12 einzigartige Vorteile von Kohlefaser

Von der Sonnenbrille bis zum Portemonnaie gibt es Dutzende verschiedener Accessoires, die wir jeden Tag mit uns herumtragen. Diese können aus einer Vielzahl von Produkten hergestellt werden, aber Kohlefaser macht sich als langlebige und auffällige Option einen Namen.

Was ist Kohlefaser?

Kohlenstofffasern fallen in eine Kategorie von Materialien, die als „faserverstärkte Kunststoffe“ bekannt sind. Dazu gehören auch Materialien wie Glasfaser, das häufig für Boote und Autos verwendet wird, und Kevlar, das vor allem für die Herstellung kugelsicherer Westen bekannt ist. Die Kombination des superstarken Carbongewebes mit fortschrittlichen Kunststoffen ermöglicht die Schaffung eines Materials mit Eigenschaften, die nahezu unmöglich erscheinen: Es ist leichter als Aluminium und dennoch fester als Stahl, ändert seine Größe beim Erhitzen oder Abkühlen nicht, ist unglaublich steif und steif Das ist nur ein Anfang. Kohlenstofffasern werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt und täglich werden neue Anwendungen entdeckt. Es macht Flugzeuge effizienter, Autos schneller, Drohnen leichter und findet sich sogar in vielen Luxusgütern wie Geldbörsen, Sonnenbrillen und Gürteln. CFs eigener CF-Lex^TMDas Scharnier hat es sogar möglich gemacht, dass Kohlefaser sowohl flexibel als auch stark ist! Machen Sie sich bereit, die vielen Vorteile und Verwendungsmöglichkeiten des seltsamen und einzigartigen Materials namens Kohlefaser zu erkunden.

12 einzigartige Vorteile von Kohlefaserprodukten

Der einzige Weg, um zu entscheiden, ob Kohlefaser das Richtige für Sie ist, besteht darin, zu lernen, wie es funktioniert. Nachfolgend finden Sie zwölf Vorteile von Kohlefaser, die es von anderen Materialien unterscheiden!

 

Hohe Zugfestigkeit und Steifigkeit

Die Stärke der Kohlefaser beruht auf den Verstärkungsfasern: Tausenden mikroskopisch kleinen Strängen aus gebundenem Kohlenstoff, die für sich genommen zugfest sind, denen es aber an Steifigkeit und Druckfestigkeit mangelt. Durch die Aufhängung in Epoxidharz (einem starken und leichten Kunststoff) werden sie entlang ihrer Achse steif und sowohl bei Zug als auch bei Druck stabil. Dadurch entsteht eine „nicht-isotrope“ Festigkeit, d. h. die Festigkeit des Materials variiert je nach Richtung und Ausrichtung der Fasern. Dies steht im Gegensatz zu einem „isotropen“ Material wie Stahl, das unabhängig von der Ausrichtung die gleichen Eigenschaften aufweist. Bei richtiger Ausrichtung kann ein Kohlefaserteil bei einem kleinen Bruchteil des Gewichts eine Festigkeit aufweisen, die mit dem besten Stahl vergleichbar ist. Damit ist Carbonfaser ein hervorragender Ersatz für Metalle wie Aluminium und Stahl, da seine Festigkeit genau auf das jeweilige Belastungsszenario abgestimmt werden kann.

 

Leicht

Apropos Gewicht: Kohlefaser ist leicht! Ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff ist nicht viel schwerer als ein unverstärkter Kunststoff. Im Vergleich zu Stahl beträgt die Gesamtgewichtsreduzierung etwa neunzig Prozent. Eine 70 Pfund schwere Motorhaube aus Stahl kann so nachgebaut werden, dass sie nur noch 7 Pfund wiegt! Es ist leichter als Aluminium und sogar Titan. Der von Volvo entwickelte Sportwagen Polestar One, der demnächst auf den Markt kommt, spart beispielsweise durch den strategischen Einsatz von Kohlefaser über 500 Pfund ein und verbessert gleichzeitig die Steifigkeit in wichtigen Bereichen. Die Kohlefaser-Sonnenbrillen von CF sind so leicht, dass sie nur 20 Gramm wiegen; das entspricht gerade einmal sechs Pennys!

