Season's Greetings

AVENGER 82 BSLT TPX

The new Avenger 82 Basalt is a versatile expert level all-mountain/on-trail ski. PowerTurn 100% traditional camber profile provides maximized power, energy and performance while carving strong turns. The classic sandwich construction with vertical sidewalls has a new layer of Basalt with Titanium stringers to remove vibration, improve snow contact and give a solid damp feel without the added weight of full metal laminates. With an all-mountain tip and wider waist, the 82 Basalt rails on hardpack while still displaying the all-mountain versatility to blast through any snow condition. The new Avenger 82 Basalt is loaded with horsepower and has the rock solid stability and edging power for hard charging technical skiers.
80% Frontside / 20% Backside
IB: Axium 120

 www.incotelogy.de

Tensile Strength Test of Basalt Fiber Laminate

Composites Europe 2011- Stuttgart/Germany

http://www.whz-racingteam.de/index.php/en/home/news-library/468-fp511e-qegonq-auf-der-composites-europe

Electric Racing car "eGon" with basalt fiber vehicle body Silverstone 2011

Behavior of chopped basalt fibers in a aqueous-based adhesive emulsion

Konstruktion und Fertigung aus basaltfaserverstärktem Kunststoff

Am Anfang dieses Jahres starteten Andreas Leibold und Maximilian Kreppold mit Hilfe von Incotelogy Ltd. ein interessantes Projekt an der Universität Regensburg unter Betreuung von M. Eng. Marco Romano und Prof. Dr. -Ing. Ingo Ehrlich.

Thema des Projekte war: „Konstruktion und Fertigung eines Rumpfes aus basaltfaserverstärktem Kunststoff mit Einziehfahrwerk für einen Modellhubschrauber“ sowie  „Herstellung und Prüfung von Rotorblättern aus basaltfaserverstärktem Kunststoff für einen Modellhubschrauber“

Mit diesem Projekt sollte die Eignung der Basaltfaser zur Verwendung als Verstärkungsfaser in Faserverbundkunststoffen anhand eines Modell-Hubschrauberrumpfes nachgewiesen werden.

Durch umfangreiche Vorversuche wurde die Drapierbarkeit der verschiedenen Basaltgewebe getestet und der handwerkliche Umgang im Handlaminierenverfahren materialsparend untersucht und abgesichert. Dadurch konnte bereits beim ersten Laminierdurchgang ein optisch einwandfreier und voll verwendungsfähiger Modell-Hubschrauberrumpf hergestellt werden.

Vorversuche zum Handlaminieren mit Basaltfasergeweben

Um aus den zur Verfügung stehenden Basaltfasergeweben das für die Herstellung des Hubschrauberrumpfes am besten geeignete Gewebe zu ermitteln, wurden aus den von der Firma Incotelogy Ltd. zur Verfügung gestellten Geweben:

·         Köperbindung 2/2 mit 330 g/m2,

·         Köperbindung 1/3 360 g/m2,

·         Leinwandbindung 1/1 150 g/m2 und

·         Leinwandbindung 1/1 200 g/m2

Probekörper in zuvor angefertigten Negativformen durch Handlaminieren hergestellt. Verwendet

wurden das Harz L und der Härter L in einem Verhältnis von 100:40. Für jedes der

getesteten Gewebe wurde jeweils einer der beiden Probekörper ohne, der andere zusätzlich im

Vakuumpressverfahren ausgehärtet. Die Radien und Flächenübergänge der Probekörper entsprechen

der bei der Fertigung des Hubschrauberrumpfes zu fertigenden Geometrie.

Untersucht wurde die Drapierbarkeit der Gewebe (Abb. 1.1) sowie die erzielbare Oberflächenqualität

(Abb. 1.2) der Probekörper unter Verwendung einer, durch Abformen hergestellten GFK-Negativform

im Zusammenspiel mit der Herstellung durch Handlaminieren und Aushärtung der Bauteile mit und

ohne Vakuumpressverfahren.

In Abhängigkeit von den Aushärteverfahren lassen sich unterschiedliche Abformergebnisse erzielen.

