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


 
... bedeutet das Alunippel in Carbonlaufrädern, nicht so gut?
Genau das bedeutet es... allerdings sind die Alunippel einerseits eloxiert und die Eloxalschicht leitet im Idealfall keinen Strom und zweitens sollte bei sinnvoller Auslegung der Felge eine art Harzring bzw. ein Glasfaserring um den Nippel angeformt sein damit keine leitende Verbindung entsteht.
 

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Re: Carbon erklärt #1: Herstellung, Eigenschaften, Stabilität und Haltbarkeit
... bedeutet das Alunippel in Carbonlaufrädern, nicht so gut?
bedingt gut. Die Nippel sind ja eloxiert. Wenn ich mir überlege, dass das Eloxal wenige 1000stel stark ist und das einzige Bollwerk zwischen dem gefräßigen Carbon und dem Aluminium ist, wundert es mich sehr wie selten es zu "Nippelfraß" kommt. Vielleicht werden die Edellaufräder selten bei schlechtem Wetter ausgeführt-
 
Tolle Artikel, bin gespannt auf die Folgenden!

Für aussagekräftige Bider und Erklärungen empfehle ich den Instagram Account und Youtube-Kanal eines Australiers, der sich hauptsächlich mit der Analyse der Fertigungsqualität und den Ursachen von Schäden von CFK-Teilen aus der Fahrradindustrie befasst. Zahlreiche an den neuralgischen Stellen aufgeschnittene Carbonrahmen zu bewundern, Korrosionstest an Alunippel/Carbonfelge, ENVE-Felge verglichen mit China "noname" Felge etc. :)
 
Zuletzt bearbeitet:
Bitte lass dir nichts erzählen. Super Artikel. Und wer deine Ausführungen nicht versteht, sollte halt mal Begriffe nachschlagen, statt Bildzeitungsniveau zu verlangen!

Sensationell guter Beitrag und eine echte Wohltat nach einer Menge sehr flacher Artikel der letzten Monate. Bitte mehr davon.

Bei vielen Artikeln wird der dürftige Anspruch bemängelt. Kommt dann etwas Spezifischeres, nörgelt die andere Fraktion!
 
Ihr könnt Euch gerne ausführlich mit dem Thema Carbon befassen... ich geh jetzt biken :lol:
 
Zuletzt bearbeitet von einem Moderator:
Sehr guter Artikel.
Dass der Artikel bei vielen Lesern Verständnisprobleme hervorrufen wird, habe ich mir beim Lesen gedacht. Aber man kann im Rahmen eines Artikels nicht jeden Fachbegriff erklären. Vereinfacht man, besteht immer die Gefahr, dass vieles falsch verstanden wird, was zahlreiche Artikel in MTB-Zeitschriften belegen. Der Verfasser muss sich also eine Zielgruppe suchen. In diesem Falle sind das Leser mit etwas Hintergrundwissen. Ich finde es gut, denn die stark vereinfachten Artikel gibt es schon genug.
Ich bin schon gespannt auf den nächsten Teil.
 
Leichtbau ist die Zukunft und hat noch ein riesiges Potential!

Vielen Dank für diesen tollen Artikel und bitte verfasst noch viel viel mehr Artikel in diesem Stil!
Einige Leser werden evtl. überhauft worden sein mit den zahlreichen Fachbegriffen und Details - dem praxisorientierten und bikenden Maschinenbauer geht hier und leider sonst viel zu selten das technische Herz auf :))

Gruß Sebastian
 
Genau das bedeutet es... allerdings sind die Alunippel einerseits eloxiert und die Eloxalschicht leitet im Idealfall keinen Strom und zweitens sollte bei sinnvoller Auslegung der Felge eine art Harzring bzw. ein Glasfaserring um den Nippel angeformt sein damit keine leitende Verbindung entsteht.
kennst Du einen, der diesen Ring legt? Viele Hersteller bohren ja sogar noch die Löcher. Was etwas bringt ist feuchtigkeit verdrängendes Fett beim Einbau verwenden. Die Nippel sollten dann aber gegen die Speichen mit Schraubensicherung gesichert werden.
Danke für den Artikel!
Als Komplett-Laie hab ich jetzt nicht verstanden, aus was diese Kohlenstoff-Filamente gewonnen werden? Ist die Grundbasis Erdöl?
Ja. Propen ist der Grundstoff. Aus dem wird zunächst Acrylnitril und dann Polyacrylnitril hergestellt .
 
Sehr schöner Erstbeitrag, danke! bin gespannt auf die Fortsetzung.

