Glasfaserverstärkte Kunststoffe im Spritzguss — Wann und wie man sie einsetzt
Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind das Rückgrat des strukturellen Kunststoffspritzgusses. 30% Glasfaser (GF30) verdoppelt die Zugfestigkeit und verdreifacht den Biegemodul — aber die Glasfaser bringt auch Kompromisse mit sich.
Was Glasfaser bewirkt
| Eigenschaft | PA66 ungefüllt | PA66-GF30 | Veränderung |
|---|---|---|---|
| Zugfestigkeit | 80 MPa | 180 MPa | +125% |
| Biegemodul | 3,0 GPa | 8,5 GPa | +183% |
| Wärmeformbeständigkeit | 75°C | 250°C | +233% |
| Schwindung (längs) | 1,5% | 0,3% | −80% |
| Kerbschlagzähigkeit | 100 J/m | 110 J/m | +10% |
| Dichte | 1,14 g/cm³ | 1,38 g/cm³ | +21% |
Die Kompromisse glasfaserverstärkter Materialien
Anisotrope Schwindung: Die Schwindung ist in Fließrichtung (0,1–0,3%) deutlich geringer als quer zur Fließrichtung (0,5–0,8%). Dies verursacht Verzug bei flächigen Teilen. Abhilfe: Angussposition so wählen, dass die Fließrichtung symmetrisch durch das Teil verläuft.
Werkzeugverschleiß: Glasfasern sind abrasiv. Ein P20-Werkzeug (ungehärtet) zeigt nach 50.000 Schuss messbaren Verschleiß an Anguss und Kavitätsoberfläche. Für GF-Materialien ab 100.000 Schuss: H13 gehärtet oder S136.
Oberflächengüte: Glasfasern an der Oberfläche erzeugen eine matte, faserige Optik. Für kosmetische Sichtflächen sind ungefüllte oder mineralgefüllte Typen besser geeignet.
Sprödigkeit: GF-Materialien sind steifer, aber weniger dehnbar. Schnappverbindungen in GF-Materialien brechen leichter.
Gängige GF-Typen
| Typ | Typische Anwendung |
|---|---|
| PA66-GF30 | Strukturteile Automobil, Stecker |
| PA6-GF30 | Motorraum-Komponenten |
| PP-GF30 | Lüfterräder, Waschmaschinen-Komponenten |
| PBT-GF30 | Elektrische Steckverbinder |
| POM-GF25 | Hochpräzise Zahnräder |