Basiswissen Carbon

Carbon zählt zu den sogenannten Faserverbundwerkstoffen, die sich dadurch auszeichnen, dass sie, vergleichbar mit Stahlbeton, aus mehreren, miteinander verbundenen Komponenten bestehen, welche sich durch ihre unterschiedlichen Materialeigenschaften optimal ergänzen.

Faserverbundwerkstoffe bestehen grundsätzlich einerseits aus einer Bettungsmasse, auch als Matrix bezeichnet, und andererseits verstärkenden Fasern. Als Bettungsmasse werden oft Kunstharze verwandt, aber auch Keramik oder Thermoplaste können zum Einsatz kommen.

Typische Verstärkungsfasern sind Glasfasern, Aramidfasern oder Kohlenstofffasern. Um Carbon, oder genauer Kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK), herzustellen, werden, wie der Name bereits vermuten lässt, Kohlestofffasern in eine Kunststoffmatrix eingebettet.

Durch das Einbetten oder Laminieren der Faser in die Matrix entsteht die Laminateinzelschicht. Je nachdem, welchen Beanspruchungen der Werkstoff später stand halten sollen, werden mehrere Laminateinzelschichten zu unterschiedlichen Schichtaufbauten übereinander laminiert.

Man unterscheidet dabei den uni-, bi- und multidirektionalen Schichtaufbau, je nachdem, ob alle Fasern in der gleichen Richtung, in zwei Richtungen oder in alle Richtungen verlaufen. Welcher Schichtaufbau gewählt wird, hängt davon ab, welche Kräfte später auf die Fasern einwirken werden.

Das Werkstück muss nicht nur aushärten, sondern zeitgleich auch gespresst werden, um eine besonders hohe Stabilität zu gewährleisten. Zuletzt lässt es sich auf verschiedenste Arten bearbeiten. Dazu gehören folgende Möglichkeiten: Bohren, Fräsen, Sägen, Schleifen, Lasern, Drehen, Verkleben und Wasserstrahlschneiden.