Vorteile von Kohlefaserrohren

Die vielseitigen Vorteile von Carbonrohren sind nicht zu übersehen. Die Kombination aus Leichtigkeit, Stärke, Langlebigkeit und Anpassungsfähigkeit macht sie zu einer idealen Wahl für zahlreiche High-Tech-Anwendungen.

Leichtgewicht: Kohlefaserrohre haben eine sehr hohe Festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht. Sie sind deutlich leichter als Metallrohre, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen Gewichtseinsparung entscheidend ist — wie beispielsweise im Flugzeugbau oder im Motorsport.

Korrosionsbeständigkeit: Im Gegensatz zu Metallen, sind Kohlefaserrohre extrem resistent gegen chemische Einflüsse und Witterung. Dadurch eignen sie sich besonders für den Einsatz in aggressiven Umgebungen und im Außenbereich.

Hohe Steifigkeit und Festigkeit: Trotz ihres geringen Gewichts sind Kohlefaserrohre äußerst fest und widerstandsfähig. Sie bieten eine hervorragende strukturelle Integrität und halten hohen Belastungen stand.

Einfache Anpassbarkeit: Carbonrohre werden in verschiedenen Größen und Formen hergestellt und lassen sich an spezifische Anforderungen anpassen. Diese Flexibilität in der Herstellung ermöglicht maßgeschneiderte Lösungen für unterschiedliche Anwendungen.

Thermische Stabilität: Kohlefaserrohre weisen eine sehr niedrige thermische Ausdehnung auf. Sie behalten sogar bei häufigen Temperaturschwankungen ihre Form und Struktur bei. Dies ist besonders in präzisen technischen Anwendungen von Vorteil.

Ästhetik: Neben ihren funktionalen Vorteilen haben Carbonrohre auch eine ansprechende, moderne Optik. Die charakteristische, gewebeartige Struktur verleiht ihnen ein hochwertiges Aussehen.

Eigenschaften des Carbon-Rohres

Je nach Herstellart, Faserart und Faserorientierungen kann ein Carbon-Rohr torsionsstabil und/oder zug-/druckstabil und/oder biegesteif sein. Weitere Eigenschaften des CFK-Rohres sind:

• Ultraleicht mit geringen Toleranzen im Innen- und Außendurchmesser


• Geringe Dichte


• Glänzende Oberfläche und ggf. sichtbare Gewebestruktur für ansprechende Optik


• Nicht korrosionsanfällig


• Hohe Eigenfrequenz und starke Vibrationsdämpfung


• Röntgentransparenz

Was Sie über unsere Carbonrohre wissen sollten

Kohlefaserrohre (Carbonrohre) sind zylindrische Bauteile, die aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) bestehen. Die Rohre werden hergestellt, indem die extrem starken und leichten Kohlefasern in eine Matrix aus Kunstharz eingebettet werden. Dieser Verbundwerkstoff wird anschließend in die gewünschte Rohrform gebracht und ausgehärtet. Die Eigenschaften der Kohlefaser machen Carbonrohre ideal für den Einsatz in der Luftfahrt, im Motorsport, in der Robotik und anderen Bereichen, in denen hohe Leistungsanforderungen bestehen.

Maße: Unsere Carbonrohre sind in verschiedenen Längen erhältlich — bis 6000 Millimeter. Die Wandstärken betragen typischerweise 0,5 bis 4,0 Millimetern und die Außendurchmesser von 1,0 bis 80,0 Millimetern. Toleranzen sind bis 0,01 Millimeter realisierbar. Darüber hinaus bieten wir auch maßgeschneiderte Carbonprodukte an.

Werkstoffeigenschaften: Carbonrohre sind extrem leicht, was sie ideal für Anwendungen macht, bei denen Gewicht eine wesentliche Rolle spielt. CFK hat eine sehr hohe Zugfestigkeit und ist steifer als viele Metalle. Carbonrohre sind unempfindlich gegenüber den meisten Chemikalien und korrodieren nicht. Sie weisen zudem eine geringe thermische Ausdehnung auf und sind temperaturbeständig, wobei sie allerdings in extremen Hitzeumgebungen durchaus beschädigt werden können.

Oberflächenbeschaffenheit: Viele Carbonrohre haben eine glatte, glänzende Oberfläche. Erhältlich sind auch matte Oberflächen, die weniger anfällig für Kratzer sind. Außerdem gibt es texturierte Oberflächen, bei denen die charakteristischen Gewebestrukturen der Kohlefasern sichtbar sind.

Elektrische Leitfähigkeit: Kohlefaser ist elektrisch leitfähig, was in bestimmten Bereichen wichtig ist.

