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Carbon wiegtwenig ist aber teuer - FS-GmbH

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Carbon wiegt
Wenig ist aber teuer
wiegtwenig
7
Mıııriıımsehung
Verbundstotfe herzustellen,
ist oft noch
lrateriallorschung Um faserverstärkte
faserverstärkte Verbundstoffe
herzustellen, ist
noch Handarbeit
Handarbeit gefragt.
Alle warten darauf, dass dem ersten Unternehmen die
Alfe
die Serienproduktion
Serienproduktion gelingt. Von
Von Martin
Mortin Schäfer
Schöfer
er
den Carbonrahmen
er den
Carbonrahmen eines
Mountainbikes anhebt, kommt
aus
heraus,
aus dem Staunen nicht heraus.
gewohnten Alu
Gemessen an
Gemessen
an der
der gewohnten
oder
Alu- .oder
Stahlkonstruktion fühlt
t`\'ıhlt sich das Hightech
Hightechrad federleicht
rad
federleicht an.
an. Und hat auch
auch seinen
Preis:
Preis; viele
viele Tausend Euro.
Eurd lšicht
weniqe
Nicht wenige
sind bereit, das zu zahlen,
in
zahleii šl
hS rechnen
rechnenIn
Gramm, vergleichen
von Len
Gramm,
vergleichen das Gewicht
Gewichtvon
Lenker, Tretkurbel
Tretkurbel oder
oder Sattelmhr.
Sattdrohr. Carbon
Crbon hat
meist die Nase
vorn, Es
nınd 50
meist
Nase vorn.
Es wiegt rund
Pro5O Pro
Aluminium, kann in Sa
zent weniger als Aluminium,
Sachen Festigkeit und Steifigkeit
Steifigkeit aber locker
mit Metallen
mithalten. Daherwlrd
Metallen mithalten.
Daherwird es
es gern
in High
End Produkten, wo Leistung vor
High-End-Produkten,
Freis
Preis geht, eingesetzl
eingesetzt: Formel-l-KarosseFonnel 1 Karosse
rieteile,
rleteile, Radsport
Helme. Der hohe
Radsport oder
oder Helme.
Preis hat zwei Gründe: Zum einen ist der
Ausgangsstoff,
die Carbontaser,
Ausgangsstoff, die
Carbonfaser, teuer,
teuer. Zum
Zum
anderen
vielen Nischenanwen
anderen wird in den
denvielen
Nischenanwen-
dungen überwiegend
gefertigt.
überwiegend von Hand gefertigt.
DerAutomatisierung,sgrad
Der Automatisierungsgrad ist
ist niedrig
niedrig.
Das muss
muss sich
sich ändern,
Das
ändern, sagen die meisten
FacNeute, Forscher und
Fachleute,
und Entwickler. Die
Autobranche
Autobranche scheint
scheint hier
hier der
der Schritt
Schrittmacher zu sein.
Unterneh
sein, vor allem das
das Unternehmen BMW. Die Bayem
Bayern haben den Haupt
Hauptdarsteller
darsteller der Messe
Messe Composites
Composites Europe
Europe in
Stuttgart
lallenrand gesetzt
Stuttgart dezent
dezent an
an den
den 1
Hallenrand
präsent zu sein:
ohne selbst
selbst aufderMesse
auf der Messe präsentzu
- ohne
das aktuelle BMW
Elektroauto i3 mit Car
BMW-Elelrtroauto
Carbon
Fahrgastzelle. „Alle
bon-Fahrgastzelle.
Mo;{lle schauen im Mo
ment auf
Simon Kiippers,
auf BMW",
BMW", sagt
sagtSimon
Küppers, Mit
Mitarbeiter
arbeiter am Textilforschungsinstitut
Textilforschungsinstitut Den
Denpsslingen. „Und
kendorf bei Esslingen.
,,Und alle warten
darauf, dass
dass BMW damit Geld verdient.“
verdient."
Die Forscher
gewisForscher und
und Entwicklerwarten
Entwicklerwarten gewis
sermaßen
sermaßen auf
auf eine lnitlalzündung,
Initialzündung auf
auf den
Durchbruch
Durchbruch eines
eines großen Herstellers.
Wenn Fachleute von Carbon oder
irder CFK
(kurz fiir:
faserverstärkter Kunst
für: Carbon
Carbon-faserverstärlrter
Kunststoff)
Verbund
stoff) sprechen,
sprechen, meinen
meinen sie
sie einen
einenVerbundwerkstoffaus
werkstoff
aus zwei Bestandteilen: der Car
Carplus einem Kunststoff,
bonfaser plus
bonfaser
Kunststoff, in dem die
Faser eingebettet
eingebettet ist. Im Prinzip
Faser
Prinzip kann man
das mit
einem klassischen Gipsverband
das
mit einem
Gipsverband
ver$eichen: Erst
vergleichen;
Erst die
die Kombination
Kornbination aus
aus
M.ullbinde und Gips verschafft
Mullbinde
verschafftL dem Ver
VerFestigkeit und Beständigkeit
Beständigkeit. Und der
band Festigkeit
Verband ist
ist reine
Verband
reine Handarbeit.
