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Wussten Sie, dass in den 1930er Jahren durch Zufall ein Verfahren zur Herstellung von Fiberglas entdeckt wurde?
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatte die Geschichte der Glasfaser noch nicht begonnen. Erst in den 1930er Jahren nahm die Produktionstechnologie von Glasfaser Gestalt an. Der Bedarf der Luftfahrtindustrie an leichten, hochfesten Materialien förderte damals die Forschung und Entwicklung dieses neuen Materials.
Glasfaser ist ein Verbundwerkstoff aus einer Polymermatrix und einer Faserverstärkung. Er wird häufig in der Luftfahrt-, Automobil-, Schifffahrts- und Bauindustrie eingesetzt.
Tatsächlich lässt sich die kommerzielle Produktion von Glasfasern bis ins Jahr 1932 zurückverfolgen, als der Forscher Games Slayter während seiner Arbeit bei der Owens-Illinois Company zufällig eine Methode entdeckte, mit der er mithilfe von Druckluft geschmolzenes Glas zu Fasern formen konnte. Diese zufällige Entdeckung führte zur weit verbreiteten Verwendung von Glasfaser und wurde zur Grundlage für viele zukünftige Hochleistungsprodukte.
Als die Technologie perfektioniert wurde, begann die Owens Corning Company 1936 damit, daraus „Fiberglas“-Produkte für den kommerziellen Einsatz zu entwickeln. Das Produkt war ursprünglich eine Glaswolle, die als Hochtemperatur-Isoliermaterial wirksam war. Die Entwicklung dieser Veranstaltungsreihe bedeutet, dass die Kombination von Kunststoffen und Fasern das Gesicht vieler Branchen verändern wird.
Ray Greene baute 1937 erfolgreich das erste Verbundboot, obwohl er die kommerzielle Produktion aufgrund der damaligen Sprödigkeit des Kunststoffs nicht voranbrachte.
An diesem Punkt, mit der weiteren Reife der Glasfasertechnologie, haben viele Branchen seit den 1940er Jahren nach und nach damit begonnen, faserverstärkte Kunststoffe (FRP) zu erforschen und anzuwenden. Nicht nur die Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie, sondern auch die Schifffahrts- und Baubranche beginnen, von diesem aufstrebenden Material zu profitieren. Gerade zu dieser Zeit war FRP aufgrund seines geringen Gewichts und seiner guten Festigkeit sowohl im militärischen als auch im zivilen Bereich von besonderer Bedeutung.
Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Länge und Anordnungsrichtung der Fasern einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtleistung des Materials haben. Wenn starke Fasern mit einer relativ fragilen Kunststoffmatrix kombiniert werden, entsteht ein Verbundwerkstoff, der verschiedenen Belastungen effektiv standhält.
Seit den 1960er Jahren hat das Aufkommen anderer Materialien wie Kohlefasern und Aramidfasern den Anwendungsbereich faserverstärkter Kunststoffe weiter erweitert.
In der Flugzeug- und Automobilbranche wird beispielsweise kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) aufgrund seiner Festigkeit und seines geringen Gewichts bevorzugt. Auch in Sportgeräten, Gebäudestrukturen etc. spielen diese Fasern eine nicht zu unterschätzende Rolle und fördern die Leistungssteigerung und Innovation vieler Produkte.
Mit der Entwicklung der Produktionstechnologie hat sich der Herstellungsprozess von FRP schrittweise verbessert. Vom elektronisch gesteuerten Faserweben bis hin zum Einsatz verschiedener Formen ist der FRP-Produktionsprozess immer ausgefeilter und effizienter geworden. Dies senkt nicht nur die Produktionskosten, sondern verbessert auch die Produktkonsistenz und -zuverlässigkeit.
Heutzutage ist FRP nicht mehr auf eine bestimmte Branche beschränkt, sondern hat sich zu einer gängigen Materiallösung entwickelt, die in vielen Bereichen weit verbreitet ist, darunter im Baugewerbe, im Transportwesen, in der Medizin und anderen Bereichen. Seine hervorragenden physikalischen Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit machen es zu einem unverzichtbaren Werkstoff in der modernen Industrie.
Mit steigender Nachfrage steigt jedoch allmählich der Ruf nach umweltfreundlichen Materialien. Wie werden sich faserverstärkte Kunststoffe in Zukunft verändern und an diesen Wandel anpassen?
Wenn wir auf die Geschichte zurückblicken, kommen wir nicht umhin, über die zukünftige Entwicklung dieses Materials nachzudenken: Wie werden in der heutigen, sich schnell verändernden Welt der Wissenschaft und Technologie faserverstärkte Kunststoffe mit neuen Materialtechnologien kombiniert, um umweltfreundlichere und nachhaltigere Produkte zu schaffen?
