H-CFK - Hänchen Carbon-Verbund
  • Einzelstücke und Kleinserien
  • Bauteilefestigkeiten sind designbar
  • Eigene Wickeltechnologie
  • Hochbelastbarer Verbund aus Carbon und Metall

Leichtbauwerkstoffe

Leichtbau bezeichnet eine Konstruktionsart, die es zum Ziel hat, das Gewicht von Bauteilen möglichst stark zu reduzieren. Um beispielsweise energieeffiziente Anlagen zu konstruieren, können die Geometrien der einzelnen Bauteile optimiert werden. Hohes Potenzial bietet aber auch die Verwendung von Leichtbauwerkstoffen. Diese sind zum Beispiel:

 

Metallische Leichtbauwerkstoffe

Metallische Leichtbauwerkstoffe sind unter anderem

  • Aluminium
  • Titan
  • Magnesium

Faserverbundwerkstoffe

Im technischen Bereich werden hauptsächlich

  • Glasfasern (GFK)
  • Kohlefasern (CFK)

zur Herstellung von Verbundwerkstoffen verwendet.

Die Carbonfaser

CFK, umgangssprachlich auch Carbon genannt, bedeutet carbonfaserverstärkter Kunststoff und ist ein Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern in eine Kunststoff-Matrix eingebettet sind.

Carbon- oder Kohlenstofffasern sind industriell hergestellte Fasern aus kohlenstoffhaltigen Materialien, die durch spezielle Verfahren in graphitartig angeordneten Kohlenstoff umgewandelt werden. Eine einzelne Kohlenstofffaser hat einen Durchmesser von etwa 5 bis 10 Mikrometer.

             Dichte 1,6 bis 2 g/cm3            
  Filamentdurchmesser 5 bis 10 μm  
  Zugfestigkeit bis 5.000 MPa  
  Zug-E-Modul 180 bis 500 GPa  
  Bruchdehnung 1 bis 1,5 %  
  Wärmeausdehnungskoeffizient -1,5 bis 0,1*10-6/K  

Der Verbundwerkstoff H-CFK
Design ist alles.

H-CFK ist ein von Hänchen entwickelter, hochbelastbarer Verbund von Carbon und anderen Komponenten, veredelt zu einem Werkstoff.

Bei folgenden unserer Produkte wird H-CFK eingesetzt:

H-CFK Stangen

CFK Rohre mit H-CFK Oberfläche

Werkstoff H-CFK
CFK-Design

Der Kohlefaserverbund CFK, ist ein anisotroper Werkstoff und muss daher auf die jeweilige Anforderung designt werden.

Durch definierte Faserlagen und der Anzahl an Fasern ergeben sich sehr unterschiedliche Elastizitätsmodule, Bauteilfestigkeiten und Biegesteifigkeiten. Die Faserrichtungen und Fasermengen werden vom Konstrukteur designt, um die geplanten Eigenschaften zu erreichen.

Faser- und Matrix-Auswahl

Die Carbonfasern werden in einem Kunststoff, der so genannten Matrix, eingebettet und damit fixiert.

Anwendungsabhängig ist zu entscheiden, welche Fasern und welches Matrix-Material in welcher Kombination und Menge verwendet wird.

Metall-Carbon-Verbund

Beim Design von H‑CFK-Bauteilen ist zu entscheiden, welche Komponenten auf Carbon-Basis ausgeführt werden und für welche Komponenten eine metallische Ausführung sinnvoller ist.

Die besondere Wickeltechnologie von Hänchen macht es möglich, metallische Enden direkt in den Carbon-Grundwerkstoff einzubinden, da konventionell geklebte Verbindungen den sehr hohen Belastungen, wie zum Beispiel in der Hydraulik, nicht stand halten.

Oberfläche

Reines CFK ist für eine mechanische Feinbearbeitung nur bedingt geeignet. Daher wird bei der Produktion von H-CFK eine harte Oberfläche, die den Carbon-Grundkörper versiegelt, eingebracht.

Das ermöglicht das Aufbringen eines Kreuzschliffes für eine reibungsarme und verschleißfeste Lauffläche.

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