Dass es nicht so einfach ist, an alle mögliche Belastungen zu denken zeigt der Ruckruf der Wolf gabeln vor einige Jahren:

"Though the fork passes US and international standards, this particular problem was not uncovered during those standard tests and the fork only showed this weakness in the field, typically after being damaged. After much work, we did develop a new test protocol that was able to replicate the same failure mode as seen in the field. If the fork steerer is damaged by impact (eg. by a crash, a fall from a roof rack, or another impact) then the damage may progress very quickly during use to complete separation."

Anderes Beispiel: https://www.pinkbike.com/video/463858/
 
kennst Du einen, der diesen Ring legt? Viele Hersteller bohren ja sogar noch die Löcher. Was etwas bringt ist feuchtigkeit verdrängendes Fett beim Einbau verwenden. Die Nippel sollten dann aber gegen die Speichen mit Schraubensicherung gesichert werden.

Ja. Propen ist der Grundstoff. Aus dem wird zunächst Acrylnitril und dann Polyacrylnitril hergestellt .
Danke dir!:daumen:
 
Super Arikel, wobei es wohl nicht für jeden verständlich ist. Ich komme jedenfalls mit dieser wissenschaftlichen Art des Artikels gut zurecht, habe allerdings auch mal Maschinenbau anstudiert^^ Ich würde mich freuen, wenn du den Carbonramen im direkten Vergleich mit einem Aluramen betrachtest, also wie groß die Unterschiede im Bereich der Belastungsgrenzen aussehen, wieso ein Carbonramen mehr Kräfte aushält und wie viel das mehr ist. Und wie ist das wissenschaftlich zu begründen, dass ich das Gefühl habe, dass der Carbonramen mehr Schwingungen schluckt, sich also harmonischer fahren lässt.
Danke für deinen Artkel! Bitte weitere folgen lassen :daumen:
 
So interessant die Grundlagen und diese Diskussion auch sind:
Bei Licht betrachtet kaufen Carbon-Fans schlicht und einfach Image (zB Santa Cruz) oder günstig (zB bei AliExpress).
Manche bevorzugen UD oder 3K, glossy oder matte - das war es idR aber auch schon mit der Technologie...
:lol:
 
Zuletzt bearbeitet:
Und wie ist das wissenschaftlich zu begründen, dass ich das Gefühl habe, dass der Carbonramen mehr Schwingungen schluckt, sich also harmonischer fahren lässt.
Danke für deinen Artkel! Bitte weitere folgen lassen :daumen:
Metalle (hochfeste) haben ein sehr geringes dämpfungsverhalten. Kunststoffe (polymere) haben generell ein merkliches bis sehr starkes dämpfungsverhalten. Bei einem faserverbundstoff ist es im wesentlichen die matrix, also z.b. das epoxi, das die dämpfung verursacht.
 
Super Informationsgehalt, aber der Artikel leidet unter den gleichen Problemen, wie wenn ich so etwas schreiben müsste: Einleitung und Ausleitung aus dem jeweiligen Themenkomplex werden auf das allernötigste beschränkt und vermeintlich triviale Grundlagen als den Leser langweilend vorausgesetzt.
So etwas stelle ich immer wieder fest wenn ich meine Dokumentationen drei Monate nach dem Schreiben noch einmal lese.

Teilweise hatte ich den Eindruck es fehlt die Beschreibung der Problemstellung für die jetzt eine technischer Hintergrund erläutert wird, zum Beispiel beim Thema Kontaktkorrosion: Das könnte man doch einleiten mit einem Satz wie: "Da Kohlenstoff in Form von Graphit, im Gegensatz zu Diamant, elektrisch leitfähig ist kann es in Situationen, wo ein Carbon Bauteil mit einem anderen Leitfähigen Bauteil (z.B. Speichennippel) und einem Elektrolyt (z.B. Regenwasser), in Kontakt kommt, zur Bildung eines Galvanischen Elements kommen. (Vergleiche: Zink/Kohle Batterie, Opferanode in der Heizung oder am Schiff)". Fazit: Aluminium und Stahl könnten hier Korrosionsprobleme bekommen, umgangssprachlich beschrieben "wegrosten".

Aluminium oder Stahl sollte daher unbedingt in Glasfaser einlaminiert und somit vor dem direkten Kontakt mit dem Carbon geschützt werden. Die Geometrie sollte so gewählt werden, dass die Einleitung der Kraft in das CFK-Bauteil großflächig erfolgt. E-Modul Sprünge sind durch Messerkanten zu entschärfen.
Wo ich gerade schon in dem Block bin: Ach hier wäre ein Absatz zwischen dem "chemischen" Problem Korrosion und dem mechanischen Problem "wie lege ich den Kraftfluss zwischen Carbon und dem anderen Bauteil aus" für das Verständnis doch sehr förderlich ;-)
 
Wo ich gerade schon in dem Block bin: Ach hier wäre ein Absatz zwischen dem "chemischen" Problem Korrosion und dem mechanischen Problem "wie lege ich den Kraftfluss zwischen Carbon und dem anderen Bauteil aus" für das Verständnis doch sehr förderlich ;-)
Vielleicht auch ein hinweis auf das generelle problem, kräfte in die fasern eines faserverbundwerkstoffes einzuleiten. Was nützt der schönste hohe e-modul bei geringer masse, wenn er nicht zum tragen kommt?
Gesagt wurde: Ein einfacher Lastfall, also zum Beispiel Biegung, löst aber leider schon mal Druck aus.
Tatsache ist, dass eine biegung immer eine zug- und eine druckkomponente enthält. Das betrifft die einzelne faser, ein faserbündel als auch das gesamte daraus hergestellt rohr. Einem ingenieur ist das natürlich selbstverständlich.
 
