Kohlefaser, was ist das, Zukunft und Anwendung im Auto

Kohlefaser

El Auto Welt es durchläuft eine intensive Entwicklung, eine Entwicklung, die es hauptsächlich auf Effizienz ausrichtet. Das Kohlenstofffaser, auch CFK (Carbon Fiber Reinforced Plastic) genannt, ist einer der meistdiskutierten Werkstoffe, der zunehmend in Serienfahrzeugen und nicht nur in Hochleistungssportwagen zum Einsatz kommt. Seine Markteinführung wird in den kommenden Jahren massiv sein, daher müssen wir wissen, was Kohlefaser ist.

Wir müssen wissen, was viele als das Material der Zukunft bezeichnen, nämlich dass es viele der Anforderungen erfüllt, die Hersteller beim Bau neuer Autos stellen. Im Großen und Ganzen ermöglicht Kohlefaser Reduzieren Sie das Gewicht, während Sie die Steifigkeit erhöhen können von einigen Stücken. Aus diesem Grund setzen immer mehr Hersteller auf seine Ankunft auf der Straße, aber nicht vor einer Vielzahl von Unannehmlichkeiten für ein Material, das immer noch teuer und kompliziert in der Herstellung ist.

Was ist Kohlefaser?

Kohlefaser

Kohlefaser als solche ist ein relativ einfach zu verstehendes, aber nicht herzustellendes Material. Es ist ein Material, das aus sich bildenden Kohlenstoffatomen besteht sehr dünne Fasern, 5 bis 10 Mikrometer, weniger als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Diese Fasern werden so miteinander verflochten, dass sie sehr widerstandsfähige und leichte Fäden bilden. Diese Threads sind diejenigen, die sich normalerweise mit Hunderten anderer Threads verbinden, um die zu erstellen Kohlefasergewebe welches das Grundmaterial des zu bauenden Teils sein wird.

Dieser Stoff als solcher ist nicht geeignet, um die starken Teile herzustellen, die Sie benötigen, beispielsweise das Kohlefaser-Chassis eines Autos, noch ein einfaches starres Teil. Es erfordert einen aufwändigeren Prozess, der darin besteht, die Teile aus Formen zu erstellen, in denen das Fasertuch platziert wird. Ist wird mit einer Reihe von duroplastischen Harzen behandelt (es ist die am häufigsten verwendete Methode), die durch einen Vakuumprozess die Luft entfernt, das Gewebe an die Form anpasst und die Harze verdichtet. Nach dem Trocknen haben wir also bereits ein Stück Kohlefaser. Das Druck- und Vakuumverfahren wird nicht nur verwendet, sondern ist die am weitesten verbreitete Anwendung, die wir heute kennen. Das Stück muss weiterhin behandelt werden, indem Kanten gefeilt oder bei Bedarf sogar lackiert oder geschützt werden.

Der Ursprung der Kohlefaser

Kohlefaser

Karbonstück im Auspuff eines F1

Kohlefaser oder CFK hat, wie alle Materialien, einen Ursprung, auch wenn seine Massenkenntnis relativ eng war. Seine ersten Auftritte gehen auf das Ende des XNUMX. Jahrhunderts zurück, mit dem Erscheinen des Glühlampe mit Kohlefaden. Aber das war natürlich nicht die Kohlefaser, die wir heute kennen. Dazu müssen wir im Kalender vorrücken und bis zur Mitte des letzten Jahrhunderts zurückgehen.

Seine ersten nützlichen Anwendungen waren in der Luftfahrt Welt, immer noch ein weit verbreitetes Material auf diesem Gebiet. Aber angesichts ihrer Ergebnisse, die Welt der Automobilwettbewerb interessierte sich für das neue Material, und seitdem hat es nur noch zugenommen. Sie müssen nur die Elite des Motorsports, die Formel 1, sehen, wie sie Kohlefaser missbraucht, nicht nur für Leichtigkeit und Haltbarkeit, sondern auch für Sicherheit.

