Wie Carbonfaserrohre hergestellt werden

Carbonfaserrohre sind ideal für Hobby- und Industrieprofis. Durch die Steifigkeit der Carbonfasern kann eine extrem steife und dennoch leichte Rohrstruktur in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.

Kohlefaserrohre können Stahl ersetzen, aber meistens ersetzt sie Aluminium. In vielen Fällen kann ein Kohlefaserrohr ein Drittel eines Aluminiumrohrs wiegen und dennoch die gleichen oder bessere Festigkeitseigenschaften aufweisen. Aus diesem Grund finden sich kohlefaserverstärkte Rohre häufig in Anwendungen, bei denen geringes Gewicht von entscheidender Bedeutung ist, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, bei Rennwagen und im Freizeitsport.

Die gebräuchlichsten Formen von Carbonfaser-Rohrprofilen sind Quadrate, Rechtecke und runde Profile. Die rechteckigen und quadratischen Profile werden üblicherweise als "Kastenbalken" bezeichnet. Kohlefaser-Kastenträger verleihen einer Struktur eine hervorragende Steifigkeit und simulieren zwei parallele I-Träger.

Carbon Fiber Tube Anwendungen

Bei Anwendungen, bei denen das Gewicht von entscheidender Bedeutung ist, ist die Umstellung auf Kohlefaser von Vorteil. Im Folgenden sind einige der häufigsten Verwendungen von Kohlefaserrohren aufgeführt:

• Träger und Holme für die Luft- und Raumfahrt
• Formel 1 Strukturbauteile
• Pfeilschäfte
• Fahrradschläuche
• Kajakpaddel

Herstellung von Carbonfaserrohren

Hohle Verbundstrukturen können schwierig herzustellen sein. Dies liegt daran, dass sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite des Laminats Druck ausgeübt werden muss. In den meisten Fällen werden Carbonfaserrohre mit durchgehendem Profil entweder durch Pultrusion oder durch Wickeln von Filamenten hergestellt.

Pultrudierte Rohre sind bei weitem die kostengünstigste Methode zur Herstellung kontinuierlicher Verbundprofile. Beim Pultrudieren eines Hohlrohrs ist ein "Schwimmdorn" erforderlich. Ein verchromter Stahlstab ist fest an der Seite der Matrize angebracht, an der das Rohmaterial eintritt. Das Montagematerial ist so weit entfernt, dass die imprägnierte Faser beim Eintritt in die Düse nicht beeinträchtigt wird.

Der Abstand zwischen Dorn und Matrize bestimmt die Wandstärke des Kohlefaserrohrs.

Das Pultrudieren von Kohlefaserrohren ermöglicht die Herstellung von Rohren mit nahezu beliebiger Länge. Der Transport der Röhre ist in der Regel die Längenbeschränkung. Bei der Pultrusion verläuft der größte Teil der Faser in Rohrrichtung. Dies erzeugt eine Röhre mit einer enormen Steifigkeit, aber nicht viel Umfangsfestigkeit oder Querrichtungsfestigkeit.

Gewickelte Carbonfaser-Röhren

Für erhöhte Festigkeit und Eigenschaften in alle Richtungen ist das Wickeln von Filamenten ein wirksames Verfahren zur Herstellung von Kohlefaserrohren. Wickelhülsen sind kostengünstig und weisen hervorragende Eigenschaften auf. Die größte Einschränkung liegt jedoch in der Länge der Wickelmaschine.

Andere Herstellungsprozesse

Pultrusion und Filamentwicklung sind zwar die gebräuchlichste Methode zur Herstellung von Kohlefaserrohren. Blasenformen, Formpressen, Vakuuminfusion und Autoklavenverarbeitung sind alle Verfahren zur Herstellung von Kohlefaserrohren. Jedes hat auch seine Vor- und Nachteile.