Alle unter dem Vakuumpressverfahren ausgehärteten Bauteile weisen lokale Abhebungen an den

Flächenübergängen auf (Abb. 1.3). An allen ohne Vakuumpressverfahren ausgehärteten Bauteilen

traten lokale Abhebungen des Gewebes im Bereich der 90° Übergänge auf (Abb. 1.4). Um diese

lokalen Abhebungen und damit eine Beeinträchtigung der Formhaltigkeit an den laminierten

Bauteilen zu vermeiden, müssen die Flächenübergänge vor dem Legen der ersten Gewebelage in der

Form mit einer Kupplungsschicht aus Harz und Baumwollflocken angefüllt werden. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse der Vorversuche ist in Tab. 1.1 dargestellt.

Gewindeschneidversuche

Bei der Adaption des Rumpfes an den Modellhubschrauber sollen die Bauteile des Rumpfes durch

Verschrauben miteinander verbunden werden. Auch die Komponenten des Einziehfahrwerks sollen

ebenfalls durch Schrauben auf einer Fahrwerkstragplatte aus basaltfaserverstärktem Kunststoff

befestigt werden. Um dieses Verfahren abzusichern, wurde eine Reihe von Gewindeschneidversuchen durchgeführt. Die Versuche dienten zur Ermittlung der notwendigen Materialstärke des Hubschrauberrumpfes im Bereich der Verbindungsstellen. Untersucht wurde daher die Herstellung von Gewinden in mehrlagigen ebenen Platten. Diese wurden aus den zur Herstellung des Hubschrauberrumpfes ausgewählten Geweben hergestellt. Verwendet wurden Harz L und Härter L, sowie die Gewebe in Köperbindung 2/2 und Köperbindung 1/3. Es wurde von jedem Gewebe je eine

Platte aus zwei, drei, vier und fünf Lagen laminiert. Wie später auch der Hubschrauberrumpf, wurden

die Platten im Vakuumpressverfahren ausgehärtet. Das Bohren der Gewindekernlöcher und Schneiden der Gewinde erfolgte von Hand. Die Gewinde wurden mit einem HSSE Maschinengewindebohrer EMUGE Rekord 1B M 2,5 geschnitten (Abb. 2.1). Dieses Werkzeug ist aufgrund seiner Schneidgeometrie für Durchgangslöcher geeignet. Der kombinierte Anschnitt des Maschinengewindebohrers ermöglicht das Vor- und Fertigschneiden des Gewindes in einem Arbeitsgang. Zur Herstellung tragfähiger Gewinde M 2,5 in Basaltfaserverstärktem Kunststoff sind bei beiden untersuchten Geweben mindestens vier Gewebelagen und eine Plattendicke von 1,2 mm erforderlich. 

Ergebnisse Rumpf

Die in den Vorversuchen gewonnenen Ergebnisse, Erfahrungen und Fertigkeiten wurden bei der

Fertigung des ersten Rumpfes erfolgreich mit sehr gutem Ergebnis umgesetzt. Bereits bei der

Herstellung des ersten Rumpfes entstand ein vollwertiges, brauchbares und auch optisch sehr gutes

Bauteil. Der in Abb. 3.1 und Abb. 3.2 dargestellte Rumpf wurde aus zwei Lagen Köperbindung 1/3

mit einem Flächengewicht von 360 g/m2 durch Handlaminieren gefertigt und im Vakuumpressverfahren ausgehärtet. Diese Gewebeart wurde aufgrund der in den Vorversuchen erzielten guten Arbeitsergebnisse ausgewählt. Das erste Modell in zweilagiger Ausführung hat ein Fertiggewicht von ca. 400 g. Ein weiterer leichterer Rumpf mit einlagigem Aufbau ist in Fertigung.