Anwendung im Auto

Kohlefaser oder CFK wird zunehmend in der Welt der Straßenautos eingesetzt und ist eines der Materialien, die wir in den letzten Versionen am häufigsten sehen. Für Hersteller ist es aufgrund seiner Eigenschaften schon enorm interessant stärker als Stahl und stärker als Aluminium. Außerdem bringt es nicht die gleichen Haltbarkeitsprobleme wie Korrosion in Metallen mit sich.

In Straßenautos wird es in verschiedenen Teilen verwendet. Manche Carbonteile sind nur Zierde, sei es für Spiegelkappen oder Interieureinsätze. Die Gewichtsersparnis ist nicht so signifikant. Auf der anderen Seite verwenden einige Modelle dieses Material Karosseriebleche ersetzen, wie die Motorabdeckung, das Dach oder aerodynamische Elemente wie Spoiler. Das Gewicht wird in diesen Fällen drastisch modifiziert.

Eine der neuesten Entwicklungen bei der Anwendung von Kohlefaser in Straßenfahrzeugen ist mit internen Elementen verbunden. Das Kohlefaser-Chassis oder mit Kohlefaserteilen sind bei einigen Herstellern bereits Realität und nicht unbedingt bei Sportwagen. Diese Anwendung soll zukünftig breiter werden und auch zu neuen Elementen wie Querlenkern oder Hilfsrahmen mutieren.

Carbonfelgen

Carbonfelgen

Eine der neuesten Anwendungen von Kohlefaser oder kohlefaserverstärktem Kunststoff in Straßenfahrzeugen sind Räder. Ford, mit seinem Shelby Mustang GT350R, ist der erste Hersteller, der anbietet Carbonfelgen in einem Großserienauto. Koenigsegg hat es zwar schon in einigen seiner Sportwagen angeboten. Nicht umsonst ist der Mustang von größerer Produktion, wenn auch begrenzt, und einem viel niedrigeren Preis.

Ford, verbündet mit dem spezialisierten Unternehmen Kohlenstoff-Revolution, bietet leichtere und stärkere Felgen als Aluminiumfelgen. Ford behauptet, dass sie es sind widerstandsfähiger gegen Bordsteine als Aluminium, aber auch leichter, was die ungefederten Massen reduziert. So sehr, dass Ford beim Einbau in den Mustang sagt, dass das Chassis angesichts der neuen Reaktionen der Räder neu kalibriert werden musste.

Vor- und Nachteile

Kohlefaser

Kohlefaser als solche hat Vor- und Nachteile. Beginnend mit dem ersten, den Vorteilen, der bekannteste von allen ist der Leichtigkeit. Gerade die hohe Widerstandsfähigkeit von Kohlefaser, was ein weiterer ihrer Vorzüge ist, ermöglicht es uns, eine geringere Materialmenge für die gleiche Widerstandsfähigkeit zu verwenden, die ein Metallteil benötigen würde. Durch den geringeren Materialverbrauch und die geringe Dichte werden einige Kilo eingespart, die bei der Gesamtberechnung abgezogen werden.

Andererseits ist es auch ein Material beständig gegen äußere Einflüsse. Kohlefaser wird logischerweise mit widerstandsfähigen Harzen und Lacken behandelt, hat aber den Vorteil, beispielsweise gegenüber einem Metallteil, keine Korrosion zu zeigen. Modul elastisch gegen Metallteile ist ebenfalls überlegen. Auch bei Temperaturschwankungen behält es seine Form.

Der Nachteil, wenn nicht der Hauptnachteil, ist der Preis. Es ist ein Material, das kompliziert zu machen, zusätzlich zu einem immer noch langen Produktionsprozess, der nicht zu den aktuellen Produktionsanforderungen passt. Andererseits ist es unter Verwendung der weit verbreiteten duroplastischen Harze ein Material schwer zu recyceln. In Zukunft wird dieser Punkt durch die Verwendung von thermoplastischen Harzen einfacher und praktikabler sein. Schließlich ist Kohlefaser ein guter Stromleiter.

auch zum dekorieren

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Kohlefaser wird heute eher zur Dekoration als für eine wirklich nützliche Funktion verwendet. Ja es stimmt, dass die Hochleistungsautos, ohne die Konkurrenz zu zählen, bei der die Nachfrage nützlich und nicht so sehr ästhetisch ist, genießen sie mehr Klarheit und Einfachheit der Kohlefaser, um die Steifigkeit zu erhöhen und das Gewicht zu reduzieren. Im Moment gibt es nur wenige Straßenautos mit Kohlefaser-Chassis, und diejenigen, die dies tun, können sich normalerweise einen höheren Preis leisten. Als Beispiel haben wir da den BMW i3, der, ohne sportlich zu sein, auf ein Carbon-Chassis setzt.

