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GFK

Die Dichte von GFK hängt vom Volumenverhältnis ab

Von Stephan Wayan | 19. Januar 2021
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Die Wahl des geeigneten Harzes und des Faservolumenanteils spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Dichte von GFK. In diesem Artikel bieten wir eine gründliche Erklärung und Anleitung zur Berechnung der GFK-Dichte, wobei wir sowohl auf die Dichte der gängigsten Harztypen eingehen, als auch auf den Einfluss der Fasern.

GFK Dichte
AUF EINEN BLICK
Wie berechnet man die Dichte von GFK?
Die Dichte von Glasfaserkunststoff (GFK) variiert je nach Dichte der Harze und dem prozentualen Anteil der eingelegten Fasern. Typische Harzdichten liegen zwischen 1,07 und 1,25 g/cm³. Die Dichte kann durch das Berechnen und Addieren der entsprechenden Anteile von Faser- und Harzdichte ermittelt werden.

Volumenanteile führen zu Gesamtdichte

Da bei GFK zwei Materialien aufeinandertreffen, bestimmt sich die endgültige Dichte aus der eingebrachten Dichte des gewählten Harzes und dem prozentualen Anteil an eingelegten Fasern. Im üblichen GFK wird bei Laminieren des GFK per Hand ein Faservolumenanteil von 15 bis 20 Prozent bei Glasfasermatten und vierzig bis fünfzig Prozent bei Glasgeweben erreicht.

Ein höherer prozentualer Anteil an Faservolumen erhöht die Dichte des gesamten GFK. Glasfasern bewegen sich bei einer Dichte von rund 2,5 Gramm pro Kubikzentimeter. Diese Dichte muss mit der Dichte des Harzes anteilig gemittelt werden. Additive, Härter und Farbpigmente können aufgrund ihres geringen Anteils von unter zwei Prozent vernachlässigt werden.

Die Dichten der Harze

Über die höchste Dichte verfügen Polyesterharze, deren Werte zwischen 1,12 und 1,25 Gramm pro Kubikzentimeter betragen. Ähnliche Dichte mit einer gering größeren Variabilität nach unten weisen Epoxidharze auf, deren Werte zwischen 1,1 und 1,25 Gramm pro Kubikzentimeter liegen. Vinylesterharze, zu denen auch Urethanharze zählen, liegen mit 1,07 Gramm pro Kubikzentimeter am niedrigsten.

Um die Dichte von GFK zu errechnen, braucht es den prozentualen Anteil des Faservolumens und die genaue Dichte des verwendeten Harzes. Beide Teile werden einzeln berechnet und dann addiert.

Rechenweg zur Ermittlung der Dichte

Dichte ist das Gewicht der Gesamtlage (Faserdichte mal Faservolumen mal tausend) und (Harzdichte mal Harzvolumen mal tausend)

Das Faservolumen wird in dezimales Maß umgerechnet. Zwanzig Prozent entsprechen beispielsweise 0,2. Dieser Wert wird mit der Dichte der Faser in Gramm pro Kubikzentimeter multipliziert.

Der restliche Volumenanteil, wiederum in Dezimalwert umgerechnet, wird mit der Dichte des Harzes in Gramm pro Kubikmeter multipliziert.

Tipps & Tricks
Von der Dichte von GFK können Sie nicht direkt auf andere Materialeigenschaften schließen. Aus einer höheren Dichte können Sie nicht auf höhere Zugfestigkeit oder größere Härte schließen. Einzig direkt voneinander abhängig sind Dichte und Gewicht.

Artikelbild: stocksnapper/iStockphoto