Desweiterem wurden Rotorblätter aus basaltfaserverstärktem Kunststoff  für

einen Modellhubschrauber hergestellt und getestet. Ziel war es, flugfähige Rotorblätter zu

erhalten. Ein Rotorblatt auf kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff diente als Vorlage für

Negativformen. Mit Hilfe dieser selbstgebauten Formen entstanden mehrere Rotorblätter aus

basaltfaserverstärktem Kunststoff. Zum Ende des Versuches werden die Rotorblätter auf

einem selbst konstruierten Rotorblattprüfstand mechanisch geprüft.

Rotorblätter sind sehr hoch beanspruchte Bauteile eines Hubschraubers. Mit dieser

Versuch soll gezeigt werden, dass hochbelastete Bauteile aus basaltfaserverstärktem

Kunststoff hergestellt und eingesetzt werden können.

Aktueller Stand

Die originalen Rotorblätter sind mit verschiedenen Methoden abgeformt.

Mehrere Rotorblätter sind aus Basaltfaserverbundwerkstoff hergestellt.

 

Der Rotorblattprüfstand ist konstruiert und die benötigen Bauteile sind bestellt.

Ergebnisse

Es wurden mehrere Rotorblätter aus basaltfaserverstärktem Kunststoff mit annähernd gleichem Gewicht und Schwerpunktslage hergestellt. Die Rotorblätter bestehen aus:

·         zwei Lagen Deckgewebe (Leinwandbindung, 200 g/m² Flächengewicht),

·         sechs Rovingschlaufen (13 μm Monofilament Durchmesser, 2400 tex lineare Dichte) im Inneren und

·         einem Kern aus Styrodur.

Ausblick

Im Folgenden werden weitere Rotorblätter hergestellt. Zusätzlich wurde die Rotorblattkontur als CAD-Modell generiert, um eine Form aus Aluminum fräsen zu können. Mit Hilfe dieser Metallform können aus fertigungstechnischer Sicht qualitativ hochwertige Ergebnisse erziehlt werden. Nach Anlieferung der Bauteile des Rotorblattprüfstandes wird dieser aufgebaut und die Rotorblätter aus basaltfaserverstärktem Kunststoff mechanisch geprüft.

Electric Racing car "eGon" with basalt fiber vehicle body

FP511e „eGon“ new electric racecar with basalt fiber trim parts

Advanced basalt fibre in high-tech applications

Feature “Reinforcement” (article published by JEC Composites Magazine / No44 October 2008)

In this article, it reviews the characteristics of basalt fibre and the innovative applications in which it is used.

Basalt is an inert, naturally-occurring volcanic rock available worldwide. The first attempts to produce basalt filaments from the melt were made in the USA in 1923.During World War II and continuing into the 1950s, research in several countries advanced the science and technology of basalt fibre manufacture, but no commercial products were produced. In the past 30-40 years, most of the research and commercialization of basalt fibre products occurred in Russia and in the former Soviet Union republics. The current technology for producing continuous basalt fibre is very similar to that used for E-glass manufacturing. The main difference is that E-glass is made from a complex batch of materials, whereas basalt fibre is made from melting basalt rock with no other additives. Basalt-based materials are environmentally friendly and non-hazardous.

Fig. 1: Properties of basalt and glass impregnated strand (ASTM D2343) a: tensile strength; b: tensile modulus.

Advantages and possible applications of

advanced basalt fibre

Basalt fibre is used as a replacement for regular E-glass, highstrength glass and other specialty glass types, due to its specific

properties:

- 20-25% higher tensile strength than E-glass (Fig. 1a);

- 10-15 % higher tensile modulus than E-glass (Fig. 1b);

- better chemical resistance than regular E-glass;

- extended temperature range up to 580°C;

- environmental friendliness and easy recycling/disposal of basalt-fibre-reinforced plastics (BFRP) compared to GFRP.

As a result, basalt fibre ranks somewhere between E-glass and high-strength glass in terms of tensile strength, and about equal to high-strength glass or even slightly higher as regards tensile modulus. Its better environmental friendliness and recycling should definitely be taken into account.types of rovings, chopped strands and twisted yarns are available. Various kinds of woven and non-woven materials, UD and multiaxial fabrics can also be supplied. All these products are compatible with different resin types, such as epoxy, phenolic, polyester and vinyl ester systems. The fields of applications of basalt fibre products are extremely broad, depending on the specific properties of the fibre, including automotive, sporting goods, boat building, wind turbine blades, and civil engineering.

