Aramid ist eine synthetische Hochleistungsfaser aus aromatischem Polyamid (daher der Name Ar-amid, also aromatisches Amid). Bekannt ist sie vor allem unter den Markennamen Kevlar (DuPont), Twaron (Teijin) und Technora. Aramid ist sehr leicht (Dichte rund 1,44 g/cm³, also leichter als Glas- und Kohlefaser), gleichzeitig sehr zugfest und vor allem außergewöhnlich schlag- und bruchzäh. Im Gegensatz zu Kohlefaser, die bei Überlast schlagartig splittert, nimmt Aramid Energie auf und fängt sie ab, ohne sofort durchzubrechen.
Im GFK-Formenbau und im Faserverbund allgemein ist Aramid die Faser der Wahl, wenn ein Bauteil Schläge, Stöße oder Durchschlag aushalten soll, ohne zu zerbrechen: Schutzbauteile, Unterböden, Kanus und Kajaks oder ballistischer Schutz. Eine große Schwäche begrenzt jedoch den Einsatz: Aramid ist druckschwach. Unter Druck- und Biegelast knicken die Fasern früh ein (die Druckfestigkeit liegt grob bei nur einem Bruchteil der Zugfestigkeit). Reine Aramidlaminate sind daher für biegesteife Strukturbauteile nur bedingt geeignet.
In der Praxis wird Aramid deshalb oft mit Kohlefaser kombiniert (Hybridgewebe, z. B. das typische schwarz-gelbe Carbon-Aramid-Gewebe): Die Kohlefaser bringt Steifigkeit und Druckfestigkeit, die Aramidfaser die Schlagzähigkeit und den Splitterschutz. Wichtig ist von Anfang an: Aramid nimmt Feuchtigkeit auf, ist UV-empfindlich und lässt sich nur mit Spezialwerkzeug sauber schneiden.
Kennwerte
Richtwerte – maßgeblich ist das Datenblatt des konkreten Produkts.
| Dichte | ca. 1,44 g/cm³ (LM/Kevlar 29) bis ca. 1,45 g/cm³ (HM/Kevlar 49) – Richtwert |
|---|---|
| Zugfestigkeit (Faser) | ca. 2.800–3.600 MPa, je nach Typ und Datenblatt (Richtwert) |
| Zug-E-Modul (Faser) | ca. 60 GPa (Standard/LM) bis ca. 100–130 GPa (Hochmodul/HM) – je nach Typ |
| Bruchdehnung | ca. 2,8 % (HM) bis ca. 4 % (LM) – Richtwert |
| Druckfestigkeit | deutlich geringer als Zugfestigkeit und als bei Glas-/Kohlefaser (Schwachpunkt, kein einheitlicher Richtwert) |
| Feuchtigkeitsaufnahme | ca. 3,5 % (HM) bis ca. 7 % (LM), je nach Typ und Luftfeuchte – Richtwert |
| Zersetzungstemperatur | ca. 500–550 °C (schmilzt nicht, verkohlt) – Richtwert |
| Wärmeausdehnung | leicht negativ in Faserrichtung (ca. -2 bis -4 × 10⁻⁶ 1/K) – Richtwert |
Eigenschaften & Verhalten
- Sehr hohe Schlag- und BruchzähigkeitAramid nimmt Stoßenergie auf und bricht nicht schlagartig durch. Bauteile bleiben nach einem Treffer oft noch zusammenhängend (kein Splittern wie bei reiner Kohlefaser).
- Geringe Dichte, hohe spezifische FestigkeitMit rund 1,44 g/cm³ ist Aramid leichter als Glas- und Kohlefaser. Bezogen auf das Gewicht ist die Zugfestigkeit sehr hoch.
- Geringe DruckfestigkeitUnter Druck und Biegung knicken die Fasern früh ein; die Druckfestigkeit liegt weit unter der Zugfestigkeit. Das ist die zentrale Schwäche – reine Aramidlaminate sind für druck- und biegebelastete Strukturteile nur bedingt geeignet.
