Glasfaser + Epoxid (GFK)

Physikalische Eigenschaften

Laserbearbeitung

⚠️ ERNSTE GEFAHR: Thermisches Schneiden und Gravieren von GFK erzeugt Glasfaserstaub (amorphe Kieselsäure) und pyrolysierten Epoxidharz-Feinstaub. Eingeatmete Glasfasern lagern sich dauerhaft in der Lunge ab. FFP3/P3-Maske, spezielle HEPA-Absaugung und dicht schließende Schutzbrille sind vorgeschrieben, nicht verhandelbar.

CO₂: CO2-Laserschneiden von GFK ist technisch mit hoher Leistung möglich, wird jedoch im Maker-Bereich dringend abgeraten. Glasfaser verdampft nicht: sie verbrennt die Epoxidmatrix und hinterlässt hervorstehende Fasern an den Kanten. Der entstehende Siliziumdioxid-Staub ist abrasiv für die Laseroptik und gesundheitsgefährdend. Im industriellen Bereich werden spezielle HEPA-Absaugsysteme eingesetzt.

Diode: Nicht anwendbar.

Faser: Wird industriell zum Schneiden dünner GFK-Laminate eingesetzt. Das Risiko durch Glasfaserstaub bleibt bestehen.

CNC- / Fräsbearbeitung

CNC-Fräsen von GFK ist machbar, aber anspruchsvoll. Erfordert spezielle Vollhartmetall-Fräser (Wolframcarbid, niemals HSS): Glasfasern sind hochgradig abrasiv und verschleißen HSS-Werkzeuge in wenigen Durchgängen. Hohe Spindeldrehzahl (18.000–25.000 U/min), mäßiger Vorschub. HEPA-Absaugung direkt am Werkstück zwingend erforderlich: Glasfaser-Feinstaub ist unsichtbar und gefährlich. Verwendung von Luft-Nebel-Kühlung zur Temperatursenkung in Betracht ziehen.

Nachbearbeitung

Schleifen: Schleifen möglich mit Siliziumkarbid-Schleifpapier, stets nass, um Glasfaser-Feinstaub niederzuschlagen. FFP3-Maske auch beim Handschleifen vorgeschrieben. Nitrilhandschuhe tragen: hervorstehende Fasern dringen in die Haut ein.

Grundierung: erforderlich. Für ästhetische Lackierungen zuerst eine zweikomponentige Epoxid-Grundierung oder Gelcoat-Finish auftragen, um Oberflächenporosität zu füllen und Haftung zu gewährleisten.

Verkleben: Klebbar mit zweikomponentigen Epoxidklebstoffen, idealerweise aus dem gleichen Harzsystem wie das Laminat. Die Oberfläche muss angeschliffen (Körnung 80) und entfettet werden. Die strukturelle Verbindung kann mit harzgetränkten Glasfasergewebe-Lagen (Wet Lay-up) verstärkt werden.

Mit der Zeit: Hervorragende Beständigkeit gegen Witterung, UV (bei Schutz durch Gelcoat oder Lack) und Feuchtigkeit. Die Epoxidmatrix baut ohne Schutz langsam unter UV ab (vergilbt und wird an der Oberfläche kreidig). Immun gegen Korrosion. Zyklische Ermüdungsfestigkeit geringer als bei Kohlefaser.

Häufige Defekte

• Delamination der Lagen durch Porosität im Laminat oder falsches Harz/Härter-Verhältnis
• Sichtbares Print-through wenn das Gewebe zu nah an der Gelcoat-Schicht liegt
• Extrem schneller HSS-Werkzeugverschleiß beim Fräsen — ausschließlich Wolframkarbid

Sicherheit

Empfohlene PSA: mask_p3, eye_protection_goggles, gloves_nitrile

⚠️ ACHTUNG: Glasfasern sind hautreizend (starker Juckreiz), augenreizend und atemwegsreizend. Bei mechanischer oder thermischer Bearbeitung Nitrilhandschuhe, FFP3/P3-Maske und dicht schließende Schutzbrille tragen. Rückstände nicht mit Druckluft wegblasen. Spezielle HEPA-Absaugung zwingend erforderlich. Nicht ausgehärtetes Epoxidharz ist ein Hautallergen: direkten Hautkontakt vermeiden.

Verfügbarkeit und Formate

Handelsübliche Formate: Leinwandgewebe 100–600g/m², Glasfasermatte 300–600g/m², Vorlaminierte Platte 1–5mm, Pultrudierte Rohre und Profile

Verwandte Materialien

Quellen

• ISO 14125 — Fibre-reinforced plastic composites — Determination of flexural properties
• ASTM D3039 — Standard Test Method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials
• Gurit — Guide to Composites (fibreglass processing manual)