Der Faservolumengehalt, kurz FVG, sagt aus, wie viel Prozent des Laminat-Volumens von den Verstärkungsfasern (z. B. Glas-, Carbon- oder Aramidfasern) ausgefüllt wird. Der Rest besteht im Idealfall aus ausgehärtetem Harz (der sogenannten Matrix) – und möglichst wenig eingeschlossener Luft. Ein Laminat ist die schichtweise verklebte Kombination aus Faser und Harz. Vereinfacht gilt: FVG = Faservolumen geteilt durch das Gesamtvolumen aus Faser, Harz und Lufteinschlüssen.

Warum ist der FVG so wichtig? Die Fasern tragen die Last, das Harz hält sie nur in Form und leitet die Kräfte weiter. Je mehr tragende Fasern auf gleichem Raum sitzen, desto fester und steifer wird das Bauteil – und desto leichter, weil überschüssiges, schweres Harz wegfällt. Deshalb ist ein hoher FVG im Leichtbau ein zentrales Ziel. Es gibt aber eine physikalische Obergrenze: Selbst bei dichtester Faserpackung passen rein rechnerisch nur etwa 79 Prozent (quadratische Packung) bis 91 Prozent (hexagonale Packung) Fasern in den Querschnitt (Richtwerte). In der Praxis wird das nie erreicht, weil jede Faser vollständig vom Harz umhüllt sein muss.

Wichtig ist die Unterscheidung zwischen Volumenanteil und Gewichtsanteil (Fasermasseanteil). Da Glasfaser deutlich dichter ist als Harz (Glas ca. 2,5 bis 2,6 g/cm³, Harz ca. 1,1 bis 1,2 g/cm³ – je nach Produkt), liegt der Gewichtsanteil immer höher als der Volumenanteil. Als Richtwert: 40 Prozent Faservolumen entsprechen bei GFK rund 58 bis 60 Prozent Fasergewicht. Umgerechnet wird über die Dichten der beiden Komponenten. Wer Datenblätter liest, sollte also genau hinschauen, ob Volumen- (Vol.-%) oder Gewichtsprozent gemeint sind.

Den FVG kann man nicht direkt sehen, sondern muss ihn messen. Gängig sind drei Wege (je nach Labor): der Glührückstand bzw. die Veraschung (das Harz wird verbrannt, die Glasfasern bleiben übrig und werden gewogen), die chemische Auflösung der Matrix oder das Auszählen am mikroskopischen Schliffbild. In der Werkstattpraxis schätzt man den FVG meist über das verbaute Faser-Flächengewicht und die erreichte Laminatdicke ab.

Im Detail

  • Verfahren bestimmt den FVGEntscheidend ist, wie stark das Laminat verdichtet wird. Faserspritzen und Mattenlaminat liegen niedrig (ca. 15 bis 20 Vol.-%), klassisches Handlaminieren mit Gewebe bei etwa 30 bis 50 Vol.-%. Vakuuminfusion und RTM erreichen rund 45 bis 55 Vol.-%, Prepreg im Autoklav über 60 Vol.-% und Faserwickeln bis etwa 70 Vol.-% (alles Richtwerte).
  • Mehr ist nicht immer besserEin zu hoher FVG wird kontraproduktiv, wenn die Fasern nicht mehr vollständig benetzt werden. Dann entstehen trockene Stellen und Poren, die das Laminat schwächen statt stärken. Ziel ist ein hoher, aber gleichmäßig durchtränkter Faseranteil mit niedrigem Porengehalt.
  • Harzanteil und GewichtHöherer FVG bedeutet weniger Harz – das spart Gewicht und reduziert die Wärmeentwicklung beim Aushärten (exotherme Reaktion). Allerdings braucht man dafür Verdichtung per Vakuum oder Werkzeugdruck. Reines Handlaminat ohne Vakuum bleibt harzreich und damit schwerer.