- UV-empfindlichDirekte Sonne baut die Faser ab; der Festigkeitsverlust kann bei langer Bestrahlung erheblich sein (Angaben bis ca. 50–75 %). Außenbauteile brauchen Deckschicht oder UV-Schutzlack.
- Hygroskopisch (nimmt Feuchte auf)Aramid saugt Wasser auf (Richtwert mehrere Prozent). Feuchte Fasern stören die Aushärtung und die Haftung zum Harz – daher vor der Verarbeitung trocken halten.
- Schwer zu bearbeitenDie zähe Faser franst beim Schneiden und Schleifen aus. Es braucht spezielle mikroverzahnte Aramidscheren oder Wasserstrahl; normale Scheren und Bohrer stumpfen schnell ab und reißen die Faser.
Vorteile
- Außergewöhnlich schlag- und bruchzäh – fängt Stöße auf statt durchzubrechen
- Sehr leicht (Dichte ca. 1,44 g/cm³), hohe gewichtsbezogene Festigkeit
- Hohe Zugfestigkeit und gute Schwingungsdämpfung
- Splitterhemmend: Bauteil bleibt nach Schlag oft zusammenhängend (Sicherheitsplus)
- Gute Hitzebeständigkeit, schmilzt nicht (verkohlt erst bei sehr hoher Temperatur)
Grenzen
- Geringe Druck- und Biegefestigkeit – reine Aramidlaminate für Strukturteile nur bedingt geeignet
- UV-empfindlich: Festigkeitsverlust bei direkter Sonne, Außenschutz nötig
- Hygroskopisch: nimmt Feuchte auf, muss trocken gelagert und verarbeitet werden
- Schwer und teuer zu schneiden, schleifen und bohren (Spezialwerkzeug nötig)
Verarbeitung & Praxis
- Vor der Verarbeitung trocken halten: Aramid ist hygroskopisch. Gewebe verschlossen und mit Trockenmittel lagern; bei Bedarf vor dem Laminieren trocknen (Richtwert einige Stunden bei ca. 100–120 °C – Datenblatt des Herstellers beachten). Feuchte Fasern stören Aushärtung und Haftung.
- Zum Zuschnitt eine mikroverzahnte Aramidschere oder ein scharfes Rollmesser verwenden; normale Scheren rutschen ab und fransen die Faser aus. Notbehelf: die Schneide einer Blechschere mit grober Feile leicht aufrauen.
- Beim Handlaminieren auf den Harzanteil achten: Aramid saugt stark. Tendenziell vortränken und überschüssiges Harz einrollen oder abnehmen, sonst entstehen harzreiche Pfützen und das Laminat wird unnötig schwer.
- Helles Aramidgewebe ist gegen Schmutz und Druckstellen empfindlich – sauber arbeiten, da Verfärbungen im durchscheinenden Laminat sichtbar bleiben.
- Fertige Bauteile besäumen: am besten mit Wasserstrahl oder sehr scharfen Spezialwerkzeugen; trockenes Schleifen erzeugt fusselige Faseransätze statt sauberer Kanten.
- Für druck- oder biegesteife Bauteile Aramid mit Kohle- oder Glasfaser kombinieren (Hybridaufbau) statt reines Aramid einzusetzen.
Typische Einsatzgebiete
- Schlag- und durchschlagfeste Schutzbauteile (z. B. Unterboden- und Steinschlagschutz)
- Kanus, Kajaks, Kanadier und Surf-/SUP-Boards (leicht und stoßfest)
- Ballistischer Schutz und Splitterschutz (Schutzwesten, Panzerungen, Sicherheitsbauteile)
- Hybridlaminate mit Kohlefaser für leichte, zähe und steife Bauteile (Motorsport, Modellbau, Sportgeräte)
- Bauteile mit Anforderung an Schwingungsdämpfung und Energieaufnahme