Kunststofftechnik
Verstärkte Fasern
Faserverbundwerkstoffe, die sich durch gezielte Wärmeeinwirkung verformen und damit individuell anpassen lassen, bergen ein enormes Potenzial für die Medizintechnik und Medizinelektronik.
Hochleistungs-Faserverbundwerkstoffe sind bereits in vielen Anwendungen der Luft- und Raumfahrt, aber auch in der Automobilindustrie oder bei der Gewinnung regenerativer Energien Stand der Technik. Im Vergleich zu Metall oder Keramik sind sie bis zu 70 Prozent leichter, aber gleichzeitig mechanisch hochbelastbar und beständig gegenüber chemischen Einflüssen.
Durch den Einsatz von thermoplastischem Kunststoff, der die verstärkenden Fasern der Bauteile zusammenhält, lassen sich beispielsweise anpassungsfähige Mikroimplantate für die Neurochirurgie, aber auch komplexe Bauteile wie Prothesen herstellen. Gleichzeitig eignen sich derartige Materialien auch als biokompatible Träger für Leiterbahnen beziehungsweise elektronische Bauelemente (Bild 1).
Anders als metallische Bauteile erfordern solche aus faserverstärkten Kunststoffen neben der geometrischen auch eine Gestaltung des Werkstoffs selbst. Damit lässt sich die Beanspruchungssituation des Bauteils exakt an die späteren Gegebenheiten am Einsatzort anpassen. Dabei sind die Faserorientierung, der Laminataufbau, also die Schichtfolge, die Dicke der jeweiligen Einzelschicht, der Faseranteil sowie die Werkzeug- und Halbzeugauswahl wichtige Parameter. Dabei kommt den ersten beiden Punkten eine herausragende Rolle zu. Durch die gezielte Nutzung der Richtungsabhängigkeit lässt sich daher der Werkstoff sehr hoch und im gesamten Bauteil gleichmäßig ausnutzen.
- Verstärkte Fasern
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