Was ist CFK?

CFK steht für carbonfaserverstärkter Kunststoff – ein Verbundwerkstoff, der aus Kohlenstofffasern (Carbonfasern) und einer Kunststoffmatrix (meist Epoxidharz oder Thermoplaste) besteht. CFK zeichnet sich durch ein außergewöhnlich hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, exzellente Steifigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus und wird überall dort eingesetzt, wo maximale Steifigkeit bei minimalem Gewicht erforderlich ist.

 

Eigenschaften von CFK

CFK besteht aus zwei Komponenten:

  • Carbonfasern – tragen die mechanische Last, extrem zugfest, nicht korrodierend
  • Matrixmaterial – z.B. Epoxidharz oder Thermoplaste, verbindet die Fasern und formt den Bauteil

 

Kernmerkmale von CFK:

  • Sehr hohe Festigkeit und Steifigkeit bei geringem Gewicht
  • Ermüdungs- und alterungsbeständig
  • Korrosions- und chemikalienresistent
  • Geringe Wärmeausdehnung
  • Elektrisch leitfähig (je nach Faserausrichtung)
  • CFK ist anisotrop – seine Festigkeit hängt stark von der Ausrichtung der Fasern ab. Die Bauteilkonstruktion und Faserrichtung muss gezielt auf den Kraftfluss abgestimmt sein

 

Anwendung von CFK

CFK wird eingesetzt, wenn herkömmliche Werkstoffe wie Stahl oder Aluminium zu schwer oder zu wenig steif sind:

  • Luft- und Raumfahrttechnik z.B. Tragflächen, Strukturbauteile
  • Automobilindustrie z.B. Monocoques, Karosserieteile, Fahrwerksteile
  • Sportgeräte z.B. Fahrräder, Tennisschläger, Skier
  • Medizintechnik z.B. Prothesen, orthopädische Elemente
  • Industrietechnik z.B. Roboterarme, Werkzeugträger, CFK-Wellen

 

Die Herstellung erfolgt häufig durch Faserverbundtechnologien wie Prepreg-Autoklav-Verfahren, Wickeltechnik, RTM (Resin Transfer Molding) oder Pultrusion.