Aufgrund fortschreitender Ressourcenknappheit und dem Drang nach steigender Wirtschaftlichkeit werden in der Industrie Wege gesucht Material und Gewicht einzusparen. Die Gewichtsreduktion senkt den Energiebedarf besonders im Verkehrswesen (Flugzeug, Bahn, Kraftfahrzeuge). Daher wächst das Anwendungsspektrum von Faserverbundwerkstoffen kontinuierlich, denn die Materialklasse bietet hohe Festigkeiten bei geringem Gewicht und große konstruktive Gestaltungsfreiheiten. Verbundwerkstoffe sind Vereinigungen von verschiedenen Materialien und bestehen im Fall der Faserverbundwerkstoffe aus den sogenannten Verstärkungsfasern und einer faserumschließenden Matrix aus Kunststoff.
Dabei beschränkt sich der Einsatz von Verbundwerkstoffen nicht ausschließlich auf das Verkehrswesen. Es findet auch immer mehr Einzug in jegliche Bereiche der Industrie, indem Metall- und Kunststoffkonstruktionen durch Faserverbundwerkstoffe ersetzt werden. Im Leichtbau erhalten Faserverbundwerkstoffe einen steigenden Anteil tragender Strukturen. Beispielsweise sei hier das Verkehrsflugzeug Airbus A350 XWB genannt, welches einen Faserverbundwerkstoffanteil von über 50% aufweist, siehe nachfolgende Abbildung.
Bild: Entwicklung vom Einsatz von Faserkunststoffverbund im Flugzeugbau [5].
Im Rahmen dieser Einführung soll kurz auf die Vorteile, sowie Nachteile von Faserverbundwerkstoffen eingegangen werden:
Einige Vorteile gegenüber metallischen Konstruktionswerkstoffen:
- hohe Festigkeit und hohe Steifigkeit bei gleichzeitig sehr niedriger Dichte,
- freie Formgestaltung,
- Korrosionsbeständig,
- elektrische Eigenschaften (vom sehr guten Isolator bis zum Leiter - sind einstellbar),
- geringe Wärmeleitfähigkeit [1].
Nachteile gegenüber metallischen Werkstücken:
- höherer Materialpreis, insbesondere bei Laminaten aus Kohlenstofffasern [1].