Carbon erklärt #1: Herstellung, Eigenschaften, Stabilität und Haltbarkeit

Nachdem wir IBC-User mi.ro bereits zum Carbonthema interviewt und vorgestellt hatten, geht es jetzt los: Miro wird in seinem ersten Artikel rund um das Thema Carbon auf grundlegende Themen rund um den Werkstoff eingehen. Was ist eigentlich Carbon? Wie Carbon hergestellt wird, welche Eigenschaften es hat und wie man es stabil und haltbar kriegt, erklären wir euch in diesem Artikel.


→ Den vollständigen Artikel "Carbon erklärt #1: Herstellung, Eigenschaften, Stabilität und Haltbarkeit" im Newsbereich lesen

 

[stolennick]

https://www.google.de/search?q=carb...WPCeGInX6ATesIKQAQ#q=recycling+carbonfasern&*

Das ist mein Anliegen. Google hat nur ganz viel hätte, sollte & könnte ausgespuckt, aber kein Verfahren, bei dem man den Rohstoff ohne Verluste weiter nutzen kann. Liest sich zumindest so, deswegen meine Frage. Im Moment ist das für mich keine Alternative, wenn das immer noch der Realität entspricht. Asbest war ja auch mal ne Wunderfaser...

 

[Baitman]

Sorry, das ist mir zu wissenschaftlich und wirklich anstrengend zu lesen. Für Leute mit 0 Basis- und Hintergrundwissen schwierig...

 

[puitl]

Gabs hier nicht mal nen Bericht über recyclebares Carbon?
Dort wurde aber auch geschrieben das die Carbon-Matten mit einem eigenem dazu passendem Verfahren hergestellt werden.

Das muss sich also auch erst mal durchsetzen und für die jeweiligen Anwendungen passen.
Meiner Meinung nach gehört die Wiederverwendbarkeit gesetzlich verpflichtet...

 

[puitl]

Hier hab ichs:
http://www.mtb-news.de/news/2015/08/31/c8-sports-sattel-carbon-recycling/

"...an Handarbeit ist bei der Temperatur kaum zu denken..."

Also keine wirkliche Alternative für Rahmen.

 

[Oldie-Paul]

Das ist mein Anliegen. Google hat nur ganz viel hätte, sollte & könnte ausgespuckt, aber kein Verfahren, bei dem man den Rohstoff ohne Verluste weiter nutzen kann. ...

Was ist für dich der rohstoff? Die faser oder der kohlenstoff? Die faser kann nur kürzer und damit immer weniger brauchbar werden. Irgendwann ist die glasfaser kürzer länger und in der wirkung genauso gut. Und der kohlenstoff? Man kann sich aus seinem kaputten rahmen einen diamanten synthetisieren lassen und um den hals hängen.
Das problem beim recycling dürfte eher die trennung von faser- und matrixmaterial sein. Darüber habe ich mich noch nicht informiert.

 

[Deleted 326763]

Wie du davon auf

kommst ist irgendwie nicht ganz klar.

All deine Beispiele klingen so als häts bei sonstigen Rahmen auch nicht besser ausgesehen.

Und warum ich etz als Laie erkennen sollte, in wie weit eine Delle nun "fahrbar" ist oder der Rahmen nicht weiterverwendet werden kann erschließt sich mir auch nicht.

Eine Delle ist eine Delle und somit sichtbar. Du kannst entscheiden ob Du weiterfährst, das beim Hersteller begutachten läßt - wie auch immer. Bei CFK gibt es eben keine Delle. Das Versagen findet im inneren statt. Und wenn es dumm läuft, sehr spontan - sprich schlagartig. Was passiert denn bei einer Delle im Alu? Irgendwann Bilder sich ein Riß, der sich vergrößert. In der Regel nicht schlagartig.
Natürlich kann es oberflächliche Schäden geben, die auf ein Problem hindeuten. Dies muß aber nicht sein. Der Erfasser des Berichtes mi.ro weiß in dem Bericht ja auf verschiedene Möglichkeiten hin, einen Fehler zu entdecken. Wirklich sicher sind nur die aufwändigen wie Lockin Thermografie, Ultraschall usw. Siehe auch in meinem LINK zu der Firma Jostec. Auch weißt mi.ro hier in diesem Thread einen User auf die Problematik von klemmen des Rdes in einen Dachträger, mit der Gefahr der delamination. Natürlich kann man argumentieren, daß man auch einen Alurahmen so zerdrücken kann. Dann siehst Du aber den Fehler.