 

Geeignet für eine Vielzahl von Anwendungen

Carbonfasern werden nicht nur in großem Umfang in der High-End-Automobilwelt eingesetzt, sondern kommen auch in fast allen erdenklichen Bereichen zum Einsatz. Wanderer lieben seine leichten Eigenschaften in Rucksäcken und Zelten und Drohnen, Flugzeuge und Helikopter können ihr Leistungsgewicht deutlich verbessern. Seien Sie nicht überrascht, wenn Kohlefaser in einem Luxus-Wohnmobil, der Notaufnahme, einem Musikinstrument oder Ihrem nächsten Fahrrad auftaucht. Tatsächlich hat CF Produkte für jede dieser Anwendungen hergestellt! Haben Sie schon einmal versucht, ein Sofa anzuheben und sich gewünscht, dass es etwas weniger wiegt? Sie sind nicht der Einzige, und Kohlefasermöbel beginnen, überbeanspruchte Wirbelsäulen zu schonen, eine nach der anderen. Obwohl Kohlefaser dafür bekannt ist, dass sie etwas juckt, gibt es inzwischen sogar ein Unternehmen, das T-Shirts für Bekleidung aus Kohlefaser herstellt!

 

Rostet nicht

Die meisten Materialien reagieren schlecht auf Luft und Wasser, korrodieren, oxidieren oder zerfallen einfach, wenn sie nicht geschützt sind. Keine Kohlefaser. Sowohl der Kohlenstoff als auch das Epoxidharz sind äußerst stabil und nicht reaktiv, selbst wenn sie in Wasser getaucht werden! Ideal als Ersatz für Stahl bei extremer Feuchtigkeit oder sogar Untertauchen. Es sind keine teuren Korrosionsschutzbehandlungen oder ständiges Neulackieren erforderlich.

 

Transparent für Röntgenstrahlen

Obwohl Kohlefaser stärker als Stahl ist, ist sie für Röntgenstrahlen völlig transparent. Die medizinischen Einsatzmöglichkeiten dafür sind grenzenlos, denn kein anderes Material vereint die Festigkeit von Metall mit der Röntgentransparenz von Kunststoff. Stellen Sie sich vor, Sie müssten einen Patienten nicht für eine Röntgenaufnahme in einen völlig neuen Raum schieben, sondern könnten ihn einfach live durch einen Operationstisch fotografieren! Kohlefaser erschließt diese und andere Anwendungen und schafft neue und aufregende Möglichkeiten für Ärzte und Chirurgen.

 

Verbiegt sich bei heißem Wetter nicht und verändert auch nicht seine Form

Durch die Verwendung eines Hochtemperatur-Epoxidharzes können Kohlefasern so hergestellt werden, dass sie extremer Hitze und Kälte standhalten, ohne dass es zu Verformungen oder Größenänderungen kommt. Dies liegt an der Eigenschaft der Kohlefaser, eine geringe Wärmeausdehnung zu haben. Musiker träumen schon lange von einer Gitarre, Harfe oder Geige, die nie verstimmt. Kohlefaser erweckt diesen Traum zum Leben und baut Musikinstrumente, die sich weder ausdehnen noch zusammenziehen, wenn sie Hitze, Kälte und Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Jetzt können Instrumente den Witterungseinflüssen, rauer Handhabung, Reisen und vielem mehr standhalten, während sie gleichzeitig weniger wiegen und jahrzehntelang im Einsatz sind. Es kann dennoch sinnvoll sein, Kohlefaser mit einem Klarlack zu überziehen, um sie vor ihrer einzigen Schwäche zu schützen: UV-Strahlung. Mit einer geeigneten Beschichtung kann ein Kohlefaserteil jedoch jahrelange Sonneneinstrahlung überstehen.

 

Beständig gegen Chemikalien

Kohlenstofffasern (in ihrer starren Form) werden typischerweise zusammen mit einer Polymermatrix verwendet. Am häufigsten wird Kohlefaser mit einem Epoxidharzsystem kombiniert. Epoxid entsteht durch eine zweiteilige chemische Reaktion eines Harzes und eines Härters. Nach dem Aushärten ist Epoxidharz ein Duroplast, der nicht schmilzt oder in seine ursprünglichen Bestandteile zurückkehrt. Dadurch entsteht ein äußerst chemikalienbeständiger Kunststoff, der mit der Zeit nicht korrodiert, sich auflöst oder schmilzt. Dieses Epoxidharz macht Kohlefasern so chemisch beständig gegen die meisten Alkohole, Säuren und andere chemische Verbindungen.

