Carbon

Früher wurde Carbon nur für exotische Prototypen und Kleinserien verbaut, heute ist Carbon aus der Bike-Industrie nicht mehr wegzudenken und kommt bei der Herstellung von Bike und Komponenten immer häufiger zum Einsatz. Kaum ein Bike-Hersteller verzichtet auf Carbon-Modelle. Hardtail-Rahmen unter 1000g und Fully-Rahmen um 1600g sind heute keine Seltenheit mehr. Aber hält der extrem leichte Werkstoff auch etwas aus?  Die Carbonfaser weist etwa die vierfache Zugfestigkeit der besten Stahllegierung auf und bringt gerade mal ein Viertel auf die Waage. Die Steifigeit in Faserlängsrichtung erreicht gar teilweise gar mehr als den sechsfachen Wert von Alu. Fasern nehmen jedoch Kräfte fast ausschliesslich in Längsrichtung auf und sind als ungeordnetes Bündel von keinerlei technischem Nutzen. Erst die Einbettung in eine so genannte Matrix bringt die Fasern in eine stabile Form, die eine effektive Kraftübertragung ermöglicht. Epoxidharze meistern diese Aufgaben am besten. Sie halten nicht nur die Fasern in der richtigen Position, sondern schützen auch gegen Witterungseinflüsse und nehmen Druckbelastungen auf. Die mechanischen Eigenschaften von Epoxidharz liegen jedoch deutlich unter denen der Kohlefaser, was wiederum die Bauteilsteifigkeit senkt und das Gewicht erhöht. Es benötigt ein besonderes Know-how bei der Carbon-Fertigung. Der Durchmesser einer einzelnen Carbon-Faser beträgt lediglich 0.006 Milimeter, etwa ein Zehntel eines menschlichen Haares. Bei Betrachtung der häufig verbauten HT-Faser (High Tensity) unter dem Mikroskop zeigt die Aussenhaut Risse, weshalb lediglich der Kern der ohnehin schon hauchdünnen Faser die Zugkräfte verteilt. Bei HM-Fasern (High Modulus) wird die rissige Aussenhaut geglättet, was die Steifigkeit der Faser deutlich erhöht. Das wiederum ermöglicht die Fertigung noch steiferer und leichterer Rahmen, ist aber enorm teuer. Es gibt verschiedene Fertigungsverfahren. Die häufigsten sind das Tube-to-Tube- und das Monocoque-Verfahren.

Tube-to-Tube

Tube-to-Tube
Tube-to-Tube

Vorgefertigte Rohre mit gehrungsgeschnittenen Enden (2) werden, ähnlich wie im klassischen Alu-Rahmenbau, in eine Rahmenlehre eingespannt und mittels Einkomponentenkleber (1) miteinander verklebt. Die hohe Festigkeit der Klebestelle würde bereits für ausreichend Stabilität sorgen. Zur Sicherheit und aus optischen Gründen wickeln die Rahmenbauer noch zusätzliche Laminate (3) um die Klebestelle.

 

Quelle: www.mountainbike-magazin.de

Monocoque

Monocoque
Monocoque

Das aufwendigste und teuerste Fertigungsverfahren. Jede Rahmengröße benötigt eine eigene Form (3). Der komplette Rahmen oder einzelne Rahmenabschnitte werden aus einem Stück gebacken. Die Laminate (2) gehen fließend in die Verbindungsstellen über. Ein Kern (1) hilft dem Rahmenbauer beim Legen der Laminate. Ein mit Druck beaufschlagter Silikonschlauch presst die Matten von innen gegen die Form.

 

Quelle: www.mountainbike-magazin.de

 

 

Heute kann eigentlich jede Komponente am Bike aus Carbon hergestellt werden. Ob dies dann auch wirklich Sinn macht oder nicht, sei dahingestellt.  Aber eines ist sicher: Carbon sieht einfach geil aus.