Innovative Ansätze für Faserverbundstrukturen

Bei seiner letzten Bahnfahrt von Mainz nach Stade schaute der schlaue Det wieder einmal gedankenverloren aus dem Fenster. Die schöne Landschaft rauschte im Eiltempo vorbei. Und während er die Sicht durch die Fensterscheibe genoss, fiel ihm plötzlich zum ersten Mal bewusst der Fensterrahmen auf, in dem die Scheibe gehalten wird. Der Fensterrahmen war wiederum in eine Aussparung in der Seitenwand des Wagenkastens eingesetzt. Warum wird die Struktur des Wagenkastens eigentlich unterbrochen, um eine Fensterscheibe zu integrieren? Diese eher banale Frage ließ Det nicht mehr los und so dachte er über eine alternative Lösung in Faserverbundbauweise nach.

Det wusste bereits, dass Glasfasern transparent sind. Eine duroplastische Matrix kann ebenfalls transparent sein, wenn der Porengehalt oder der Porendurchmesser sehr klein ist. Warum sollte also ein glasfaserverstärkter Kunststoff nicht auch transparent sein? Det ließ diese Frage nicht mehr los. Der Blick in die Ferne ließ ihn träumen. Wenn GFK transparent ist, warum werden dann Fenster und Wagenkasten nicht aus ein und demselben Werkstoff hergestellt?

Die Vorraussetzung für einen transparenten Faserverbundwerkstoff wäre doch nur, dass die transparente Faser und die transparente Matrix einen gleichen Brechungsindex aufweisen. Oder die Faser müsste geometrisch so klein sein, dass sie mit der Wellenlänge des sichtbaren Lichtes zusammen passt. Nein, dann würde eine Faserverstärkung nicht mehr gegeben sein. Also müssten die Brechungsindizes angepasst werden. Das wäre die Lösung für ein Fenster in Faserverbundbauweise, die gleichzeitig eine tragende Funktion übernehmen kann.

In Stade angekommen nahm Det am Zertifikatsprogramm "Composite Engineering Specialist" der mtec-akademie teil und erlernte hier die werkstofflichen und physikalischen Grundlagen für die Fertigung von Faserverbundwerkstoffen – insbesondere CFK und GFK. Mit diesem Wissen ausgestattet fuhr der schlaue Det zurück nach Mainz. Voller Tatendrang wollte er nun endlich die Idee aus der Bahnreise umsetzen und baute ein erstes Versuchsmuster. Sein Kumpel Anton, gerade aus dem Mittagsschlaf erwacht, sollte sich hinter das Muster stellen. Und siehe da...