Auch ein Laie wird wohl erkennen können wenn man ihm ein Bild mit einem geknicktem Rohr vorsetzt, dass dieses Außen gedehnt (also auf Zug) und Innen gefalten (auf Druck) wird. Vielleicht erklären bessere Bilder im Artikel auch mehr als tausend Worte.

Jedenfalls sollte man hier nicht von oben herab Argumentieren dass sich manche User Themen widmen sollten die sie eher verstehen. Schließlich sollte man sich auch überlegen wo diese Artikelserie veröffentlicht wird. Und man will ja schließlich die große Mehrheit ansprechen und nicht das Klientel das dieses Thema sowieso schon kapiert.
 
"Tiefe Lackkratzer untersuchen. Ist die erste Schicht Carbon angekratzt, weg damit!"

jahaa, ich weiß, dass mein Rennrad Carbonrahmen seit dem Kettenklemmer eigentlich repariert werden oder in den Müll wandern sollte aber er hält doch noch und macht keine Geräusche oderso :heul:
 
Schließlich sollte man sich auch überlegen wo diese Artikelserie veröffentlicht wird. Und man will ja schließlich die große Mehrheit ansprechen und nicht das Klientel das dieses Thema sowieso schon kapiert.
Und das heißt? Woran erkennt der autor das niveau derjenigen, die dieses thema anclicken? Das schöne ist ja, dass er auf fragen eingeht. Aber dann wird immer noch gepostet, dass man das bitte in drei sätzen unter vermeidung von fachbegriffen (aber beliebig vielen szenenidioms) vollständig verständlich erklären soll.
 
Ein sehr schöner Bericht, aber eigentlich ein Plädoyer gegen Verwendung von Carbon im Fahrradbau.

Du beschreibst sehr schön, daß ein Materialgerecht Konstruierter und gefertigter Rahmen eine sehr hohe Toleranz gegenüber Beschädigungen aufweist. Nur der Nachweis, daß die Schädigung stattgefunden hat ist recht hoch. Rahmen strippen für "Geräuschtest", Rißfarbe usw.
Das Problem ist doch, wie robust legt man den Rahmen aus, bzw. muß ihn auslegen, damit er alle Eventualitäten abdeckt. Ein Beispiel aus, meiner, Praxis.
Bei einem Sturz schlägt der Rahmen auf einem scharfen Kante auf. Hohe Kräfte auf kleiner Fläche. Der Alurahmen hat eine Beule, ist aber fahrbar. Der Carbonrahmen muß sehr genau betrachtet werden und landet mit guter Wahrscheinlichkeit im Sondermüll. Es sei denn, es ist ein sehr massiver DH-Rahmen. Da mag es anders aussehen.
Also zum Beispiel ein LV 301 in Carbon mit 2200gr Rahmengewicht und kein Demo mit über 3kg.

Und das ist doch das schöne am Alu, man sieht sofort, praktisch auf den ersten Blick den Defekt.
Der Knackpunkt ist doch auch, daß recht wenige Fahrradbauteile wirklich gut Konstruiert sind für dieses Material. Was natürlich nicht das Problem des Materials ist.

Ich selber hatte schon vor "Jahrzehnten" die weltweit ersten Carbonräder und Monocoque im Motorrad. Und kann mich noch gut erinnern, wie oft ich bei einem deutschen Felgenhersteller war, um regelmäßig meine Felgen dort in der Röhre zu überprüfen. Und in meiner Tätigkeit im nichtzivilen Beriech sehe ich welchen Aufwand die Kollegen in der Mechanik betrieben. Eine Prüfungsart wäre ja auch noch die Lockin Thermografie. Ist aber wohl bei Bikes eher theoretischer Natur.

Mit Sicherheit brauchts solche Experten wie Dich im Fahrradbereich, damit Carbon wirklich seine Vorteile ausspielen kann. Aber ob ein klassischer Diamantrahmen mit Rohren das Ideal ist?

Achja, schön wäre auch noch ein Blick in Richtung Fertigungsverfahren, die aus der Textilforschung kommen als Alternative zum legen von Fasermatten
 
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