Herstellungsverfahren für Kohlefaserrohre

aktualisieren:08 May 2021

Kohlefaserrohre können Stahl ersetzen, aber häufiger ersetzen sie Aluminium. In vielen Fällen kann das Gewicht eines Kohlefaserrohrs 1/3 des Gewichts eines Aluminiumrohrs betragen, es weist jedoch immer noch die gleichen oder bessere Festigkeitseigenschaften auf. Daher werden kohlefaserverstärkte Rohre häufig in Anwendungen verwendet, bei denen eine Gewichtsreduzierung von entscheidender Bedeutung ist, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, im Rennsport und im Freizeitsport.
Die gebräuchlichsten röhrenförmigen Umrissformen aus Kohlefaser sind quadratisch, rechteckig und kreisförmig. Rechteckige und quadratische Profile werden oft als "Kastenträger" bezeichnet. Der Kohlefaser-Kastenträger verleiht der Struktur eine hervorragende Steifigkeit und simuliert zwei parallele I-Träger.

Herstellung von Kohlefaserrohren
Hohlverbundstrukturen können schwierig herzustellen sein. Dies liegt daran, dass sowohl auf die Innenseite als auch auf die Außenseite des Laminats Druck ausgeübt werden muss. Kohlefaserrohre mit kontinuierlichen Profilen werden üblicherweise durch Pultrusion oder Filamentwicklung hergestellt.
Pultrudierte Rohre sind bei weitem die kostengünstigste Methode zur Herstellung kontinuierlicher Verbundprofile. Beim Pultrudieren eines Hohlrohrs ist ein "schwimmender Dorn" erforderlich. Der Chromstahlstab ist fest an der Seite befestigt, an der die Form in das Rohmaterial eintritt. Der Abstand zum Installieren der Hardware ist groß genug, damit die imprägnierte Faser beim Eintritt in die Form nicht beeinträchtigt wird.
Der Abstand zwischen Dorn und Form bestimmt die Wandstärke des Kohlefaserrohrs.
Pultrudierte Kohlefaserrohre können Rohre nahezu beliebiger Länge herstellen. Der Transport von Rohren ist normalerweise durch die Länge begrenzt. Bei der Pultrusion erstrecken sich die meisten Fasern in Richtung des Rohrs. Dies erzeugt ein Rohr mit großer Steifheit, aber nicht viel Reifen- oder Seitenfestigkeit.

Filament gewickeltes Kohlefaserrohr
Um die Festigkeit und Leistung in alle Richtungen zu verbessern, ist das Filamentwickeln ein wirksames Verfahren zur Herstellung von Kohlefaserrohren. Filamentgewickelte Rohre sind kostengünstig und weisen eine hervorragende Leistung auf. Die größte Einschränkung hängt jedoch von der Länge der Wickelmaschine ab.
Andere Herstellungsverfahren
Obwohl Pultrusion und Filamentwicklung am häufigsten sind, sind sie nicht die einzige Möglichkeit, Kohlefaserrohre herzustellen. Formpressen, Vakuuminfusion und Autoklavenverarbeitung sind Methoden zur Herstellung von Kohlefaserrohren. Jeder hat seine eigenen Vor- und Nachteile.

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