Vergleich gängiger Herstellungsmethoden von Kohlefaserteilen

Heute ist Kohlenstofffeuer ein Hauptelement bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen. Das Material geht auf seine ersten Verwendungen durch Thomas Edison zurück. Obwohl es den Fasern seiner Zeit an Zugfestigkeit mangelte, waren sie aufgrund ihrer beträchtlichen Hitzetoleranz ideal für die Stromleitung.

Kein Wunder also, dass Carbonfasern seither jahrzehntelang weiterentwickelt wurden. Diese Verbundwerkstoffe eignen sich für leichte Materialien, die Festigkeit und Steifigkeit erfordern, was einer der Gründe dafür ist, warum Kohlefaser in der Sportartikel- und Automobilindustrie eine wichtige Rolle spielt.

Vor diesem Hintergrund werfen wir in diesem Beitrag einen Blick auf die beliebten Herstellungsmethoden für Kohlefaserteile und sehen, wie sie sich vergleichen.

Kohlenstoff im Laufe der Jahrzehnte

Die ersten Kohlefasern auf Erdölbasis wurden zufällig hergestellt und enthielten nur 20 % Kohlenstoff. Damals hatten die Fasern nicht genug Steifigkeit und Festigkeit für eine weit verbreitete Verwendung.

In den frühen 1960er Jahren wurde die moderne Kohlefaser etabliert. Eine überarbeitete Produktionsmethode, inspiriert von Polyacrylnitril (PAN), ermöglichte 55 % Kohlenstoff.

Heutzutage haben Garne den Weltmarkt erobert, wobei einige Fasern bis zu 95 % Kohlenstoff aufweisen. Im Gegenzug wird die Zugfestigkeit massiv erhöht und als solche werden Carbonfasern in verschiedenen Industrien verwendet.

Offenes Formen

Heutzutage fertigt offenes Formen eine vielseitige Palette von Teilen, die aus Kohlefaserverbundwerkstoffen bestehen. Wenn die Produktion nicht einfach zu automatisieren ist, ist offenes Gießen ideal für Bestellungen mit geringem Volumen.

Während des offenen Formprozesses sättigt sich eine Verstärkungsfaser mit einem duroplastischen Harz, entweder mit der Handauflege- oder Sprühmethode.

Hand-Lay-Up

Dies ist die einfachste Methode des Verbundformens. Eine Form verwendet eine dünne Plastikfolie für eine glatte Oberfläche. Schichten aus gewebter Verstärkung werden in Form geschnitten und auf die Oberfläche der Form gelegt. Dann wird das mit anderen Bestandteilen vermischte Harz auf die Oberfläche der Verstärkung aufgegossen und mit einem Pinsel gleichmäßig verteilt.

Spray-Lay-Up

Das Spray-Lay-Up-Verfahren ähnelt dem Hand-Lay-Up-Verfahren. Eine Bedienungsperson trägt jedoch das Verbundmaterial in einseitiges Werkzeug ein. Der Verbund härtet unter atmosphärischen Bedingungen aus, wodurch die Werkzeuge kostengünstig sind und Sie große Teile herstellen können. Die Zykluszeit für die Durchführung dieser Methode ist jedoch viel länger.

Die Methoden unterscheiden sich vom Handlaminieren, da Handpistolen eine Kombination aus duroplastischem Harz und gehackter Kohlefaser versprühen.

Vakuuminfusion

Faserverstärkungen werden zunächst in die Form gelegt und dann in Plastikhüllen aus Verpackungsfolien, die über der Oberseite befestigt werden, um eine vakuumdichte Versiegelung zu schaffen. Anschließend gießen Sie das Harz in strategisch platzierte Anschlüsse und Zuleitungen. Das Harz zieht dann durch die Verstärkungen in ein Vakuum.

Die Vakuuminfusion erfordert keine hohe Hitze oder hohen Druck, und Sie können relativ kostengünstige Werkzeuge verwenden. Dies ermöglicht es Herstellern, große, komplexe Kohlefaserteile herzustellen.

Bereit, hochwertige Teile herzustellen?

Es gibt verschiedene Herstellungsmethoden, mit denen Sie Kohlefaserteile herstellen können. Daher ist es entscheidend zu wissen, was (und wann) zu verwenden ist. Bitte kontaktieren Sie uns daher noch heute, da wir unser Möglichstes tun werden, um Sie in die richtige Richtung zu weisen.