 

Guter Wärmeleiter

Auf atomarer Ebene bestehen Kohlenstofffasern aus demselben Material, das Holzkohle-Kohlenstoff bildet. Aufgrund einer Eigenschaft, die als Wärmeleitfähigkeit bekannt ist, wird Wärme problemlos entlang der Faserlänge geleitet. Kohlenstofffasern haben eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 500 W/mK (Watt pro Meter Kelvin), verglichen mit etwa 200

W/mK für Aluminium oder 400 W/mK für Kupfer. Allerdings wird die Wärme nicht senkrecht zu den Fasern geleitet, sodass der Wärmefluss durch das Teil gesteuert werden kann, indem die Richtung der Fasern so angepasst wird, dass die gewünschten thermischen Eigenschaften entstehen.

 

Flexibilität und Formbarkeit

Vor dem Auflegeprozess können Kohlenstofffasern nahezu in jede beliebige Form gebracht werden, allerdings sind erhebliche Erfahrung und technisches Know-how erforderlich, um den Prozess und das Material an verschiedene Geometrien anzupassen. Das ist jedoch noch nicht das Ende. Verbundwerkstoffe können entweder flexibel oder steif sein, aber nicht beides.

Visuelles Erscheinungsbild und Ästhetik

Wenn es eine Eigenschaft gibt, die fast jeder an Kohlefaser kennt, dann ist es ihr sofort erkennbares Aussehen. Aufgrund des aggressiven Haifischzahnmusters, der Tiefe und der Art und Weise, wie es das Licht einfängt, ist Kohlefaser nicht zu übersehen! Die Fasern, die für dieses atemberaubende Aussehen sorgen, sind mehr als nur dekorativ – sie sind auch die Struktur und Festigkeit des Teils, wie das Außenskelett eines Insekts. Ganz gleich, ob es sich um ein Superauto handelt, das fast vollständig aus Carbon besteht, um einen einfachen Akzent auf einem Möbelstück oder einfach nur um eine Brieftasche oder ein Messer, das Sie jeden Tag bei sich tragen: Carbonfaser ist schön, auffällig und mutig. Kohlefaser kann jetzt sogar in andere Muster oder mit anderen Materialien eingewebt werden, um etwas Farbe hinzuzufügen (normalerweise Kevlar, Glasfaser oder Mylar). Kohlefaser selbst kann keine andere Farbe als Schwarz haben.

 

Mit anderen Materialien kombinierbar

Beim Laminierungsprozess werden viele Kohlenstofffaserschichten in Sandwichbauweise zusammengefügt, und häufig entscheidet sich ein Hersteller dafür, ein anderes Material in die Laminierung einzufügen, um unterschiedliche Eigenschaften zu erzielen. Beispielsweise wird bei Rennwagen häufig eine äußerste Schicht aus Kevlar angebracht, um den Kohlenstoff zu schützen, falls das Teil Abrieb durch den Asphalt oder eine Seitenwand ausgesetzt sein sollte. Schaum kann verwendet werden, um die Dicke bei minimaler Gewichtszunahme zu erhöhen. Holz ist wesentlich günstiger als Kohlenstoff und sorgt für mehr Flexibilität und Elastizität. Sogar Metall kann mit Carbon laminiert werden, wodurch ein wirklich bemerkenswerter Verbundwerkstoff entsteht. Die Möglichkeiten sind nahezu endlos. Das ist die Magie von Verbundwerkstoffen, und Techniker und Wissenschaftler erfinden ständig neue und innovative Kombinationen des Materials.

 

Abschluss

Die Vorteile von Kohlefaser sind schwer zu zählen, aber wir haben unser Bestes getan, um Ihnen zwölf einzigartige Gründe aufzuzeigen, warum Sie sich für Kohlefaser entscheiden sollten. Auch wenn es ihn schon seit einem halben Jahrhundert gibt, gibt es noch so viel mehr zu entdecken. Lesen Sie mehr in unserem DIY-Blog, um Kohlefaser in Aktion zu sehen und mehr über die kleinen Schritte hinter den Kulissen zu erfahren, die diese bemerkenswerten Teile entstehen, oder besuchen Sie unseren Online-Shop und erleben Sie Kohlefaser selbst. Eines ist sicher: Wenn man einmal auf Kohlenstoff umgestiegen ist, gibt es kein Zurück mehr.