Glasfiber: Hvad er glasforstærket plast? Definition, egenskaber og anvendelser

Glasfiber (glasforstærket plast) – stærkt, let og formbart komposit. Læs om egenskaber, fordele og anvendelser i industri, byggeri og transport.

Glasfiber er et kompositmateriale. Det er en fiberforstærket polymer, hvor en plast-matrix er forstærket med fine glasfibre. Kompositmaterialet kaldes ofte glasforstærket plast (GRP eller blot glasfiberkomposit).

Hvad er glasfiber og hvordan fremstilles det?

Glasfiber fremstilles ved at trække smeltet glas gennem meget fine dyser, så der dannes tynde tråde (fibre). Disse fibre kan leveres som løse fibre, garn, væv eller måtter og indarbejdes i en plastmatrix. Plastmatrixen er ofte en termohærdet polymer, fx epoxy- eller polyesterharpiks, men kan også være en termoplast. Valg af harpiks og fiberstruktur bestemmer det færdige materiales mekaniske egenskaber og holdbarhed.

Typer af glasfiber

• E-glass: Almindelig type til generelle formål med god elektrisk isolering og korrosionsbestandighed.
• S-glass: Højstyrkeglasfiber anvendt der, hvor større trækstyrke kræves.
• C-glass: Anvendes især, hvor kemisk modstand er vigtig.
• Forskellige væve og måtter: Løst roving, vævet stof, unidirektionelle fibre og kortfibre giver varierende styrke og stivhed i specifikke retninger.

Egenskaber

Glasfiber kombinerer flere nyttige egenskaber:

• Høj styrke i forhold til vægt — glasfiber er ofte stærkere end mange metaller målt pr. vægtenhed.
• God korrosionsbestandighed mod mange kemikalier og fugt.
• Elektrisk isolerende egenskaber (af særlig betydning i elektroniske applikationer).
• Mulighed for at formes til komplekse og aerodynamiske former ved støbning eller laminering.
• Relativt lav pris sammenlignet med fx kulfiber.
• Termisk stabilitet afhængig af matrixmateriale; typisk lavere varmebestandighed end metaller.

Fordele og ulemper

• Fordele:
  • Lav vægt og høj styrke.
  • Korrosionsbestandig og ikke-magnetisk.
  • God pris/ydelse for mange anvendelser.
  • Let at forme i komplekse geometrier.
• Ulemper:
  • Lavere stivhed end kulfiber (hvis stivhed er kritisk).
  • Begrænset varmebestandighed afhængig af harpiks.
  • Genanvendelse kan være vanskelig; materialet er ikke biologisk nedbrydeligt.
  • Fiberdust ved bearbejdning kan irritere hud og lunger — passende værnemidler nødvendig.

Fremstillingsmetoder og bearbejdning

Nogle almindelige fremstillingsmetoder er:

• Håndoplaminering (hand lay-up): Lag af fiber og harpiks lægges manuelt i en form — velegnet til store emner som både.
• Vacuum bagging og RTM (Resin Transfer Moulding): For bedre kvalitet, lavere luftindeslutninger og højere reproducerbarhed.
• Filament winding: Kontinuerlige fibre vikles omkring en form — almindeligt ved rør og tryktanke.
• Pultrusion: Kontinuerlig proces til fremstilling af profiler med konstant tværsnit.
• Skæring og efterbearbejdning: Bearbejdning med skæreredskaber og slibning kræver støvkontrol.

Anvendelser

Glasfiber anvendes i et meget bredt spektrum af produkter og industrier, bl.a.:

• Skibsbygning og vandsport (både, kajakker).
• Vindmøllevinger (store laminater kræves for at opnå både styrke og lethed).
• Bil- og transportdele (karosseridele, tanke, karrosseriprofiler).
• Byggeri (facader, tagmaterialer, forstærkninger, rør og tanke).
• Elektriske isolationskomponenter og printpladetavler.
• Sportsudstyr (ketchere, hjelme, cykeldele i billigere segmenter).
• Industrielle beholdere og kemiske tanke, hvor korrosionsbestandighed er vigtig.

Sammenligning med andre materialer

Glasfiber er typisk billigere end kulfiber og har god trækstyrke i forhold til vægten, men kulfiber giver højere stivhed og ofte bedre styrke/stivheds-forhold i kritiske konstruktioner. Sammenlignet med metaller har glasfiber bedre korrosionsmodstand og lavere vægt, men metalers duktilitet og varmeledningsevne kan være fordelagtigt i andre anvendelser.

Sikkerhed og miljø

Ved arbejde med glasfiber bør man tage følgende forholdsregler:

• Brug åndedrætsværn og støvmaske ved slibning og skæring for at undgå indånding af fiberdust.
• Beskyttende handsker og langærmet tøj mindsker hudirritation fra fibre og harpiks.
• Ventilation og korrekt bortskaffelse af harpiksrester er vigtig for at reducere emission af flygtige organiske forbindelser (VOC).

Genanvendelse af glasfiberkompositter er udfordrende; teknologier som mekanisk knusning, pyrolyse eller kemisk nedbrydning bruges i nogle tilfælde, men økonomi og kvalitet af det genvundne materiale varierer. Genbrug og design for demontering er et voksende fokus i branchen.

Kvalitetskontrol og test

For at sikre, at glasfiberkomponenter lever op til krav anvendes tests som træktest, bøjning, slagprøvning, varme- og kemisk modstand samt non-destruktiv testning (f.eks. ultralyd) for at opdage interne fejl og lagdelinger.

Opsummering

Glasfiber (glasforstærket plast) er et alsidigt og omkostningseffektivt kompositmateriale med mange tekniske fordele: høj styrke i forhold til vægt, god korrosionsbestandighed og formbarhed til komplekse geometrier. Valget af glasfibertype, fiberorientering og matrix (termohærdet eller termoplast) afgør de konkrete egenskaber og anvendelsesområder. Ved korrekt design, bearbejdning og sikkerhedsforanstaltninger er glasfiber et velegnet materiale i mange industrier.

Spørgsmål og svar

Q: Hvad er glasfiber?

Q: Hvad er glasfiber også kendt som i USA?

Q: Hvad kaldes kompositmaterialet, når det er lavet af glasforstærket plast?

Q: Hvordan er glasfiber i forhold til kulfiber med hensyn til pris og fleksibilitet?

Q: Hvordan er glasfiber i forhold til metaller med hensyn til styrke?

Q: Kan glasfiber støbes til komplekse former?

Q: Hvad er nogle af fordelene ved at bruge glasfiber?

Søg efter bogstav