Handarbeit. Ähnlich
Ahnlich
beim Carbon;
beim
Carbon: der
der Werkstoff
Werkstoff entsteht
entsteht durch
sogenanntes Infiltrieren
ein sogenanntes
Infiltrieren eines Carbon
Carbonfasertextils mit einem Kunststoff. Letzte
Letzte.
rer härtet aus und schafft ein formstabiles
Bauteil. Das Auslegen oder Wickeln von
Bauteil,
Carbonfasertextilien sowie das Infiltrieren
Catbonfasertextilien
Infiltrieren
mit Harzen
Harzen oder
mit
oder Kunststoffen
Kunststoffen ist
ist noch
noch viel
vielfach Handarbeit.
Handarbeit. Je nach Produktionsver
Produktionsverfahren können
können Fasem
Fasern oder Textilien schon
mit
mit Kunstharzen oder
oder Kunststoffen be
benetzt sein, so
Formgebung
so dass
dass sie nach
nach der
derFormgebung
sofort aushärten.
Fiir
FüLr Festigkeit und mechanische
mechanische Stabili
Stabili.
tät entscheidend
Ausrichtung der
entscheidend ist die Ausrichtung
Fasern im Bauteil.
Bauteil. Nur exakt in Faserlauf
Faserlauf-
richtung kanıı
kann ein Bauteil etwa Zugkräfte
Zugkräfte
optimal abpuffern. Damit betreten
optimal
betreten For
Forscher und Ingenieure
scher
Ingenieure eineneue
eine.neue Welt:
Welt Wäh
Während die bekannten
bbkannten Metallggleiäe
Metallgg[ei$e 'Eigen
Eigen-
schaften in alle Richtungéi
rñâb ,verhält
Richtungöfrhäbdfi,
ferhält
sich ein Caı
bonbauteil unterschiedlich,
Carbonbauteil
unterschi,edlich, je
es längs
nachdem, ob es
quer hlastet
längr oder
oder,que4
$lastet
wird.
wird. Die
Die Konstrukteure
Konstruldeure miissen
müsseh das
das in
ihren Computennodellen
Computermodellen berücksichtigen.
ihren
berücksichtigen.
grundDie Softvmre
Software für Crashtests muss yund
werden. Und
sätzlich neu geschrieben werden,
Und in
genau kontrolliert
der
der Produktion
Produktion muss
muss genau
werden, dass
werden,
verrutschen.
dass die Fasern
Fasern nicht
nichtvermtschen.
Wie sehr man dieses
dieses Prinzip
Prinzip der lastge
lastgerechten Rıserauslegung
die Spitze
Faserauslegung auf
aufdie
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treiFassbaender, Ent~
ben kann, zeigt Peter Fassbaender.
Entwicklungsleiter
ACC-Technologies
Wicklungsleiter von ACC
Technologies in
Sindelfingen, an
Sindelfingen.
Ketten
an einem
einim Fahrrad
Fahrrad-Ketten(siehe Bild)
blatt. Fiir
Für das
blatt,
das Kettenblatt
Keüenblatt (siehe
Bild) hat er
auf einer Vorrichtung mit Harz
imprägHarz impråg
gewickelt, dass
nierte Carbonfasern
nierte
so gewickelt,
Carbonfasern so
beim Radfahren 53
53 Zähne
Z?ihne die
Kräfte an
an die
die Kräfle
Kette weitergeben. Überall
Überall dort, wo
wo keine
keine
Kräfte wirken,
Kräfte
wirken, offenbart das
das Kettenblatt
Kettenblatt
Leerräume
teten
Leerräume zwischen
zwischen den
den ausgehär
ausgehärteten
Fasersträngen. Das
Das Bauteil wiegt
wiegt nur 30
3O
Gramm. „Das
Gramm.
Kettenblatt hat schon
schon 700
7O0
,,Das Kettenblatt
gehalteni
Kilometer
Kilometer im
im Mountainbike
Mountainbike gehalten“,
sagt
sagt Fassbaender, „und
das mit unserem
,,und das
ersten Prototypf'
Prototyp." Fiir
Für seine Funktion
F\nltion auf
der Pedalachse ist das Kettenblatt optimal
auf Zug und Druck ausgelegt. Versuchte
Versuchte
man das Carbonbauteil
Qarbonbauteil stark zu verbiegen,
könnte es
es hingegen zerbrechen wie Knä
KnäFuhrmd
Kertenblalt aus
Fahrrsd-Kettenblatt
aus Carbon
Carbon rm;
Foto: saııim
schäfer
ckebrot. Doch dazu gibt Fassbaender
Fassbaender sein
Unikat
nicht her.
Unikatnichther.
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Seele and Geist
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