäß angeordnet werden.
Durch die Verwendung von unidirektionalen Pre pregs können die Fasern in unterschiedlichen Richtungen verlegt werden, um die strukturelle Effizienz zu maximieren. Anschließend folgt der Aushärtungsprozess in den Autoklaven die dazu dienen, die Qualität und die mechanischen Eigenschaften des Bauteils weiter zu optimieren.
Dank dem Autoklaven-Curing werden mögliche Hohlräume vermieden und der Verbundstoff wird besonders kompaktiert.
Reglass H.T. kann zudem spezielle Pre-pregs mit gewebter Struktur (Carbongewebe) verwenden. Diese werden vor allem an der Außenseite der Walze zum Schutz der darunterliegenden Schichten eingesetzt.
Nanotechnologie und Verbundwerkstoffe
Nanolith ist eine besondere Technologie, welche auf der Verwendung von Nanomaterialien basiert. Sie wurde von Reglass H.T. in den eigenen Labors entwickelt.
Die Nanopartikel sind auf atomarer und molekularer Ebene mit der Oberfläche der Carbonfasern und dem Harz verbunden. Die Brückenbindung, die zwischen Faser, Nanolith und Harz entsteht ist in der Lage, die Schwingungsenergie abzuleiten und die Bruchlast enorm zu erhöhen. Tatsächlich sind dadurch viel stärkere interne Mikroverschiebungen möglich als bei einem klassischen Verbundwerkstoff. Die Steifigkeitseigenschaften, die durch das sehr hohe Elastizitätsmodul der verwendeten Carbonfasern gegeben sind, bleiben unverändert.