CFK kann schon Sinn machen im MTB. In Anbauteilen wie Hebel für die Federung oder ähnlichem. Aber sonst?
Beim Rennrad, der CC-Maschine, ok.
Aber in einem Enduro oder Freerider... wo einfach durch die Fahrweise und Einsatz Stürze vorkommen und Gleichzeitig der Rahmen aber bei 2.5-3kg liegt. Und der vielleicht auch noch lange genutzt werden soll, ich weiß nicht.

Welchen Vorteil hat den CFK? Leicht und steife Rahmen sind möglich, gut. Für die Sicherheitsreserven wird aber wieder mehr Material um eben auch dem Nutzungsverhalten gerecht zu werden. Am Schluß wiegt der CFK Rahmen auch nicht weniger, wie ein guter Alurahmen.

Bei CFK sollte man vielleicht auch an anderen Rahmenformen denken, als an Rohre.
Habe gerade eine Sandwichkonstruktion in der Hand. Ca. 3mm dick, Aluwabe zw. CFK. Bocksteif. Hier mehrere zusammengefasst ergibt eine Platte die sehr steif und stabil ist

 

[DocB]

Recycling? Thermische Verwertung! Kommt zu den abermillionen gelben Säcken in die Braunkohle...

 

[Orakel]

Meiner Meinung nach gehört die Wiederverwendbarkeit gesetzlich verpflichtet...

Wie bei Flachbildfernsehern auch. na

 

[Nash]

Also wenn ich richtig gegooglt habe, liegt die Temperatur zur Verarbeitung von CFK bei 1800Grad und mehr, während das beim Rahmenbau übliche 7005er Aluminium schon bei 660Grad formbar wird. Frästeile brauchen natürlich keine Temperatur, Schweißgeräte arbeiten mit 300A bei 230V Netzspannung.

 

[kordesh]

...Auch weißt mi.ro hier in diesem Thread einen User auf die Problematik von klemmen des Rdes in einen Dachträger, mit der Gefahr der delamination....

Das mit dem Fahrradträger war ich. Bin doch ein bisschen beunruhigt seit der Antwort von @mi.ro . Kann ich durch vorsichtiges Zusammendrücken des Unterrohres mit den Fingern einen Schaden leicht ertasten? Sobald das Material an einer Stelle weicher ist, hat sich der Verbund ja ziemlich sicher getrennt. Kann ich auch im Umkehrschluss sagen, dass wenn alles eine gleichmäßige Härte aufweist, wahrscheinlich keine Beschädigung vorliegt? Oder ist das zu simpel gedacht?
Ich weiß, dass ich jetzt bei jeder Fahrt das Unterrohr im Kopf haben werde. Eine Überprüfung des Rahmen durch eine Fachfirma (wohl so um die 150€+Porto) aufgrund einer Vermutung, lohnt aber nicht, da der Rahmen selbst sehr günstig war. Ätzend irgendwie... Da würde mir so eine einfach Überprüfung doch besser in den Kram passen

 

[-N0bodY-]

@mi.ro wird es in den noch folgenden Artikel auch einen Abschnitt bzgl. Oberflächen Behandlung/Schutz geben?

Ist bei mir gerade aktuell Thema. Da ich vor habe einen Carbon Rahmen zu entlacken.

Da gibt es glaub ich schon den ein oder anderen Mythos bzgl. Vorgehensweisen und ob "versiegelt" werden muss oder nicht.

 

[beutelfuchs]

Unterer 5-stelliger Bereich für alles was aus China kommt. Auftragsfertigung von Tools ist dort sehr viel günstiger.

Warum eigentlich, den groessten Einfluss haben doch schaetzungsweise konstant teure Maschinen- und Werkzeugkosten zur Modellierung des Tools und weniger menschliche Arbeitszeit?

