Die GFK-Gitterroste sind durch hohe mechanische Festigkeit gekennzeichnet und tragen Lasten bis zu 1000 kg pro Quadratmeter. Saimex empfiehlt die Verwendung von pultrudierten Gitterrosten für höhere Ladefähigkeit. In diesem Fall erreicht der Prozentsatz der enthaltenen Glasfaser 70% und ermöglicht auch eine Ladefähigkeit bis zu 2000 kg und breitere Unterstützungslichter. Die glasfaserverstärkten Gitterroste bestehen aus Orthophthalharz, Vinylesterharz und Phenolharz mit unterschiedlichen Temperatur -und Feuerwiderständen.

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Das pultrudierte Verbundwerkstoff wiest bemerkenswerte Eigenschaften auf. Obwohl die Firma Saimex Srl bereits unter zertifizierten Bedingungen arbeitet, wurde es beschlossen, ihre Produktskapazitäten weiter zu überprüfen. Biege- und Zugprüfungen wurden deshalb auf einer Technologie, wo das Firmenlogo gezeigt wird, an das Polytechnikum Mailand vergeben: „Deck System“ ist ein leichter und extrem vielseitiger aus Verbund werkstoffe Bohlenbelag. Ihre Anwendung reichen von Laufstege in Radfahrer uns Faßgängerbrüchen.

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Die üblicherweise verwendeten Fasern für Strukturelemente in GFK-Strukturprofilen bestehen aus langem Endlosglas. Wenn die Fasern gezogen (Zugfestigkeit) werden, zeigen sie ein elastisch-brüchiges Verhalten, ohne weiteren Beitrag der Widerstand nach der Elastizitätsgrenze und Erweichung über Querschnitte; Wenn sie zusammengedrückt werden, ist die Reaktion unzureichend gegen die vorhergehende und im Gegenteil zu Stahl, der ein homogenes und symmetrisches Verhalten (isotrop) aufweist.

Verstärkungsfaser Zugfestigkeit [MPa] Elastizitätsmodul [GPa] Bruchdehnung [‰] Längenausdehnungskoeffizient[10-6 °C-1] Wärmeausdehnungskoeffizient  in radialer Richtung [10-6 °C-1]
Kohlenstoff fasern 2400 – 5700 290 – 400 3 – 18 -1,6 – 0,1 7 – 12
Aramid fasern 2400 – 3150 62 – 142 15 – 44 – 3 60 /
Glass fasern 3300 – 4500 72 – 87 48 – 50 3 – 5 /
PVA 870 – 1350 8 – 28 90 – 170 / /

 

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[Fortsetzung folgt, Produktionsmethoden”]

SMC-Formmasse

ist eine blattförmige Zusammensetzung zum Formen, die sehr nahe sowohl an automatisierten als auch an kontinuierlichen Prozessen ist. Sie ist durch eine mittlere-hohe Produktionsrate und kodifizierte Toleranzen gekennzeichnet. Sie entsteht durch eine harzgetränkte Matte (Prepregs) mit kurzen frei-fallenden Fasern. Der Verbundwerkstoff wird in eine Aluminiumform gelegt und unter einer Presse geprägt. So durchläuft sie einen Polymerisationsprozess („curing”), den die Körperlichkeit des Materials verändert. Daher wird ein kontrollierter und repetitiver Prozess generiert, aus dem es immer möglich ist, das gleiche Ergebnis zu erhalten. Die Form wird geschlossen und unter Druck versiegelt und die Luft wird während des Härtungsverfahrens angesaugt. Es ist für die Herstellung von mittelgroßen Teilen bestimmt.

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Auf dem Gebiet der Verbundkunststoff lässt sich die Gestaltung des Materials nicht von der Geometrie und vom dafür geeigneten Herstellungsprozess trennen. Die Aspekte, die bei der Auswahl eines gewissen Produkttyps zu berücksichtigen sind, sind vielfältig:

 strukturelle Leistungen;

 Kosten;

 Einschränkungen morphologischer Natur.