In the automotive industry, high-quality basalt rovings, fabrics and chopped strands are used in the production of CNG cylinders, brake pads, mufflers, headliners and other parts for interior applications. The industry’s main requirements are high mechanical properties and easy fibre recycling. Due to their high mechanical properties, basalt rovings are highly suitable for the production of different sporting goods, including skis, snowboards, and bicycles. In wind-turbine-blade and boat-building applications, basalt rovings are used to produce woven, UD and multiaxial fabrics. Here, the high corrosion resistance and high mechanical properties of basalt play the main role. A wide range of products are also available for concrete reinforcement, including high-strength rovings for pultruded load-bearing parts and concrete-reinforcing bars, basalt woven fabrics for heat, sound insulation and fire protection, geogrids for road and land reinforcement, and stucco nets for wall reinforcing and renovation. High mechanical properties, corrosion resistance, extended temperature range and very good insulation properties are very important in this sector. While a great variety of products are already available, new products and solutions are developed every year. For instance, in 2008 a new product, basalt needle-punched mat, was added to the existing range, and a new project is in progress to produce basalt UD tapes for wind turbine blades.

Basalt needle-punched mats

The production of basalt needle-punched mats started in June 2008.

A canvas of basalt fibre is mechanically formed and compressed slightly by a needle-punching machine to produce the mats. Then, the fibres in the mats are bound by the same basalt yarns that are pulled through the mat by special needles. The resulting mats do not contain any binding resins. The diameter of the basalt fibre is over 9-10 microns, creating no breathing hazards. The diameter of mineral- and glass-wool monofilaments, which are widely used in construction, is under 9 microns, so they can be used in any buildings with only some lining to keep the filaments from release into the environment. Needle-punched basalt mats use fibres with non-hazardous monofilament diameter and do not contain carcinogenic asbestos filaments or hazardous phenolic binders. As a result, they can be classified as heat and sound insulation materials meeting very high hygienic and fire resistance requirements. Basalt has a wider operating temperature range and better chemical resistance than E-glass, making basalt needle-punched mat a very valuable material. The manufacture of fire protection products with this material has already started.

Basalt UD tapes for wind turbine blades

The energy sector is booming all over the world, and wind energy contributes significantly to the growth of renewable energy. At the moment, wind energy is by far the most widely used form of renewable energy and it has gained a certain momentum. New wind-turbine production units are built every year, and increasingly longer blades are developed and launched into production to increase the amount of energy generated by the turbines. Wind turbine blade producers are currently using E-glass in their production. To increase the energy output of existing turbines, the wind industry is constantly seeking cheap, easily available materials with higher mechanical properties. High-quality basalt fibre shows 15-20% higher tensile strength and modulus, thus approaching and sometime outperforming high-strength glass and other special fibres, but beating them pricewise. Compared to standard E-glass, the superior mechanical characteristics of basalt fibre make it possible to produce longer blades with the same amount of fibre, i.e. to increase energy output. Several companies are actively testing basalt fibre for the production of wind turbine blades. A new project for the production of special basalt UD tapes for wind turbine blades is currently under development. It is sometimes difficult to transfer the high mechanical characteristics of the fibre to a final product (UD tape, multiaxial fabric), so the conversion process parameters need to be carefully selected. Basalt fibre has a higher elastic modulus and is stiffer than E-glass, and these characteristics need to be taken into account while processing.

Biaxial machine, used for basalt UD-tape production.

Research is currently in process to optimize the parameters for processing basalt rovings into UD tape, with a view to creating products that ideally suit the requirements of blade producers and developing optimized UD production technology.

Conclusion

Combining state-of-the-art production technology with modern business practices and a world-class distribution network has enabled basalt producers to produce high-quality basalt fibre products and to efficiently operate and expand their business.