Kohlefaser-Hybridgewebe, nicht nur optisch! Was ist der beste Weg, zwischen Aramid-Kohlefaser, Glas-Kohlefaser und Metallfilamenten zu wählen

Kohlefaser-Hybridgewebe, nicht nur optisch! Was ist der beste Weg, zwischen Aramid-Kohlefaser, Glas-Kohlefaser und Metallfilamenten zu wählen

Kohlefaser war lange ein unbekannter Begriff in der modernen Welt der Industrie und des Sports, in der höchste Leistung gefordert wird. Haben Sie jedoch bemerkt, dass Kohlefasergewebe nicht immer schwarz ist? Jene miteinander verwobenen gelben und silbernen Fäden sind nicht nur der „optische Wert“, sondern auch die Ingenieurskunst, aus dem Stein Gold zu machen. Heute tauchen wir tief ein in die drei Sternmitglieder der Familie der gemischten Kohlefasergewebe: Aramid-Kohlefaser, Glas-Kohlefaser, Metallfaden (temperaturbeständiges PET), um herauszufinden, welche Fähigkeiten sie besitzen.

Warum verschiedene Fasern miteinander verweben?

Reines Kohlefasergewebe weist hervorragende Eigenschaften auf: hohe Festigkeit, hohes E-Modul, geringes Gewicht, doch hat es auch seine eigenen „Achillesferse“: Sprödigkeit, schlechte Schlagzähigkeit, elektrische Leitfähigkeit (in manchen Fällen ein Nachteil) und hohe Kosten.
Die Kernidee der Hybridtechnologie besteht darin, das "Beste aus dem Schlechten" zu nehmen. Durch die Verflechtung von Kohlenstofffasern mit anderen Fasern, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, entsteht ein Verbundmaterial nach dem Prinzip „1+1 > 2“, das den Anforderungen spezifischer und komplexer Anwendungen gerecht wird.

Drei gängige Mischgewebe

Kohlenstofffaser-Mischgewebe mit Kevlar (Kohlenstofffaser + Kevlar-Faser)

Kernmerkmale: Die goldene Kombination aus „stark“ und „zäh“. Kohlenstofffaser bietet eine extrem hohe Zugfestigkeit und Steifigkeit, während Aramidfasern (allgemein bekannt als „Kevlar“) dem Material hervorragende Schlagzähigkeit und Bruchzähigkeit verleihen, wodurch das Problem der Sprödigkeit von reinem Kohlenstoffgewebe gelöst wird; das Gewicht beträgt nur 1/5 des herkömmlichen Stahls, bei einer Festigkeit, die das 3- bis 5-fache von Stahl erreicht; außerdem weist es hervorragende Beständigkeit gegen chemische Korrosion und Ermüdung auf.
Kernunterschied: Im Vergleich zu anderen Hybrid-Geweben ist der Hauptvorteil von aromatischem Kohlenstoffgewebe die „Schlagzähigkeit + hohe Zähigkeit“ sowie eine höhere Bruchdehnung (ca. 2,5–3,0 %, höher als die 1,5–2,0 % bei reinem Kohlenstoffgewebe). Es neigt bei äußeren Einwirkungen nicht zum Zusammenbruch.

Kohlefaser-Mix-Gewebe mit Glasfaser (Kohlefaser + Glasfaser)

Kernmerkmale: Der König der kosteneffizienten Lösungen, ausgewogene Stärke und Wirtschaftlichkeit. Die Kohlefaser sorgt für strukturelle Steifigkeit und Tragfähigkeit, die Glasfaser senkt die Kosten (der Preis beträgt nur ein Drittel bis die Hälfte von Kohlefaser) und erhöht gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit des Materials; die Zugfestigkeit ist leicht niedriger als bei Aramid-Kohlenstoffgewebe, reicht aber aus, um die Anforderungen der meisten zivilen Anwendungen zu erfüllen; bessere Lichtdurchlässigkeit (kann für transparente Verbundwerkstoffe verwendet werden), einfache Verarbeitung, geeignet für Handlaminat, Formgebung und andere Aushärtungsverfahren.

Wesentlicher Unterschied: Hervorhebung der „geringen Kosten“, leicht geringere Schlagzähigkeit im Vergleich zu Aramid-Kohlenstoffgewebe, jedoch mehr als 40 % höhere Festigkeit als reines Glasfasergewebe.

Mit metallischen Fäden imprägniertes Kohlefaser-Gewebe (Kohlefaser + PET-Faden)

Kern-Eigenschaften: Ästhetik orientiert, Erhaltung der strukturellen Festigkeit und Leichtigkeit von Kohlefaser. Metallische Fäden (tatsächlich temperaturbeständiges PET) erhöhen zudem die Abriebfestigkeit; Steifigkeit liegt nahe an der von reinem Kohlefaser-Gewebe, erzeugt unterschiedliche visuelle Effekte und wird hauptsächlich für Außenteile wie Piqué-Schlägerflächen und Angelruten-Griffe verwendet.

Wesentlicher Unterschied: Der Kernunterschied zu Kohlefaser-Mischgewebe mit Kevlar und Kohlefaser-Mischgewebe mit Glasfaser liegt in der „visuellen Erweiterung“, nicht nur in der Optimierung von Festigkeit oder Kosten.

Schnellauswahlhilfe

Um Ihnen einen schnellen Überblick zu geben, haben wir eine einfache Vergleichstabelle erstellt: