Wie kann sich ein harter Stein in eine Faser verwandeln, die so dünn ist wie ein Haar?
Es ist so romantisch und magisch.
Wie ist es passiert?
Ursprung der Glasfaser
Glasfaser wurde erstmals in den USA erfunden.
Ende der 1920er Jahre, während der Weltwirtschaftskrise in den Vereinigten Staaten, erließ die Regierung ein folgenschweres Gesetz: das 14-jährige Alkoholverbot. Weinflaschenhersteller gerieten daraufhin einer nach dem anderen in Schwierigkeiten. Owens Illinois war damals der größte Glasflaschenhersteller der USA und musste hilflos zusehen, wie die Glasöfen stillgelegt wurden. Zufällig kam ein Mann namens Games Slayer an einem Glasofen vorbei und entdeckte, dass ausgelaufenes flüssiges Glas zu Fasern geblasen worden war. Games' Entdeckung schien wie ein Geistesblitz für Newton, und so nahm die Glasfaser ihren Siegeszug an.
Ein Jahr später brach der Zweite Weltkrieg aus, und es herrschte Mangel an konventionellen Materialien. Um die militärische Einsatzbereitschaft zu gewährleisten, wurde Glasfaser als Ersatzstoff eingesetzt.
Man erkannte allmählich die vielen Vorteile dieses Dämmmaterials hinsichtlich seines geringen Gewichts und seiner hohen Festigkeit. Daher wird Glasfaser heute unter anderem für Panzer, Flugzeuge, Waffen und kugelsichere Westen verwendet.
Wie definiert man das?
Im Jahr 2021 betrug die Produktionskapazität für Glaskugeln zur Herstellung von Tiegeln für das Drahtziehen in China 992.000 Tonnen, was einem Anstieg von 3,2 % gegenüber dem Vorjahr entspricht und damit deutlich geringer ausfiel als im Vorjahr. Vor dem Hintergrund der „Doppelkohlenstoff“-Entwicklungsstrategie sehen sich Glaskugelofen-Unternehmen zunehmend mit Produktionsausfällen aufgrund von Energieengpässen und steigenden Rohstoffkosten konfrontiert.
Der Aufstieg der chinesischen Glasfaserindustrie
Chinas Glasfaserindustrie erlebte 1958 einen Aufschwung. Nach 60 Jahren Entwicklung, vor der Reform- und Öffnungspolitik, diente sie hauptsächlich der nationalen Verteidigung und der Rüstungsindustrie, wandte sich dann aber der zivilen Nutzung zu und erlebte eine rasante Entwicklung.
Arbeiterinnen in der frühen Wickelwerkstatt
Im Jahr 2008 erreichte Chinas Produktion von Glasfaserdraht aus Tanköfen 1,6 Millionen Tonnen und belegte damit weltweit den ersten Platz.
Produktionstechnologie von Glasfasern
Frühe Tiegeldrahtzeichnung
Das frühe Herstellungsverfahren für Glasfasern basierte hauptsächlich auf dem Tiegelziehverfahren. Das Tontiegelverfahren wurde inzwischen verworfen, und das Platintiegelverfahren ist nun in zwei Schritten verfügbar. Zunächst werden die Glasrohstoffe bei hoher Temperatur zu Glaskugeln geschmolzen. Anschließend werden die Glaskugeln zweimal eingeschmolzen, und die Glasfaserfilamente werden durch Hochgeschwindigkeits-Drahtziehen hergestellt.
Zu den Nachteilen dieses Verfahrens zählen der hohe Energieverbrauch, die Instabilität des Formgebungsprozesses und die geringe Arbeitsproduktivität. Heutzutage wird diese Methode bis auf geringe Mengen an Glasfasern mit speziellen Komponenten praktisch nicht mehr angewendet.
Schaltplan für einen Tankofen
Heutzutage wenden große Glasfaserhersteller dieses Verfahren an (nachdem verschiedene Rohstoffe im Ofen geschmolzen wurden, gelangen sie direkt durch den Kanal zur speziellen Leckplatte, um den Glasfaservorläufer zu gewinnen).
Dieses einmalige Formgebungsverfahren bietet die Vorteile eines geringen Energieverbrauchs, eines stabilen Prozesses sowie einer verbesserten Ausbeute und Qualität, wodurch die Glasfaserindustrie schnell eine großtechnische Produktion realisieren konnte. Es gilt in der Branche als „technologische Revolution der Glasfaserindustrie“.
Anwendung von Glasfaser
Es ist von strategischer Bedeutung für die Entwicklung von Glasfasern und neuen Verbundwerkstoffen im Zuge des Übergangs und der Modernisierung der traditionellen Steinindustrie.
Es „kommt vom Himmel auf die Erde und kann alles“ und leistet einen Beitrag zu unserer Luft- und Raumfahrtindustrie sowie zur Transportindustrie; es „kommt in der Halle hoch und in der Küche runter“, ist im Bereich der Energieeinsparung und des Umweltschutzes „hoch“ und auch im Bereich Sport und Freizeit „bodenständig“; es „kann dick oder dünn sein, flexibel schalten“, das nicht nur den hohen Anforderungen an Baumaterialien genügt, sondern auch den Präzisionsanforderungen an elektronische Geräte.
Magic As You – Fiberglas!
Flugzeugradom, Triebwerksteile, Flügelkomponenten und deren Innenböden, Türen, Sitze, Zusatztanks usw.
Automobilkarosserie, Automobilsitz und Hochgeschwindigkeitszugkarosserie / -struktur, Rumpfstruktur usw.
Rotorblatt und Abdeckung einer Windkraftanlage, Abluftventilator einer Klimaanlage, Schutzgitter für den öffentlichen Bereich usw.
Golfschläger, Tischtennisschläger, Badmintonschläger, Paddel, Skier usw.
Verbundwand, Wärmeschutzfenster, GFK-Verstärkung, Badezimmer, Türpaneel, Decke, Tageslichttafel usw.
Brückenträger, Kai, Schnellstraßenbelag, Rohrleitung usw.
Chemikalienbehälter, Lagertanks, Korrosionsschutzgitter, Korrosionsschutzleitungen usw.
Kurz gesagt, Glasfaser ist ein anorganischer, nichtmetallischer Werkstoff mit hervorragenden Eigenschaften. Er zeichnet sich durch geringes Gewicht, hohe Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und gute elektrische Isolation aus. Er findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen der Volkswirtschaft, wie beispielsweise im Bauwesen und Infrastrukturbau, im Automobil- und Transportwesen, in der chemischen Industrie, im Umweltschutz, in der Elektronik und Elektrotechnik sowie im Schiffbau und in der Meeresforschung, und kommt somit der Bevölkerung zugute. (Quelle: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik)
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Veröffentlichungsdatum: 15. März 2022