Aber verwechseln Sie nicht die Kohlefaser, die auf dem Chassis angebracht werden kann, oder Elemente, die wirklich Leichtigkeit und Widerstandsfähigkeit erfordern, mit denen sie nur zur Dekoration verwendet wird. Tatsächlich ist es bei vielen Gelegenheiten üblicher, für diesen letzten Typ Stücke von zu verwenden Glasfaser, billiger, mit einem Kohlefasertuch darüber dekorieren. Dies ist beispielsweise bei einer Vielzahl von Zierleisten der Fall, die die Innenräume bevölkern. Es ist etwas, das wir zum Beispiel auch in Spiegelgehäusen oder einigen aerodynamischen Anhängseln finden könnten. Kohlefaser-Vinyl imitiert es nur.

Welche Zukunft hat er?

Kohlefaser

Kohlefaser ist, obwohl sie für Hersteller derzeit teuer ist, eines der beliebtesten Materialien für eine Branche, die maximale Effizienz suchen. Seine Leichtigkeit ermöglicht es, das Auto insgesamt weniger schwer zu machen, und daher ist es nicht notwendig, eine größere Mechanik und einen höheren Verbrauch einzusetzen. Diese kleinere Mechanik führt wiederum auch zu einem geringeren Gewicht.

Die Zukunft für Kohlefaser oder CFK in der Automobilwelt ist gesichert, umso mehr, wenn sie erreicht ist die Verwendung von thermoplastischen Harzen implementieren, was der große Fortschritt in dieser Angelegenheit sein wird. Seine Produktion wird schneller sein, es wird mehr produziert und folglich wird der Preis sinken. Daher die Kohlefaser wird am Ende demokratisieren. Wie wir bereits erwähnt haben, wird mit dieser thermoplastischen Harztechnik auch das Recycling einfacher, was in der Automobilwelt von entscheidender Bedeutung ist.

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Ebenso haben Hersteller von Hochleistungsautos gesehen, wie vorteilhaft Kohlefaser für ihre Kreationen ist. Seine Starrheit erlaubt auch zu schaffen steiferes Chassis die der Funktion der Aufhängungen zugute kommen. Wie diese beiden Vorteile zusammenfließen, haben wir schon bei einigen nicht allzu teuren Sportwagen gesehen, wie in der Alfa Romeo 4C.

Jetzt BMW ist einer der Hersteller, der seinen Umstellungsprozess auf Kohlefaser am weitesten fortgeschritten hat, und verkauft bereits zwei Fahrzeuge mit Carbon-Chassis: den BMW i3 und i8. Das Kooperationsvereinbarungen Mit spezialisierten Herstellern geben sie diesem Material, das in einem Horizont von etwa 5-10 Jahren breitere Massenautomobile erreichen soll, einen wirtschaftlichen Aufbruch.

Derzeit ist die hochfeste Stähle um leichtere Körper zu schaffen. Da es sich um ein stärkeres Material als herkömmlicher Stahl handelt, kann weniger davon verwendet werden, um die gleiche Steifigkeit zu erreichen. Mit weniger Material wird das Gewicht des Sets erleichtert. CFK soll der nächste Schritt im Fahrzeugchassis- und Karosseriebau sein und Metallteile fast vollständig ersetzen. Kohlefaser und Aluminium werden derzeit in verschiedenen Teilen verwendet, um das Gewicht zu reduzieren, wie im oben genannten Alfa Romeo 4C.


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  1.   Mario Sanchez sagte

    Guten Tag

    Ich würde gerne wissen, ob es möglich ist, hier eine Motorhaube für einen Mazda Mx5 2014 herzustellen, den sie Mazda Miata nennen.
    UND WENN JA, WAS WÄREN DIE KOSTEN?