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Bis heute ist die Anwendung von FRP-Produkte (faserverstärkte Kunststoffe) für die Strukturverstärkung und seismische Verstärkung der bebauten Umwelt sowohl auf nationaler als auch internationaler Ebene weit verbreitet.

Im Gegensatz ist die Anwendung von Fasern für Strukturprofile im Bereich der Konstruktionstechnik noch nicht ganz vorgedrungen, obwohl es scheint, vielversprechend zu sein. Die möglichen Anwendungen sind vielfältig und umfassen alle Bereiche des Ingenieurwesens:

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Unter Berücksichtigung der sozialen Verantwortung von Unternehmen wählt Saimex jedes Jahr ein zu finanzierendes Projekt, einen Verband oder einen Wohltätigkeitsverein, dem seinen wirtschaftlichen Beitrag zuweist.

Eine freiwillige Selbstverpflichtung und Hauptverpflichtung ist sehr wichtig zur Festlegung der Rolle von der Firma Saimex in seiner Gebietskörperschaft, wo seine Tätigkeit ausübt und entwickelt; eine Funktion, die nicht nur eine wirtschaftliche Rolle spielt, sondern dient auch dazu, Förderung und soziale Unterstützung zu geben.

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Ad oggi, l’impiego degli FRP (Fiber Reinforced Polymers) per il rinforzo strutturale e post-sismico del patrimonio edilizio è ampiamente diffuso sia a livello nazionale che internazionale.

Al contrario, la considerazione delle fibre nei profili strutturali non è ancora penetrata a fondo nel campo della progettazione, anche se appare fortemente promettente. Le possibili applicazioni sono molteplici e spaziano in ogni campo dell’ingegneria:

 costruzioni edilizie;
 trasporti (copertura per treni, autobus, tram, sponde per camion ecc.);
 aeronautica;
 industria chimica (ambienti corrosivi);
 isolanti per alto voltaggio, trasformatori, ecc.;
 equipaggiamento sportivo (bastoni da hockey, frecce, prue, tende).

I materiali compositi rappresentano quindi una delle ultime innovazioni tecnologiche nel campo dell’industrializzazione del prodotto, con riscontri anche in ambito meccanico, elettrico, elettrotecnico ed altro ancora. La particolarità di questi prodotti risiede nell’unione non solo materica ma anche “caratteriale” di due componenti apparentemente molto diversi tra loro, ma in grado di solidarizzarsi nella risposta meccanica alle sollecitazioni esterne. Sono quindi caratterizzati da leggerezza, resistenza, elasticità e durabilità, ed in tal senso le attuali applicazioni principali sono rappresentate da ponti pedonali e carrabili, strutture leggere permanenti e removibili, ma anche elementi strutturali di dimensioni più o meno contenute.

In particolare, in questa sede si parlerà di Pultruso, un composito generato dall’omonimo procedimento di produzione, che vede collaboranti resine e fibre di diverso genere. Esistono diverse tipologie di Pultruso, differenziate per resina o fibra utilizzata: il processo di produzione è infatti in grado di trattare matrici termoindurenti (resina epossidica, poliestere, vinilestere, acrilico, ecc.) o termoplastiche, in unione con fibre di diverso genere quali fibre di vetro, carbonio o kevlar (aramidica); ma la combinazione più utilizzata al momento risulta essere quella relativa ad isopoliestere e fibra di vetro.

Le normative che attualmente regolano ed indirizzano l’attività dei progettisti nel campo della progettazione strutturale con profili pultrusi rinforzati fibravetro sono le seguenti:

 UNI EN 13706, “Compositi plastici rinforzati – Specifiche per profili pultrusi – Metodi di prova e requisiti generali”;
 CNR-DT 205/2007, “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo”.

 

La settimana prossima parleremo, sempre in ambito di Materiali Compositi FRP delle Tecniche di produzione.

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