Verbundmaterialien: Zusammen für mehr Leistung
Jeder Werkstoff bringt spezifische Eigenschaften mit sich: Während einige für die entsprechenden Nutzungs- oder Anwendungsbereiche in der Industrie sehr positiv und erwünscht sind, gibt es andere, die eher negativ auffallen. Doch durch die Kombination unterschiedlicher Werkstoffe untereinander, können positive Eigenschaften verstärkt und Negativfaktoren ausgeglichen oder komplett beseitigt werden. Wenn zwei Werkstoffe miteinander kombiniert werden und der Ergebnis-Werkstoff andere Eigenschaften aufweist als die separaten Ausgangsmaterialien, spricht man auch von einem sogenannten Verbundmaterial oder einem Verbundwerkstoff. Verbundmaterialien werden im industriellen Bereich immer häufiger eingesetzt, da sie zahlreiche Vorteile mit sich bringen.
Welche Arten von Verbundmaterialien gibt es?
Die Liste der verschiedenen Verbundmaterialien ist lang und regelmäßig werden neue Kompositwerkstoffe entwickelt. Dabei werden unterschiedliche Werkstoffe und Materialien allerdings nicht wahllos miteinander kombiniert, sondern unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren zusammengefügt. Die stofflichen Eigenschaften der Werkstoffe spielen zum Beispiel eine große Rolle. So gibt es keramische, organische, metallische und polymere Werkstoffe, aus denen sich wiederum Faserverbundwerkstoffe, Schichtverbundwerkstoffe (Laminate), Teilchenverbundwerkstoffe oder auch Strukturverbundwerkstoffe herstellen lassen.
Ein bekanntes Beispiel für einen Schichtverbundwerkstoff ist das Laminat. Hergestellt wird es aus unterschiedlichen Schichten verschiedener Verbundmaterialien, die wiederum ganz eigene Charakteristika mit sich bringen. Dieser Schichtverbundwerkstoff kann zum Beispiel für diverse Forming-Elemente verwendet oder aber für die Verkleidung von Fassaden eingesetzt werden.
Der Faserverbundwerkstoff ist ebenfalls weit verbreitet. Um ihn herzustellen, können verschiedene Verbundmaterialien zum Einsatz kommen. Die individuellen Eigenschaften der einzelnen Verbundmaterialien sind dabei ebenso entscheidend wie der Kostenfaktor. So werden beispielsweise Glasfasern aufgrund ihres geringen Preises gern als Verbundmaterialien genutzt. Keramikfasern sind dagegen deutlich teurer und werden daher als Verbundmaterialien meist nur dann eingesetzt, wenn die Verbundwerkstoffe hohen Temperaturen standhalten müssen. Auch Kohlenstofffasern sind als Verbundmaterialien äußerst beliebt, obwohl sie recht kostspielig sind. Ihrem geringen Gewicht ist es zu verdanken, dass sie vor allem in der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz kommt
Vorteile von Verbundmaterialien: Warum werden Verbundmaterialien benötigt?
Wenn Verbundmaterialien miteinander kombiniert werden, verfolgt dieses Verfahren normalerweise einen bestimmten Zweck. In Abhängigkeit vom späteren Einsatz- bzw. Anwendungsbereich des Verbundwerkstoffs können verschiedene Zielsetzungen eine Rolle spielen: So können Werkstoffe beispielsweise in ihrer Farbe oder in ihrer Hitzebeständigkeit verändert werden. Auch mit Blick auf die Schlagzähigkeit oder die Bruchdehnung kann die Compoundierung große Erfolge erzielen.
Verbundmaterialien bzw. Verbundwerkstoffe sind heute für viele von uns Teil des alltäglichen Lebens. So befinden sich beispielsweise Faserverbundwerkstoffe in Gebäuden, Brücken und Booten, aber auch in Kleidungsstücken, Möbeln oder Haushaltsgeräten. Nichtsdestotrotz werfen die Kompositwerkstoffe einige Fragen bzw. Probleme auf. So sieht man sich vor allem beim Recycling bzw. bei der Entsorgung mit etlichen Herausforderungen konfrontiert, da Verbundmaterialien, die einmal zusammengefügt wurden, sich später nicht mehr so leicht trennen lassen.