Kohlefaserplatten sind ein Konstruktionswerkstoff, der aus einem Verbundwerkstoff aus Kohlenstofffasern und Harz hergestellt wird. Dank der einzigartigen Eigenschaften dieses Verbundwerkstoffs ist das resultierende Produkt leicht, aber dennoch robust und langlebig.
Um den Anforderungen verschiedener Anwendungsbereiche und Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie usw. gerecht zu werden, werden Kohlenstofffaserplatten in vielen verschiedenen Ausführungen angeboten. In diesem Artikel betrachten wir genauer, wo Kohlenstofffaserplatten eingesetzt werden und wie fest sie im Vergleich zu anderen Materialien sind.
In welchen Bereichen werden Kohlefaserplatten eingesetzt?
Kohlenstofffaserplatten und -folien können in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden, darunter Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Musikinstrumentenbau, Sportartikelindustrie und Medizintechnik.
In der Automobilindustrie werden Kohlefaserplatten zur Verstärkung von Fahrzeugkomponenten wie Türen, Motorhauben, Stoßfängern, Kotflügeln und Dachrelingen eingesetzt. Automobilhersteller verwenden für diese Teile häufig Stahl. Stahl ist zwar günstiger, aber deutlich schwerer als Kohlefaser. Um Fahrzeuge wie Rennwagen leichter zu machen, werden daher oft viele Stahlteile durch Kohlefaserplatten ersetzt.
In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden Kohlenstofffaserplatten zur Herstellung von Flugzeugkomponenten wie Rumpfsegmenten, Steuerflächen und Flügelspitzen verwendet. Die so gefertigten Bauteile sind leicht und dennoch robust. Aufgrund ihres hervorragenden Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses findet Kohlenstofffaser in der Luft- und Raumfahrtindustrie breite Anwendung. Dank ihrer ansprechenden Optik eignet sie sich auch ideal für Flugzeuginnenausstattungen.
Ähnlich wie bei der Automobilindustrie werden auch im Flugzeugbau häufig Werkstoffe wie Aluminium und Stahl verwendet. Kommerzielle Fluggesellschaften setzen jedoch zunehmend auf Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe, um leichtere und stabilere Flugzeugzellen zu realisieren. Denn Kohlenstofffaser ist deutlich leichter als Stahl und Aluminium, dabei aber wesentlich fester und lässt sich in jede beliebige Form bringen.
Wie stabil sind Kohlefaserplatten?
Beim Vergleich von Kohlenstofffasern mit anderen Werkstoffen wie Stahl und Aluminium werden verschiedene Eigenschaften berücksichtigt. Hier sind einige Leistungskennzahlen, die häufig für den Vergleich herangezogen werden:
- Elastizitätsmodul = Steifigkeit des Materials. Das Verhältnis von Spannung zu Dehnung in einem Material. Die Steigung der Spannungs-Dehnungs-Kurve des Materials im elastischen Bereich.
- Zugfestigkeit = Die maximale Belastung, die ein Material aushalten kann, bevor es bricht.
- Dichte = Masse des Materials pro Volumeneinheit.
- Spezifische Steifigkeit = Elastizitätsmodul geteilt durch Materialdichte, dient zum Vergleich von Materialien mit unterschiedlicher Dichte.
- Spezifische Zugfestigkeit = Zugfestigkeit geteilt durch Materialdichte.
Kohlenstofffaserplatten weisen ein sehr hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis auf, was bedeutet, dass sie viel fester sind als andere Materialien mit dem gleichen Gewicht. Beispielsweise ist die spezifische Festigkeit von Kohlenstofffaser fast viermal so hoch wie die von Aluminium, was Kohlenstofffaserplatten zu einem idealen Material für eine Vielzahl von Anwendungen macht, insbesondere dann, wenn das Gewicht eine wichtige Rolle spielt.
Obwohl sowohl Kohlenstofffaser als auch Stahl sehr verformungsbeständig sind, ist Stahl fünfmal dichter als Kohlenstofffaser. Das Gewichtsverhältnis von Kohlenstofffaser ist fast doppelt so hoch wie das von Stahl.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kohlefaserplatten ein Verbundwerkstoff mit hoher Festigkeit, geringem Gewicht und vielseitigen Einsatzmöglichkeiten sind. In vielen Branchen bietet das hervorragende Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht von Kohlefaser deutliche Leistungsvorteile.
Veröffentlichungsdatum: 13. Mai 2022 
