Kohlenstofffasergewebe wie diese werden oft zur Herstellung von Kohlenstofffaser-Kunststoff-Verbunden verwendet Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, auch CFK ( carbonfaserverstärkter Kunststoff; englisch carbon-fiber-reinforced plastic, CFRP) oder umgangssprachlich nur Carbon (engl. für Kohlenstoff) genannt, ist ein Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern, meist in mehreren Lagen, als Verstärkung in eine Kunststoff- Matrix eingebettet sind. Die Matrix besteht meist aus Duromeren, zum Beispiel Epoxidharz, oder aus Thermoplasten. Für thermisch hochbelastete Bauteile (z. B. Kohlenstofffaserverstärkter kunststoff herstellung englisch. Bremsscheiben) kann die Kohlenstofffaser auch in einer Matrix aus Keramik (keramische Faserverbundwerkstoffe) gebunden werden. Beschreibung Eigenschaften Fasertyp: Kohlenstofffaser HT Matrixtyp: Epoxidharz Faservolumenanteil 60% Alle Werte sind typische Durchschnittswerte Grundelastizitätsgrößen 140 000 N/mm 2 12 000 N/mm 2 5 800 N/mm 2 5 400 N/mm 2 0, 26 Dichte 1, 5 g/cm 3 Grundfestigkeiten 2 000 N/mm 2 1 500 N/mm 2 70 N/mm 2 230 N/mm 2 90 N/mm 2 Wärmeausdehnungskoeffizienten 0, 2·10 -6 K -1 30·10 -6 K -1 Bei der Fertigung von CFK ist ein hoher Faservolumenanteil erwünscht, wobei Verunreinigungen, z. durch Luftbläschen, minimiert werden sollen.
Damit schließt sich der Carbonfaser-Stoffkreislauf.
Die thermisch und mechanisch hoch belastbaren Fasern aus der Kohlenstoff-Modifikation Graphit werden nach Angaben aus Band 11 in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie (Ullmann Bd. 11) seit ca. 1960 industriell produziert. Als Ausgangsmaterial dienen z. Fasern aus Polyacrylnitril (PAN), die in einem kontrollierten thermischen Prozess bis ca. 1. 600°C unter Erhalt der Faserstruktur zu reinem Kohlenstoff abgebaut werden (Carbonisation). In einem zweiten thermischen Prozess bis ca. Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff. 2. 800°C kann die mechanische Festigkeit durch gezielte Rekristallisation in Faserrichtung noch erheblich gesteigert werden (Graphitisierung). Die beiden Kohlefasertypen von sehr unterschiedlicher mechanischer Stabilität werden daher auch als Kohlenstoff-Faser und Graphit-Faser unterschieden. Kohlefasern werden in Reinform als Filamentgarne und Garne verwendet, am häufigsten jedoch zur Verstärkung von Kunststoffen wie z. Epoxid- und Polyurethansystemen, Polyestern, Polyimiden und Phenolharzen sowie von Leichtmetallen und Metall-Legierungen eingesetzt.
Die bei einem mechanischen Bearbeitungsvorgang entstehenden Partikel- und Faserstäube können aber gefährliche Eigenschaften haben. Außerdem müssen bei der Betrachtung des Gefährdungspotentials auch die möglicherweise gefährlichen Eigenschaften der weiteren im Verbund vorkommen Materialien berücksichtigt werden. Obwohl es bisher keine gesicherten Erkenntnisse für krebserzeugende Eigenschaften von Kohlefasern gibt, sollte sich der konkrete Umgang mit diesen Materialien an den Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) orientieren. Bewertung von Partikelstäuben: Bei der mechanischen Bearbeitung von Kohlefaserverbundwerkstoffen durch z. Drehen und Schleifen ist die Freisetzung von Stäuben zu beachten. In den Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS 900) sind allgemeine Staubgrenzwerte für alveolengängige, d. Kohlenstofffaserverstärkter kunststoff herstellung synonym. h. bis in die Lungenbläschen gelangende Partikelstäube, das ist A-Staub mit Partikelgrößen unter 10 µm, und für einatembare Partikelstäube, das ist E-Staub mit Partikelgrößen über 10 µm, festgelegt.
In der Querbelastung müssen die Fasern aus Quarzglas natürlich Abstriche machen: Sie sind mit einer handelsüblichen Schere zu zerschneiden. Um aus den Fasern nun einen möglichst umseitig belastbaren Werkstoff zu machen, kommt das Harz ins Spiel. Typen von Glasfasern Glasfasern werden in drei Konfigurationen angeboten: Endlos-Einzelfasern Matten, gewebt aus Endlos-Einzelfasern Kurz- und Langfasermatten Die Endlos-Einzelfasern sind der Grundwerkstoff, der bei der Umwandlung aus der Glasschmelze entsteht. Bei pultrudierten und extrudierten Profilen werden diese Einzelfasern mit Kunstharz durchtränkt und durch eine Matrize geschickt. Carbonfasern und CFK | SGL Carbon. Diese unidirektionalen Glasfaser-Werkstoffe haben ein begrenztes Einsatzspektrum. Für technisch hoch belastbare Produkte kommen die Webmatten aus Glasfasern zum Einsatz. Das fertig laminierte Material ist so stabil, dass es auch sehr hohen Kräften standhält. Ein typisches Anwendungsbeispiel für GFK-Matten sind beispielsweise die Flügel von Windkraftanlagen. Die Kurz- und Langfasermatten bestehen nicht aus durchgehenden Fasern, sondern aus kleinen bis mittellangen Faserstücken.
Carbonfasern, manchmal auch Kohlenstofffasern genannt, sind industriell gefertigte Fasern, die so veredelt werden, dass sie nahezu ausschließlich aus Kohlenstoff bestehen. Sie sind mikroskopisch klein und etwa um das Achtfache dünner als ein menschliches Haar. Um sie für diverse Anwendungen nutzbar zu machen, werden 1000 bis 60000 Filamente zu einem Multifilamentgarn (Roving) zusammengefasst, das auf eine Spule aufgewickelt wird. Carbonfasern sind das Endprodukt eines hochtechnologischen Herstellungsprozesses. Am Anfang steht ein Ausgangsprodukt wie beispielsweise Polyacrylnitril (PAN). Polyacrylnitril ist ein Feststoff in Form eines weißen Pulvers. Es ist hart und steif sowie chemikalien- und lösungsmittelresistent. In einem ersten Prozessschritt werden daraus dünne Fäden erzeugt, die anschließend auf eine Spule aufgewickelt werden – der sogenannte PAN-"Precursor" ist entstanden (deutsch: Vorläufer, vorläufiges Produkt). Kohlenstofffaserverstärkter kunststoff herstellung von. Diese Fäden kommen im nächsten Schritt in den Ofen. Zuerst werden sie bei 200 bis 300 Grad Celsius oxidiert und anschließend bei 1200 bis 1800 Grad Celsius carbonisiert.