Fasertapes als halbzeug für Hochleistungsverbundstrukturen

Fasertapes (bzw. Tapes) sind schmale, bandförmige, meist unidirektional (UD) verstärkte Halbzeuge, die überwiegend in Faserverbundkunststoffen eingesetzt werden. Sie bestehen typischerweise aus kontinuierlichen Hochleistungsfasern – z. B. Kohlenstofffasern (CF-Tapes, Kohlenstofffaserbänder), Glas- oder Aramidfasern – die in einer thermoplastischen oder duroplastischen Matrix eingebettet sind oder als trockene Preforms vorliegen.

Wesentliche Merkmale sind die hohe Faserorientierung, der definierte Fasergehalt sowie eine sehr geringe Dicke bei großer Breite. Dies ermöglicht eine präzise, lastpfadgerechte Laminatgestaltung durch automatisierte Ablageverfahren (Automated Tape Laying, Automated Fiber Placement). Insbesondere CF-Tapes werden für Hochleistungsanwendungen in Luft- und Raumfahrt, Automobilbau und Windenergietechnik eingesetzt, wo hohe spezifische Steifigkeiten und Festigkeiten gefordert sind.

Man unterscheidet vorimprägnierte Tapes (Prepreg-Tapes) mit vorverteiltem Harzsystem von trockenen Tapes, die erst im Infiltrationsschritt mit Matrixmaterial versehen werden. Thermoplastische Tapes erlauben schweißbasierte Fügeverfahren und Rezyklierbarkeit, während duroplastische Systeme eine hohe Temperatur- und Medienbeständigkeit bieten. Wichtige werkstofftechnische Fragestellungen betreffen Faser-Matrix-Haftung, Porosität, Defektbildung bei der Ablage sowie das anisotrope mechanische und thermische Verhalten der aus Tapes aufgebauten Laminatstrukturen.

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