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Anstelle von Glasfasern werden für besondere Anwendungen Kohlefasern (Carbon-Fasern, C-Fasern) als Armierung in die Profile eingezogen. Als Matrix wird vorwiegend Epoxydharz verwendet.

Der grösste Unterschied in den Eigenschaften von Kohlefaser-Profilen (CFK) im Vergleich zu den Glasfaser-Profilen (GFK) ist die viel höhere Steifigkeit (längs).

Durch den wesentlich höheren Preis ist  der Einsatz-Bereich noch immer begrenzt auf Hightech-Anwendungen im Bereich Medizinaltechnik, Roboter, Textilmaschinen, Sportgeräte, Automobil- und Flugzeugtechnik etc.

Die heute verwendeten  Kohlenstoff-Fasern werden hauptsächlich mit den Ausgangsmaterialien Polyacrylnitrilfasern (PAN) oder regenerierte Cellulose (Reyon) hergestellt. In einem mehrstufigen Verfahren werden diese sog. Pre-Curser zuerst stabilisiert und dann bei über 1000°C carbonisiert.

Die End-Temperatur dieses Prozesses bestimmt den C-Faser-Typ:
> HT-Faser (Hochfestigkeitsfaser): bei 1200°C bis 1450 °C
> HM-Faser (Hochmodulfaser):      bis 2500 °C.

Eine Schlichte, vorwiegend auf Epoxy-Basis, schützt die brüchigen Fasern vor Beschädigungen und erleichtert die spätere Verarbeitung. Nebst den grossen Vorteilen der sehr hohen (Längs-)Steifigkeit muss beachtet werden, dass die C-Fasern senkrecht zur Faserlängsachse wesentlich andere Festig-
keitswerte aufweisen, bedingt durch den strukturellen Aufbau der Faser.
Auch andere physikalische Eigenschaften wie z.B. die Wärmeleitfähigkeit oder das Wärmedehnverhal-
ten zeigen deutliche Unterschiede. Zudem: durch die Kohlefaser werden die CFK-Profile oder -Bauteile elektrisch leitend !

Ausser einem begrenzten Standard-Programm an (kleinen) Rohren, Stäben und Platten sind Halb-
Fabrikate und Bauteile aus Kohlefaser-Epoxy in der Regel aus Sonderfertigung erhältlich.
Wir fertigen Profile und Bauteile mit höchster Präzision, wenn nötig im Hunderdstel-Bereich.

 

 Materialeigenschaften Uebersicht und Vergleich
 Nachfolgend werden die mechanischen Eigenschaften von zwei Kohlefaser-Profil-Qualitäten mit

 Glasfaserverstärkten Profilen verglichen:

 Qualität> Kohlefaser-Epoxy Kohlefaser-Epoxy Glasfaser-Polyester
  Unidirektional 80%= / 20%+ / -6 Rovings + Matte
 Eigenschaft: (HT-Faser) (HMHT-Faser) (E-Glas)
 Fasergehalt Gew.% 68 68 60
 Dichte g/cm3 1,55 1,54 1,76
 Zugfestigkeit MPa 1750 670 320
 Zug-E-Mod. GPa 140 200 20
 Reissdehung % 1,60 1,00 3,70
 Biegefestigk. MPa 1550   320
 Biege-E-Mod. GPa 120 190 19
 Diese Werte wurden Probekörpern gemessen und miteinander verglichen und gelten als Richtwerte)
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