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Biegsamkeit ist das A und O

Grundsätzlich sind Rohre biegesteifer als Stäbe (Vollmaterial), klingt unlogisch ist aber so. Stäbe aus Carbon sind biegsam, wollen aber wieder in ihre Ausgangsposition, also in den Nullpunkt zurück. Somit lässt sich die Kohlefaser je nach Dicke des Stabes (je dünner desto biegsamer) nur mit einem Kraftaufwand verbiegen, da sie eigentlich gerade bleiben will. Ein Extrembeispiel […]

Torsionssteifigkeit

Die Torsion beschreibt das Verdrehen von etwas, z.B. einem Rohr. Die Kohlefaser ist hier deutlich torsionssteifer als alle anderen Werkstoffe. Bei einem Aluminium- und Metallrohr kommt irgendwann der Punkt, an dem man das Rohr verdrehen kann, an dem es wegknickt. Carbon kann mehr Torsion aufnehmen, die Carbonfaser kann also mehr Verdrehen aushalten, als alle anderen […]

Zug-Druckeigenschaften

Mit jedem Stab kann man sowohl schieben als auch ziehen, also etwas ansteuern. Hier hat die Kohlefaser im Vergleich zu anderen Materialien eine deutlich höhere Belastbarkeit, kann also mehr Gewicht schieben und ziehen. Im Vergleich: Weiterführende Informationen: Optimaler Aufbau der Kohlefaser

Gewicht

Aluminium und Kohlefaser haben das gleiche Gewicht. Die Performance für die Carbonfaser ist allerdings deutlich höher. So kann sie bei gleicher Anwendung das Vierfache leisten. Im Vergleich zu Stahl ist das gleiche Bauteil aus Kohlefaser 70 % leichter. Oft gibt es den Fall, dass Maschinenteile aus Metall gefertigt wurden und dann zu schwer für die […]

Röntgentransparenz

Die Kohlefaser ist beim Röntgen unsichtbar, eignet sich also hervorragend für die Medizintechnik. Wenn man einen OP-Tisch aus Kohlefaser verwendet, kann man somit z.B. ein verletztes Bein darauf röntgen, ohne dass das Bild verfälscht wird. Die Glasfaser ist im Vergleich dazu sichtbar. Die Kohlefaser ist zudem auch nicht magnetisch. Somit kann sie auch in der […]

Geringe Masseträgheit

Die Kohlefaser hat eine geringe Masseträgheit einhergehend mit derselben Stabilität wie Metall. Dies kann ein ausschlaggebender Vorteil sein gegenüber anderen Materialien: Ein Roboterarm aus Stahl kann sich aufgrund der Trägheit der Masse nur in einer gewissen Geschwindigkeit bewegen. Der Stahlarm ist so schwer, dass er ausreisen würde, wenn man ihn abrupt stoppt. Aber wenn man […]

Optimaler Aufbau der Kohlefaser

Je nach Gebrauch kann man die CFK-Fasern bei der Herstellung optimal anpassen auf Torsion, Biegesteifigkeit und Zug-Druckeigenschaften. Andere Materialien haben diese individuelle Anpassungsmöglichkeit an die Anwendung nicht. Zug-DruckeigenschaftenDie größtmögliche Belastbarkeit in Bezug auf die Zug-Druckeigenschaften erzielt man, wenn die Fasern der Kohlefaser bei der Herstellung unidirektional (alle in eine Richtung) angeordnet werden. TorsionssteifigkeitDie maximale Torsionssteifigkeit […]

Temperaturbeständigkeit

Kohlefaserprodukte sind Duroplasten und temperaturbeständig bis 110°C. Die Kohlefaser an sich hält sehr viel mehr Hitze aus, aber das Harz nicht. Man kann ein hitzebeständigeres Harzsystem verwenden bis hoch zu max. 170/180°C, allerdings ist dies sehr aufwendig und somit auch sehr kostbar. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kohlefaser ist praktisch nicht vorhanden (10-6), d.h. die Kohlefaser eignet […]