 

[soil]

Ich musste auch nach der Hälfte aufhören zu lesen. Ambitioniert geschrieben. Allerdings kommen immer wieder durchaus deutsche Wörter vor, deren Bedeutung aber völlig unklar bleibt, jedoch als bekannt vorausgesetzt wird. Wenn dann der nächste Fachbegriff kommt, verstehe ich nur noch Bahnhof. Z.B. "Versagensmodell" oder "Lastfall". Unklar ist auch, warum z.B. E-Modul (was ist das?) und Zugfestigkeit die gleiche Einheit haben. Ich verstehe schon, dass man als Ingenieur seine Fachsprache hat. Das ist in der Medizin genauso. Als Erklärer muss man gewissermaßen einen Teil seiner Eitelkeit ablegen und sich auf die Sprache der Menschen herablassen. Tipp: Vergleiche mit Phänomenen des alltäglich erlebten könnten helfen, die Dinge besser zu begreifen.

 

[DyingOfTheLight]

Tja, wenn es mit dem vereinfachen immer so einfach wäre . ich bin kein Ingenieur sondern Biologe, aber irgendwann hat man einen wissenschaftlichen "Tatbestand" so weit vereinfacht dass die Aussage einfach nicht mehr richtig ist. Ich bin auch nicht der Ansicht dass man als Autor jeden Fachbegriff erklären muss. Da kann sich der geneigte Leser durchaus auch einmal selbst kundig machen. Ist heute dank Google und Co. ja wirklich kein Problem mehr. Ich hab auch ein paar Begriffe gegoogelt. Dazulernen schadet nix

Gruß
DoTL

 

[Oldie-Paul]

... Unklar ist auch, warum z.B. E-Modul (was ist das?) und Zugfestigkeit die gleiche Einheit haben. ...

Mit einem blick in wiki ist da nichts unklar. Die mechanische spannung hat die einheit kraft pro querschnittsfläche. Damit ist diese kennzeichnung der krafteinwirkung unabhängig von der größe des objektes. Zur veranschaulichung nimmt man einen draht. Bei doppeltem querschnitt ist die nötige kraft zur gleichen deformation (längenänderung) doppelt so groß. Die spannung ist damit in beiden drähten gleich.
Der E-modul ist das verhältnis von elastischer spannung zur elastischen dehnung. Die ist definiert als die längenänderung dividiert durch die ausgangslänge, stellt als eine relative änderung dar. Da längenänderung und länge die gleiche dimension haben, ist die elastische dehnung dimensionslos. Somit hat der E-modul die dimension einer elastischen spannung (z.b. N/m^2).
Die zugfestigkeit ist die maximal erreichbare elastische spannung*. Danach schnürt sich das material ein und reißt schließlich. Da die zugfestigkeit eine bestimmte elastische spannung ist, hat sie deren dimension. Der E-modul hat diese dimension, wie erwähnt, weil die elastische deformation dimensionslos ist.
*Immer bezogen auf die startdimensionen.

Was soll der arme kerl denn noch alles erklären und für jeden vorgekaut und gesüsst mit einerr persönlichen empfehlung servieren? Und das soll dann auch noch didaktisch perfekt ausgeführt sein, weil die herrschaften zu bequem sind, sich die leicht auffindbaren infos selbst zu beschaffen. Da würde ich an seiner stelle doch lieber ein lehrbuch schreiben. Das wird dann ein klassiker, bei dem auch noch ein paar € für den autor abfallen.

 

[mi.ro]

@mi.ro wird es in den noch folgenden Artikel auch einen Abschnitt bzgl. Oberflächen Behandlung/Schutz geben?

Ist bei mir gerade aktuell Thema. Da ich vor habe einen Carbon Rahmen zu entlacken.

Da gibt es glaub ich schon den ein oder anderen Mythos bzgl. Vorgehensweisen und ob "versiegelt" werden muss oder nicht.

Also das halte ich für ein riskantes Unterfangen. Eine Entfernung der Lackschicht würde ich nicht auf die leichte Schulter nehmen. Beim Schleifen oder jeglicher Art mechanischer Entfernung läufst Du Gefahr die oberste Faserlage zu beschädigen. Bei chemischer oder thermischer Entfernung wird die Matrix vermutlich schaden nehmen.
Ein Versiegeln ist nicht unbedingt notwendig es sei denn Du willst den Rahmen täglich mehrstündiger Sonneneinstrahlung aussetzen. Wobei das auch nur zu einem kosmetischen Problem führt da die UV-Strahlen nur etwa 2 Filamentstärken also 14 Mikrometer tief in die Oberfläche eindringen.

