Umgangssprachlich ist das Wort Carbon eine Bezeichnung für das chemische Element Kohlenstoff und dessen Produkt. Eine andere Bezeichnung lautet CFK. Diese Abkürzung ist der Begriff für kohlenstoffffaserverstärkten Kunststoff und bezeichnet einen Faser-Kunststoff-Verbund.
WIE WIRD CARBON HERGESTELLT?
Im ersten Verfahren, werden die Carbonfasern aus organischen Basismaterialien produziert. Diese Ausgangsfasern müssen durch Oxidation und Carbonisation (Pyrolyse) behandelt werden, bis fast ausschließlich nur noch der Kohlenstoff übrig geblieben ist. Aus diesem Grund, erhält Carbon seine typische Farbe schwarz. Bei der Carbonisation verändert sich die Orientierung der atomaren Strukturen in den Fasern, wodurch eine höhere Festigkeit und Steifigkeit erreicht werden kann.
Zur Herstellung des Faser-Kunststoff-Verbunds werden mehrere Lagen der Kohlefasern in eine Matrix aus Epoxidharz oder Thermoplast eingebettet. Durch Wärmewirkung werden die Carbonfasern in speziellen Verarbeitungsverfahren mit Harzen und unter hohem Druck untrennbar verbunden. Um eine noch höhere Festigkeit des Endmaterials zu erhalten, werden die Faserlagen kreuzartig verlegt oder je nach Herstellungsverfahren miteinander verspinnt. Mit diesem Faserverlauf ist die Festigkeit und Dauerhaftigkeit wesentlich höher als bei einseitigem Verlauf.
Für die Verwendung in Spritzgussanlagen werden die Fasern kurz geschnitten und zusammen mit Kunststoffen verarbeitet.
WAS MACHT DAS MATERIAL SO INTERESSANT?
Die Eigenschaften von Carbon sind facettenreich und machen es für die Industrie umso interessanter. Das Material ist außergewöhnlich belastbar und das bei geringstem Gewicht. Im Vergleich zu Stahl sind dies bis zu 20 % weniger Stahlgewicht. Durch herausragende Feder- und Dämpfungseigenschaften können Bauteile somit auf ein gezieltes Schwingungsverhalten ausgelegt werden. Gegenüber Chemikalien weißt Carbon eine hohe Kontinuität auf und wird von den meisten Säuren oder Laugen nicht angegriffen. Durch diese Eigenschaften besitzt Carbon eine lange Lebensdauer.
Die elektrische Leitfähigkeit ist im Vergleich zu anderen industriell verarbeiteten Materialien ebenfalls gegeben. Solang keine Glasfaseranteile mit verarbeitet wurden, verfügt es über eine absolute Transparenz unter dem Röntgenschirm.
Bei immer gleichbleibender Qualität in der Herstellung, ist Carbon anderen Materialien um einiges überlegen. Carbon kann in jeder Größe und Form verwendet bzw. hergestellt werden. Auf Grund keiner Oxidation des Materials, ist es unbegrenzt lagerbar.
WO WIRD ES EINGESETZT?
Durch seine hervorragenden Eigenschaften wird Carbon mittlerweile in sämtlichen Bereichen eingesetzt. Der Einsatz ist hauptsächlich dort sinnvoll, wo andere Materialien im Vergleich nicht mithalten können. Die Anwendungsmöglichkeiten sind hierbei sehr vielseitig.
Design-Anwendungen
Bedrucken von Carbonmaterialien, Hochglanz-Ziffernblätter in Armbanduhren, Schmuckindustrie, Carbon-Designobjekte
Medizintechnik
Kohlefaser-Abdeckungen für Röntgeneinrichtungen, Prothesen, Bauteile für Rollstühle
Maschinenbau
Vakuumgreifer für Montagesysteme, CFK-Ausleger für Handlingsysteme
Messtechnik
Hybridbauteile als Träger von Lasermesstechnik, Grundplatten für Prüfadapter in der Elektronikfertigung
Fahrzeugtechnik
Abdeckungen, Verkleidungen aus Kohlefaser
Modellbau
Chassis-/Rahmenteile, Bremsscheiben, Spantensätze