Säure- & Korrosionsbeständig

Die Kohlefaser ist resistent gegen alle Arten von Säure (Benzin, Reinigungsmittel, Treibstoffe, Öle u.v.m.). Die stärkste Säure, die es gibt, ist die Flusssäure. Blau schimmernde Wafer für Solarzellen müssen bei der Herstellung durch ein Bad aus Flusssäure gehen, bei dem die Rückseite geätzt wird. Dabei werden die Siliziumscheiben von Kohlefaserrohren transportiert. Nur die Kohlefaser hält […]

Sterilisierbarkeit

Kohlefaserprodukte sind sterilisierbar und eignen sich somit sehr gut für die Medizintechnik.

Elektrisch leitfähig

Die Kohlefaser ist elektrisch leitfähig im Niedervoltbereich (bei 220 V verglüht die Faser). Aber sie ist eingebettet in ein Harzsystem und Harz ist wie Kunststoff, es ist ein Kleber und es isoliert, ist also nicht elektrisch leitfähig. Man kann die Elektrizität somit theoretisch über eine offene Kante ohne den Isolator Harz leiten, um z.B. Strom, […]

Sägen

Man kann die Kohlefaser sägen. Diese splittert dabei aber wie Holz (reißt aus). Das Sägen ist also dann eine sinnvolle Art der Verarbeitung, wenn es nur um das Zerkleinern von Carbon geht und die Schnittkante nicht unbedingt gut aussehen muss. Beliebt ist das Sägen vor allem deshalb, weil es die schnellste und kostengünstigste Variante ist. […]

Kleben

Kohlefaserprodukte können mit jedem anderen Material über Kleben verbunden werden. Dafür kann man jeden Kunststoffkleber verwenden, wenn zuvor die Oberfläche aufgeraut wurde (auf einer glatten Fläche kann nichts haften). Die größtmögliche Haftung erzielt man, wenn vor dem Verkleben beide Seiten aufgeraut, saubergemacht und dann erst verklebt werden. Je nach Anwendung sollte man den richtigen Kleber […]

Bohren

Wie auch beim Sägen wird ein normaler Metallbohrer beim Bearbeiten der Kohlefaser stumpf und das Material reißt aus. Nur mit einem diamantbesetzten Bohrer oder idealerweise einem diamantbesetzten Fräswerkzeug als Bohrer, erhält man eine schöne Kante, ein schönes Loch und das Werkzeug nutzt sich nicht ab. Bei Bohrungen mit kleiner Menge kann man auch einen einfachen […]

Fräsen

Wenn man eine genaue, schöne Schnittkante benötigt, ist das Fräsen die beste Art Carbon zu bearbeiten. Man erzielt ein deutlich besseres Schnittergebnis als beim Sägen. Beim Sägen kann man das Ausfransen nie ganz verhindern, weil das Material grob abrasiv weggerissen wird. Beim Fräsen hingegen, ist der ganze Vorgang wesentlich feiner durch eine höhere Drehzahl und […]

Wasserstrahl schneiden

Beim Wasserstrahl passiert dasselbe wie beim Sägen, die Kohlefaser wird ausgefranst und man erhält eine unschöne Kante. Diese Bearbeitungsvariante ist sowohl qualitativ als auch preislich eine Stufe zwischen dem groben Sägen und dem feinen Fräsen. Es wird Wasser unter hohem Druck durch das Material „gejagt“. Aber das Wasser ist nicht das eigentliche Schneidewerkzeug, sondern das […]

Lasern

Viele denken, dass man mit Lasern Carbon bearbeiten kann. Es ist auch generell möglich. Aber beim Lasern wird mit hoher Energie Material verbrannt, wodurch eine Schmauchspur entsteht. Das Material platzt an der Seite auf und ist tatsächlich verkohlt. Wie wenn man das Ende eines Schnürsenkels mit einem Feuerzeug anzündet, erhält man auch hier ein unschönes, […]

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