Schwingungsdämpfung: Carbonrohre können Schwingungen gut dämpfen, weshalb sie in der Automobil- und Luftfahrtindustrie gefragt sind.

Anpassbarkeit: Die Rohre können durch Zuschnitt, Kleben oder Verschrauben leicht an individuelle Anforderungen angepasst werden, was sie im Modellbau beliebt macht.

Wie wird das CFK-Rohr verarbeitet?

Carbonrohre werden auf verschiedene Weise verarbeitet. Die Verfahren-Unterschiede ermöglichen die Herstellung von Carbonrohren mit spezifischen mechanischen und physikalischen Eigenschaften, die den Anforderungen verschiedener industrieller Anwendungen gerecht werden.

Ein Carbon-Rohr kann auf unterschiedliche Arten gefertigt werden:

• Prepreg-Wickeltechnik


• Pultrusion


• Pullwinding und/oder


• Pullbraiding

Das Prepreg-Wickelverfahren hat einen hohen Anteil an Handarbeit. CFK-Rohre mit dem Prepreg-Wickelverfahren sind bis maximal 2500 Millimeter Länge herstellbar.

Pultrusion, Pullwinding und Pullbraiding sind Endlosprozesse; so können Carbon-Rohre in beliebigen Längen bis circa 10 Meter gefertigt werden.

Die Bearbeitung eines Carbon-Rohres kann durch die CTG GmbH nach Datensatz angeboten werden. Wir liefern CFK-Rohre und weitere Halbzeuge aus Kohlefaser ab 1 Stück bis zur Groß-Serie. Carbon-Rohre sind eine echte Alternative zu Stahl- oder Aluminium-Rohren.

Herstellung im Prepreg-Wickelverfahren

Bei diesem Verfahren werden vorimprägnierte Kohlefasermatten, sogenannte Prepregs, um einen zylindrischen Kern gewickelt. Diese Prepregs enthalten bereits das Harzsystem, das später durch Erwärmung aushärtet. Nach dem Wickeln wird das gewickelte Rohr in einem Autoklaven oder Ofen erhitzt, wodurch das Harz aushärtet und das Rohr seine endgültige Form und Festigkeit erhält.

Herstellung im Pultrusionsverfahren

Hierbei werden trockene Kohlefasern durch ein Harzbad gezogen und anschließend durch eine beheizte Form (Matrize) gepresst. In der Matrize härtet das Harz aus, und das Material nimmt die Form eines Rohres an.

Herstellung im Pullwindingverfahren

Ähnlich dem Pultrusionsverfahren werden Kohlefasern durch ein Harzbad geführt, aber zusätzlich werden die Fasern vor dem Eintritt in die Matrize schräg um den Kern gewickelt. Dies verleiht dem Rohr eine zusätzliche Torsionsfestigkeit.

Herstellung im Pullbraidingverfahren

Dieses Verfahren ähnelt dem Pullwindingverfahren, aber anstelle von Wickeln wird das Rohrgeflecht durch eine Flechtmaschine erzeugt, welche die Fasern in einem gekreuzten Muster um den Kern legt. Das geflochtene Material wird dann durch eine mit Harz getränkte Form gezogen und ausgehärtet.

Carbon-Rohr: Anwendungsbereiche und Beispiele

Das extreme Leichtbaupotenzial der Carbon-Rohre kann für vielfältige und außergewöhnliche Projekte genutzt werden:

Carbon-Rohre können auf enge Toleranzen z.B. h7 geschliffen oder poliert werden; solche Präzisionswellen oder Kohlefaserwellen werden z. B. als Linearführungen eingesetzt.

• Ein auf Hochglanz lackiertes Carbon-Rohr kommt in Design-Anwendungen zur Geltung.


• Ein Carbon-Rohr ist resistent gegen beispielsweise Flusssäure und wird daher in der Waverindustrie eingesetzt.

Nachfolgend haben wir die verschiedenen Anwendungsbereiche und einige dazugehörige Beispiele aufgelistet:

Luft- und Raumfahrt: Strukturbauteile, beispielsweise für Flugzeugflügel und Satellitenkomponenten.

Automobilindustrie: Fahrwerks- und Antriebskomponenten, etwa Antriebswellen und Stoßdämpfer und Motortechnik.

Sportgeräte: Fahrräder, Golfschläger, Angelruten, Skistöcke.

Medizintechnik: Prothesen, Orthesen, chirurgische Instrumente.

Robotik: Leichte, steife Strukturbauteile für Roboterarme.

Bauwesen: Verstärkung von Beton, Brückenträgern und anderen Strukturen.

Marine: Mastbäume und Rümpfe für Hochleistungssegelboote.

 

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