H-CFK ermöglicht neue Konstruktionen

Anbieter zum Thema

GGB Heilbronn GmbH

sia Abrasives Industries AG

Angehrn AG - Umformtechnik

Hänchen Hydraulik AG

Hochpräzise Oberflächen

H-CFK bietet eine äusserst harte und präzise Oberfläche durch eine eigene Beschichtungstechnologie. Eine Herausforderung in der Entwicklung war, dass CFK-Werkstoffe zwar wie Metall mit Drehen, Fräsen oder Bohren bearbeitet werden können, dabei aber sehr leicht Faserbrüche auftreten. Das kann die Festigkeit des Werkstücks nachhaltig schwächen. Hänchen entwickelte eine spezielle Oberfläche, die bei der Fertigung in den Verbund mit eingearbeitet wird. Sie ist ein fester Bestandteil des neuartigen Werkstoffes. Damit ist eine Feinbearbeitung durch Honen bei einer Rauigkeit von Rz 1 möglich. So ist der komplette Produktionsprozess auf dieses Endergebnis abgestimmt, um höchsten Qualitätsanforderungen zu genügen.

Ein weiterer Vorteil des neuen Werkstoffes ist die 100-prozentige Korrosionsfreiheit. Flugrost kann Stahl angreifen, H-CFK-Elemente sind dafür unempfindlich. Das macht diesen Werkstoff besonders attraktiv für extreme Einsatzorte. Wartungs­inter­valle können verlängert werden, die Einzelteile haben eine wesentlich höhere Standzeit.

Die Paarung von Metall und Carbon

Der Fertigungsprozess erlaubt zudem eine hochfeste Verbindung zwischen Gewinde-Enden, Flanschen und anderen Komponenten, die wegen ihrer Form oder bestimmter Bearbeitungsprozesse aus Metall bestehen. Sie werden in das aus Carbon designte Bauteil eingebunden. Konventionell geklebte Verbindungen halten deutlich geringere Belastungen aus. Für hohe Belastungen greift Hänchen auf die Erfahrungen aus der Hydraulik zurück. Die besondere Wickeltechnologie des Unternehmens macht es möglich, metallische Objekte fest einzubinden. Mit diesem Verfahren können hochbelastbare hybride Leichtbauelemente designt und produziert werden.

Neue Anwendungsbereiche

Bauteile aus dem Carbon-Verbundwerkstoff sind für unterschiedliche Anwendungen geeignet. Durch die besonderen Eigenschaften wie Beständigkeit gegen unterschiedliche Flüssigkeiten, keine Ausdehnung bei Wärme, geringes Gewicht und spezielle Technologien wie das Einbinden von Metallen und die dichte, verschleissfeste H-CFK-Oberfläche lassen sich Bauteile für verschiedenste Anwendungen designen.

Beispielsweise können Leitungsrohre für Wasser, Emulsionen oder Öle in nicht-rostender und gewichtssparender Weise hergestellt werden. So lassen sich etwa auf Schiffen Nutzlasten erhöhen.

In industriellen Anwendungen können Carbon-Stangen mit passenden Verbindungsenden zur Befestigung von Werkstücken oder als Stütze in einem Tragwerk verwendet werden. Für sehr grosse Tragwerke bieten sich Carbon-Stützrohre an, die Zug- oder Druckkräfte aufnehmen. Hänchen hat hierzu ein Wickelverfahren entwickelt, das bei der Herstellung ohne metallischen Kern auskommt. So lassen sich grosse und lange Bauteile kostengünstig herstellen.

Arbeiter, die mit langen Stangen Gegenstände bewegen oder führen müssen, können durch den Einsatz von Carbon ergonomisch entlastet werden. Das kommt z. B. bei Handwerkzeugen wie Fensterreinigungsgeräten oder Obstpflückhilfen zum Tragen. Die Oberfläche des Griffbereiches lässt sich den Erfordernissen anpassen.

Gerade für den stationären und mobilen Leichtbau können die neuen H-CFK-Elemente eingesetzt werden. Der Einsatz ist von –40 °C bis zu 80 °C möglich. Sie erfüllen eine Oberflächenpräzision der ISO-Qualität f7. In vielen Bereichen kann H-CFK den Stahl als klassischen Werkstoff ablösen und so die Industrie auf einen Weg bringen, den die Luft- und Raumfahrt schon längst beschritten hat. Dort sind Werkstoffe aus Carbon schon längst überall verbaut. Flugzeuge wie der Airbus A380 wären ohne diese Stoffe nicht möglich gewesen. In Ostfildern ist man sich sicher: H-CFK ist ein entscheidender Werkstoff der Zukunft.

Zusätzlich macht sich auch hier das geringe Gewicht bei der Energiebilanz deutlich bemerkbar. Der Einbau ist vergleichbar mit Stahl. Das geringe Gewicht ist auch in Einsatzbereichen mit grossen Hebelkräften ein deutlicher Pluspunkt im Vergleich zu Stahl. Im Vergleich mit Aluminium ist es eine drastisch höhere Festigkeit, die sich durch ein individuell konfiguriertes Design des Werkstoffes noch optimieren lässt. -mei- SMM

(ID:44588005)