 

[Enginejunk]

Ich verstehe auch nicht wirklich warum hier an den Technischen Fachbegriffen rumgemosert wird. Da macht man halt einen 2. Tab auf und googelt dann jedes wort was man nicht versteht nach, liest sich dann ein was es bedeutet und dann versteht man auch den rest vom Text sehr gut.

Wenn man aber nach wenigen Sätzen im Text schon aufhört mit lesen, nur weil man einfache technische begriffe nicht auf anhieb versteht, na dann sorry, dann bringt einem auch jedwede erklärung nix.

Ich gehe mal davon aus das diese Themenreihe sich an diejenigen richtet die schon ein minimales grundwissen haben, und genau für diejenigen sind die verwendeten Begriffe auch geläufig.

Wer sich neu auf diesem Gebiet befindet und WIRKLICH interesse hat, dem kann ich wirklich nur empfehlen jeden begriff der unklar ist nachzulesen. Dann ergibt das ganze mühsame geschreibsel von Mi.Ro auch ein bild.
Man muss aber auch selber wollen und nich jedes einzelne wort vorgekaut bekommen. Wir sind hier nicht mehr in der Schule, hier muss man auch mal selber was machen wenn man was Lernen will.

Ich finds bis jetz klasse, weiter so.

 

[Enginejunk]

Also das halte ich für ein riskantes Unterfangen. Eine Entfernung der Lackschicht würde ich nicht auf die leichte Schulter nehmen. Beim Schleifen oder jeglicher Art mechanischer Entfernung läufst Du Gefahr die oberste Faserlage zu beschädigen. Bei chemischer oder thermischer Entfernung wird die Matrix vermutlich schaden nehmen.
Ein Versiegeln ist nicht unbedingt notwendig es sei denn Du willst den Rahmen täglich mehrstündiger Sonneneinstrahlung aussetzen. Wobei das auch nur zu einem kosmetischen Problem führt da die UV-Strahlen nur etwa 2 Filamentstärken also 14 Mikrometer tief in die Oberfläche eindringen.

wie würde das kosmetische problem aussehen? bzw., wie erkennt man ob ein roher rahmen schon lange unter UV-strahlen gelitten hat?

 

[bastea82]

weil die herrschaften zu bequem sind, sich die leicht auffindbaren infos selbst zu beschaffen

Das ist doch leider heutzutage Usus. Lieber im Forum fragen und andere die Arbeit machen lassen, als mal selbst zu suchen.

Btt
Wie ist eigentlich die UV Beständigkeit der Matrix einzustufen? Mit Lack, ohne Lack?
Könnte man feststellen, welche Fasern benutzt wurden?

 

[soil]

Tja, wenn es mit dem vereinfachen immer so einfach wäre . ich bin kein Ingenieur sondern Biologe, aber irgendwann hat man einen wissenschaftlichen "Tatbestand" so weit vereinfacht dass die Aussage einfach nicht mehr richtig ist. Ich bin auch nicht der Ansicht dass man als Autor jeden Fachbegriff erklären muss. Da kann sich der geneigte Leser durchaus auch einmal selbst kundig machen. Ist heute dank Google und Co. ja wirklich kein Problem mehr. Ich hab auch ein paar Begriffe gegoogelt. Dazulernen schadet nix

Gruß
DoTL

Mit einem blick in wiki ist da nichts unklar. Die mechanische spannung hat die einheit kraft pro querschnittsfläche. Damit ist diese kennzeichnung der krafteinwirkung unabhängig von der größe des objektes. Zur veranschaulichung nimmt man einen draht. Bei doppeltem querschnitt ist die nötige kraft zur gleichen deformation (längenänderung) doppelt so groß. Die spannung ist damit in beiden drähten gleich.
Der E-modul ist das verhältnis von elastischer spannung zur elastischen dehnung. Die ist definiert als die längenänderung dividiert durch die ausgangslänge, stellt als eine relative änderung dar. Da längenänderung und länge die gleiche dimension haben, ist die elastische dehnung dimensionslos. Somit hat der E-modul die dimension einer elastischen spannung (z.b. N/m^2).
Die zugfestigkeit ist die maximal erreichbare elastische spannung*. Danach schnürt sich das material ein und reißt schließlich. Da die zugfestigkeit eine bestimmte elastische spannung ist, hat sie deren dimension. Der E-modul hat diese dimension, wie erwähnt, weil die elastische deformation dimensionslos ist.
*Immer bezogen auf die startdimensionen.

