tach zusammen,
arbeite nebenher in ner Firma die Bauteile aus Carbon herstellt. Steifer ist das Material von seinen Materialeigenschaften auf alle Fälle, aber auch Carbon unterscheidet sich in seinen Eigenschaften sehr ! hier ein paar Daten:
normale Faser: Zugfestigkeit 3.600 N/mm², E-Modul 238.000 N/mm², Bruchdehnung 1,5%, Dichte 1770 kg/m³
UMS-Faser: Zug. 4.500 N/mm², E-Modul 435.000 N/mm² !!!!!!!!! Bruchdehnung 1,1 %, Dichte1810 kg/m³
IMS Faser: Zug 5.600 N/m², E-Modul 290.000, Bruchdehnung 1,9 % Dichte 1800 kg/m³
dagegen zum Bsp. ein normaler Stahl: Zug. ca. 600 N/mm², E-Modul 210.000 N/mm², Bruchdehnung seeehr unterschiedlich, Dichte 7800kg/m³
Alu gibt´s ja auch genügend unterschiedliche Versionen, aber so ganz grob: Zug. 300 N/mm², E-Modul ca. 72.000, Bruchdehnung 10%, Dichte 2700 kg/m³
rein von den Eigenschaften meint man, dass Carbon unschlagbar sei. Ist aber nicht so ! Hat zwar schon große Vorteile, die müssen dann aber auch konstruktiv richtig umgesetzt werden. z.B. ist die Zugfestigkeit nur ein theoretischer Wert, denn in einem Laminat wird man nie erreichen, dass alle Fasern gleichmäßig liegen und somit auch gleichverteilt die Kräfte aufnehmen, Stahl und Alu dagegen tun dies schon. Stahl/Alu ist ein isotroper Werkstoff (Festigkeit in alle Richtungen gleich), Carbon ist dagegen ein anisotroper Werkstoff (Bsp miserable Druckeigenschaften). Kann Vorteile haben, aber auch Nachteile mit sich bringen.
Was ich eigentlich damit sagen will ist, dass Carbon, wenn man die Technik und der emenz großen Festigkeitsrechnungsauwand beherrscht, ein phantastischer Werkstoff mit sehr viel Potential ist, der auch gezielt auf Festigkeitsprobleme angewand werden kann (z.B. Materialanhäufung) was bei nem Alurohr nur sehr schwer ist. Die Rahmengeometrien sollten dann aber auch in Bezug zu Kraftfluss und Übergänge richtig ausgelget sein, sonst handelt man sich mehr Ärger ein als eim lieb ist. Nur einen Rahmen mit Carbonrohrern ausstatten, der zuvor in der gleichen Geometrie in Alu gebaut wurde, bringt meines Erachtens nicht wirklich viel, ein bißchen schon was, aber die Festigkeit bekommt man so nur mit überdimensionalen Materialanhäufungen hin und da ist dann der Sinn auch verloren - aber die Optik passt *gggg*
Ein großes Problem ist die "Schockempfindlichkeit" ! Alu ist sehr duktil (siehe E-Module), d.h. die Energie (z.B. von einem Schlag) die im Material kompensiert werden muss, hat mehr Weg durch Verformung zu Verfügung, also sinkt die resultierende Kraft auf das Material emenz ab. Gegensatz Carbon: hohes E-Modul, wenig Verformungsweg, große res. Kraft. Dafür wieder höhere Zugfestigkeit usw usw usw bla bla bla bla..... also ihr seht, Carbon will wohl überlegt sein und gut nachgerechnet, sonst kann das im Chaos enden !!! Vergleicht nen Kaugummi mit nem Glasfenster, was wird wohl eher brechen ??
Ich selber arbeite/rechne/entwickle wie schon gesagt viel mit dem Zeug, bin aber der Meinung, dass ein ordentlicher MTB-Rahmen aus Alu sein sollte ! Bei Rennrädern dagegen sehe ich große Vorteile in Carbontechnik.
). beim "carbon" kann man dagegen etwas mehr flex einplanen, da es der werkstoff mitmacht; andererseits kann ich - wenn ich mich nur ganz geringfügig vom "rundrohr-diamantrahmen" entferne - bocksteif bauen
