Ein UD-Gelege (UD = unidirektional) ist ein Faserhalbzeug, bei dem alle Fasern parallel in nur eine Richtung verlaufen. Diese Richtung wird als 0 Grad bezeichnet. Anders als ein Gewebe sind die Fäden nicht miteinander verwoben, sondern liegen gestreckt nebeneinander und werden nur durch dünne Näh- oder Wirkfäden quer zusammengehalten. So entsteht eine flache Lage, die genau in Faserrichtung extrem belastbar ist.

Der entscheidende Vorteil liegt in der gestreckten Faser. In einem Gewebe laufen die Fäden abwechselnd über und unter den Querfäden hindurch und sind dadurch leicht gewellt (Fachbegriff: Ondulation). Diese Welligkeit verschenkt einen Teil der Festigkeit. Im UD-Gelege fehlt diese Welligkeit fast komplett, deshalb nutzt es die Festigkeit der Faser nahezu vollständig aus. In Faserrichtung sind Zugfestigkeit, Druckfestigkeit und Steifigkeit (E-Modul) deutlich höher als bei einem vergleichbaren Gewebe – besonders die Druckfestigkeit profitiert von der geraden Faser.

Die Kehrseite: Ein UD-Gelege ist stark richtungsabhängig (anisotrop). Quer zur Faser hält es kaum etwas – dort trägt vor allem das Harz die Last, nicht die Faser. Eine einzelne UD-Lage allein ergibt also kein brauchbares Bauteil. In der Praxis stapelt man daher mehrere UD-Lagen in unterschiedlichen Winkeln, zum Beispiel 0 Grad, 90 Grad und plus/minus 45 Grad. So legt man die Festigkeit gezielt dorthin, wo die spätere Last wirkt. Genau diese Steuerbarkeit macht UD-Gelege im Leichtbau so wertvoll.

UD-Gelege gibt es aus Carbon (Kohlefaser), Glas und Aramid. Die Flächengewichte reichen je nach Produkt grob von rund 50 bis 400 g/m² (Richtwert, siehe Datenblatt). Dünne Lagen erlauben feines, genaues Schichten; schwere Lagen bauen schnell Dicke und Festigkeit auf.

Im Detail

  • Gelege ist nicht gleich GewebeBeim Gelege liegen die Fasern gestreckt und parallel, beim Gewebe sind sie verwoben und dadurch gewellt. Gestreckte Fasern tragen Last besser, sind aber empfindlicher gegen Verschieben und brauchen sauberes Handling beim Drapieren (Anlegen in der Form).
  • Fixierfäden im Hinterkopf behaltenDie quer eingebrachten Näh- oder Wirkfäden halten die Lage zusammen, tragen aber selbst kaum bei und können das Harzbild leicht stören. Beim Drapieren in enge Radien kann sich die Faserausrichtung lokal verziehen – das senkt die Festigkeit an dieser Stelle.
  • Druckfestigkeit hängt an gerader FaserWellige oder verzogene Fasern verlieren vor allem Druckfestigkeit. Beim Verbauen also Falten, Wellen und Zug auf der Lage vermeiden, damit die 0-Grad-Fasern wirklich gerade bleiben.