Eigenschaften Fasertyp: Kohlenstofffaser HT Matrixtyp: Epoxidharz Faservolumenanteil 60% Alle Werte sind typische Durchschnittswerte Grundelastizitätsgrößen 140 000 N/mm² 12 000 N/mm² 5 800 N/mm² 5 400 N/mm² 0, 26 Dichte 1, 5 g/cm³ Grundfestigkeiten 2 000 N/mm² 1 500 N/mm² 70 N/mm² 230 N/mm² 90 N/mm² Wärmeausdehnungskoeffizienten 0, 2·10 −6 K −1 30·10 −6 K −1 Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, auch carbonfaserverstärkter Kunststoff ( CFK), verkürzt auch Kohlefaser, Carbon oder Karbon, ist ein Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern in eine Kunststoff-Matrix eingebettet sind. Die Matrix dient zur Verbindung der Fasern sowie zum Füllen der Zwischenräume. Kohlenstofffaserverstärkter kunststoff herstellung von. Meist wird als Matrix der Werkstoff Epoxidharz gewählt. Es sind aber auch andere Duroplaste oder auch Thermoplaste als Matrixwerkstoff möglich. CFK kommt besonders dort zum Einsatz, wo für eine geringe Masse und gleichzeitig hohe Steifigkeit die erhöhten Kosten in Kauf genommen werden. Beispiele sind Fahrradrahmen, Angelruten, Ruderboote und Zubehör, Walking-Stöcke, Druckgasbehälter und Foils bei Tragflügelbooten.
« Die Zukunft der Fahrzeugbranche? » Leicht, stark und dauerhaft – das sind die Vorzüge von CFK. Bekannt ist dieser Verbundwerkstoff auch als kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff. Er besteht aus verwebten Kohlenstoffasern, die meist in einer Epoxidharz-Matrix miteinander verklebt sind. Kohlenstofffaserverstärkter kunststoff herstellung synonym. Die technischen Eigenschaften machen das Material für den Automobilbau besonders gut geeignet. Preiswerte Herstellung durch Pyrolyse Kohlenstofffasern werden durch Pyrolyse aus Graphit oder Polyacrylnitril gewonnen. Mit diesem Trick umgeht man das aufwändige Aufschmelzen von Kohlenstoff. Dieses Material hat mit knapp 4000° Celsius einen sehr hohen Schmelzpunkt. Hätte man das Verfahren der Pyrolyse nicht, wären Kohlenstofffasern extrem teuer in der Herstellung. Durch dieses Gas-Aufschmelz-Verfahren lassen sich kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe zu so niedrigen Kosten herstellen, so dass sie in echte Konkurrenz zur traditionellen Materialien treten können – ganz besonders im Automobilbau. Dünne Querschnitte, hohe Stabilität Der enorme Vorteil von Halbzeugen aus CFK ist ihre hohe Belastung auf Zug.
Zurück bleiben Fäden mit einem sehr hohen Kohlenstoffgehalt und hoher Festigkeit. Nach einer Oberflächenbehandlung und dem Auftragen einer Schlichte wird die Carbonfaser aufgespult und ist bereit für ihren Einsatz. Herstellung von GFK - Bolek. Der Herstellungsprozess unserer Carbonfaser im Überblick (© SGL Carbon) Bereits bei der Herstellung des Precursors werden den späteren Carbonfasern die gewünschten Eigenschaften mit auf den Weg gegeben. Carbonfasern unterscheiden sich vor allem durch folgende Eigenschaften: Anzahl der Einzelfasern oder Filamente im Roving Durchmesser und Form der Filamente Festigkeit und Steifigkeit sowie die daraus resultierende Dehnung Oberflächeneigenschaften, die auch die spätere Harmonie mit verschiedenen Kunststoffsystemen in Verbundwerkstoffen bestimmen Je nach Endanwendung ändern sich auch die Anforderungen an die Carbonfasern und das spätere Bauteil aus carbonfaserverstärktem Kunststoff. Während für die eine Anwendung besonders die Steifigkeit ausschlaggebend ist, kann bei einer anderen Anwendung die Steifigkeit bei Zugkräften im Vordergrund stehen.
Als Rohstoffquelle für das Vormaterial verwenden die Hersteller noch Erdöl, das sie meistens in Polyacrylnitril (PAN) umwandeln. Uwe Kobs, Direktor Geschäftsanalyse und strategische Planung bei SGL Carbon, Wiesbaden, einem führendem Hersteller für Carbonfaserprodukte, sieht in nachwachsenden Rohstoffen momentan keine Alternative. Allerdings sei deren Erforschung langfristig ein erfolgversprechender Prozess. Denn damit Carbonfasern die Volumenmärkte bedienen können, müssten die Hersteller vom Erdöl wegkommen. Carbonfaser aus Lignin wird weltweit erforscht "Weltweit arbeiten eine Handvoll Forschergruppen an der Herstellung von Carbonfasern aus Lignin", so Wohlmann. Doch während die Umwandlung des hoch orientierten Vormaterials PAN zu einem stetigen Aufbau molekularer Ordnung führe, erfülle Lignin diese Voraussetzungen noch nicht. Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff. Allerdings ließe sich dieses Seitenprodukt der Zellstoffherstellung reinigen, schmelzen, verspinnen, thermisch stabilisieren und auch karbonisieren. Da diese Prozesse jedoch nicht zu stark orientierten Carbonfasern führten, bedürften sie weiterer Erforschung.
Abgerufen am 8. Oktober 2017. ↑ Werkstoffwissenschaftliche Aspekte der Entwicklung neuartiger Werkstückträger für Hochtemperaturprozesse aus Faserverbundkeramik C/C und weiteren Hochtemperaturwerkstoffen. Abgerufen am 8. Oktober 2017.
Dazu muss die Matrix auf der Faser haften, ansonsten versagen die Bauteile durch Faser-pull-out. Die Festigkeit und die Steifigkeit eines aus CFK hergestellten Materials sind in Faserrichtung wesentlich hher als quer zur Faserrichtung. Quer zur Faser ist die Festigkeit geringer als bei einer unverstrkten Matrix. Deshalb werden z. T. einzelne Faserlagen in verschiedenen Richtungen verlegt. Die Faserrichtungen werden vom Konstrukteur festgelegt, um eine gewnschte Festigkeit und Steifigkeit zu erreichen. Kohlenstofffaserverstärkter kunststoff herstellung der. Die gesamte Auslegung eines Bauteils wird meist mittels Berechnung nach der klassischen Laminattheorie untersttzt. Kohlenstofffasern haben im Vergleich zu Werkstoffen wie Stahl eine deutlich geringere Dichte (~ Faktor 4, 3). Zustzlich sind sie in Faserrichtung, je nach Fasertyp, etwas (ca. 10-15%) oder sogar deutlich (ungefhr Faktor 2) steifer als Stahl. Auf diese Weise entsteht ein sehr steifer Werkstoff, der sich besonders fr Anwendungen mit gerichteter Hauptbelastungsrichtung eignet, bei denen es auf eine geringe Masse bei gleichzeitig hoher Steifigkeit ankommt.
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