Was soll der arme kerl denn noch alles erklären und für jeden vorgekaut und gesüsst mit einerr persönlichen empfehlung servieren? Und das soll dann auch noch didaktisch perfekt ausgeführt sein, weil die herrschaften zu bequem sind, sich die leicht auffindbaren infos selbst zu beschaffen. Da würde ich an seiner stelle doch lieber ein lehrbuch schreiben. Das wird dann ein klassiker, bei dem auch noch ein paar € für den autor abfallen.

Ihr selbst gebt die perfekten Beispiele für didaktische Fehlleistungen. Das ist das, was Ihr schreibt. Was Ihr meint, ist: "du bist nicht nur blöd, sondern auch faul". Geht also auch viel einfacher. Und selbst ich habe es dann verstanden. Oder wie irgendein kluger Mensch mal sagte: Die Essenz der Dummheit ist nicht das Nichtwissen sondern das Nichtwissenwollen.
Nun, was spricht also dagegen, direkt bei Wikipedia zu lesen und dies hier dem erlauchten Kreis der Physik-Nobelpreisträger zu überlassen?

 

[soil]

Das ist doch leider heutzutage Usus. Lieber im Forum fragen und andere die Arbeit machen lassen, als mal selbst zu suchen.

Btt
Wie ist eigentlich die UV Beständigkeit der Matrix einzustufen? Mit Lack, ohne Lack?
Könnte man feststellen, welche Fasern benutzt wurden?

Wohl zu faul zum Googlen, oder was?

 

[bastea82]

Wenn ich manche Begriffe oder Zusammenhänge nicht begreife, dann versuche ich mich erstmal selbst zu informieren und pisse nicht die Autoren an.

Wohl zu faul zum Googlen, oder was?

War mir klar, dass das kommt, aber die Frage ist nicht so einfach zu beantworten wie das Thema E-modul und Zugfestigkeit. Da geht es mehr um Erfahrungen aus erster Hand, als um banale physikalische Zusammenhänge. Versteht nur nicht jeder.

 

[soil]

Wenn ich manche Begriffe oder Zusammenhänge nicht begreife, dann versuche ich mich erstmal selbst zu informieren und pisse nicht die Autoren an.

Wo habe ich auf einen Autor uriniert?

War mir klar, dass das kommt, aber die Frage ist nicht so einfach zu beantworten wie das Thema E-modul und Zugfestigkeit. Da geht es mehr um Erfahrungen aus erster Hand, als um banale physikalische Zusammenhänge. Versteht nur nicht jeder.

Dann beneide ich Dich nicht nur um Deinen IQ, sondern auch um Deine hellseherischen Fähigkeiten.

 

[Nose]

Sorry, das ist mir zu wissenschaftlich und wirklich anstrengend zu lesen. Für Leute mit 0 Basis- und Hintergrundwissen schwierig...

ja, das ist auch mein motto. den berg da hochfahren? wirklich anstrengend, ich bleib lieber unten.
bin dann mit dem lift hochgefahren. jetzt steh ich oben, seh die abfahrt. schaut schwierig aus.

bin jetzt mit dem lift wieder runter gefahren.

 

[bastea82]

Das hat weniger mit IQ zu tun, mehr mit wollen und der persönlichen Einstellung, sich auch mal Wissen anzueignen. Stattdessen wird sich beschwert, dass man es nicht mundgerecht serviert bekommt.

Nun, was spricht also dagegen, direkt bei Wikipedia zu lesen und dies hier dem erlauchten Kreis der Physik-Nobelpreisträger zu überlassen?

Ja, was spricht denn dagegen, sich selbst einzulesen?