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Carbon ein sehr sicherer und leichter Stoff

Themenstarteram 27. Februar 2007 um 10:17

Hallo

 

Was meint ihr, wird Carbon jemals in der Großfertigung seinen Platz finden?

Ich weiss Carbon ist teuer, aber ich denke es würde in Zukunft vielleicht in der Massenfertigung kommen.

So wie in der Formel 1 wo es ein Monoque gibt.

Es würden auch weniger sterben!

MFG Payne

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56 Antworten

Nun Carbon macht in meinen Augen als Baustoff nur bei der passiven Sicherheit und bei dem Faktor Gewichtsersparnis Sinn.

Einerseits würde ich mir einen höhreren Carbonanteil in neuen Fahrzeugen aus den beiden o.g. Gründen wünschen, auf der anderen Seite kann das doch kaum einer noch bezahlen.

Is es denn nicht so, dass Carbon aus Kohle irgendwie gewonnen wird. Was is nu, wenn die Kohlevorkommen zu neige gehen?

Oder wird das synthetisch hergestellt??? :confused:

Gruß

Themenstarteram 27. Februar 2007 um 10:57

Hallo

 

Hier mal noch ne erklären die vielleicht Carbon noch nicht kennen sollten.

http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff

 

Mfg Payne

Vor allem sind faserverstärkte Kunststoffe (zu denen das, was üblicherweise Carbon genannt wird, gehört) kaum reparabel. Beim Auto müsste man also nach einem kleinen Rempler ganze Türen, Kotflügel, etc. austauschen statt sie auszubeulen.

Die Großserienherstellung und Verarbeitung sind auch lange nicht so effizient wie bei Stahl, vom quasi unmöglichen Recycling ganz zu schweigen. Bei Stahl wird in einer Sekunde ein Blechteil ausgestanzt und in Form gepresst, bei einem CFK-Bauteil muss zunächst die Faser in Form gebracht werden, dann der Füllstoff beigefügt und dann das ganze ausgehärtet werden - das dauert schon von der Physik her länger.

An ein Stahlteil kann man einfach und schnell ein anderes anschweißen oder ein Loch für eine Verschraubung hinein bohren, bei faserverstärkten Werkstoffen muss man dafür Sorge tragen, dass man tatsächlich die Kräfte in die Fasern überträgt (und nicht nur an die Oberfläche des Füllstoffs) und punktuell angreifende Kräfte wie bei Schraubenverbindungen müssen sorgfältig auf die Fläche verteilt werden. Außerdem kann man viele faserverstärkte Materialien - besonders mit Glasfasern - gar nicht mit herkömmlichen Werkzeugen sinnvoll bearbeiten (wie das bei CFK genau aussieht, wird vermutlich vom Füllstoff abhängen).

Recycling spricht denke ich für sich - die Fasern wieder aus der Matrix herausbekommen? Die Matrix wiederverwerten? Aus den Fasern noch irgendwas herstellen? Stahl wird einfach eingeschmolzen, Lack verbrennt oder schwimmt als Schlacke obenauf, fertig. Neu zusammenlegieren muss man den Stahl sowieso.

Ich denke daher, wir werden noch eine ganze Weile bei Metallautos bleiben :) wenn auch sicherlich immer stärker durch einfache Kunststoffe (wie jetzt schon z.B. bei Stoßstangen) ergänzt.

MfG, HeRo

Zitat:

Original geschrieben von PAYNE1982

Hier mal noch ne erklären die vielleicht Carbon noch nicht kennen sollten.

http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoff

Nehmt lieber http://de.wikipedia.org/.../...enstofffaserverst%C3%A4rkter_Kunststoff - das trifft das Thema wesentlich besser.

Kohlenstoff wird im Autobau bereits in großen Mengen eingesetzt - Stahl kommt schließlich nicht als Stahl auf die Welt, sondern muss erst erzeugt werden, indem man dem Roheisen Kohlenstoff zugibt...

MfG, HeRo

Ist beides etwas zweischneidig. Beim Crash baut Carbon sehr viel Energie ab - splittert aber auch scharfkantig. Im Rennsport relativ egal da Fahrer entsprechende Anzüge und Helme mit Visier anhaben und vor kleinen Splittern damit geschützt sind.

Gewichtsersparnis ist auch super für bessere Fahrleistungen. In Punkto Verbrauch sieht es für Carbon aber noch schlecht aus. Die Herstellung unter Druck und Temperatur im Autoklaven dauert nicht nur zu lange für die Massenfertigung, sie kostet auch viel Energie. Mehr als sich derzeit durch die Gewichtseinsparung beim Auto einsparen lässt.

Die Verwendung in Autos hängt damit wohl eher davon ab ob sich schnellere und energiesparendere Herstellungsverfahren entwickeln lassen. Auch das Recyclingproblem ist noch ungelöst.

Gruß Meik

Zitat:

Original geschrieben von HeRo11k3

Stahl kommt schließlich nicht als Stahl auf die Welt, sondern muss erst erzeugt werden, indem man dem Roheisen Kohlenstoff zugibt...

Nee, umgekehrt, beim "Stahlkochen" wird der Kohlenstoff aus dem Stahl ausgebrannt und dessen Anteil damit auf unter 2% reduziert. Je weniger Kohlenstoff desto zäher und biegsamer wird der Stahl, je mehr desto spröder. Er ist auch Verantwortlich für die Härtbarkeit von Stahl bei gewissen Prozentsätzen.

Gruß Meik

Themenstarteram 27. Februar 2007 um 11:23

Hallo

 

Okay es müssen ja nicht alles Teile aus Carbon gefertigt sein sondern nur die Karosse, wo die Personen drin hocken, wie in der F1, die dann mal ohne weiteres mit 280 gegen die Wand krachen können, gut ist ein bischen weit weg von der Strassenverkehr, wollte nur sagen was es kann.

Obwohl Fronttal auf ne Wand auch nicht so gut ist mit Carbon, aber besser als Stahl.

Das mit den splittern stimmt schon, vielleicht kann man das mit Kevlar verhindern, was extra auf das Carbon draufgeklebt wird.

Wie gesagt weiss nur nicht ob es machbar wäre.

Das mit der Herstellung wird vielleicht dann auch besser, weil man dann ja in Serie produziert, sprich dadurch neue Verfahren entwickelt werden, die nicht so viel Energie braucht.

MFG Payne

Zitat:

Original geschrieben von Meik´s 190er

 

Beim Crash baut Carbon sehr viel Energie ab

Hast du dafür eine Quelle?

Ist denn nicht Verformungswilligkeit Voraussetzung für die Energieaufnahme und das Sprödbruchverhalten kontraproduktiv?

:confused:

Themenstarteram 27. Februar 2007 um 11:33

Hallo

 

Das stimmt schon was er da geschrieben hat.

Das ist wie beim SLR den seine ganze Vordere Front besteht aus Carbon.

Oder F1 Monoque ist auch aus Carbon und bei einem Crash splittert das in seine einzel Teile.

 

MFG Payne

Zitat:

Original geschrieben von PAYNE1982

Okay es müssen ja nicht alles Teile aus Carbon gefertigt sein sondern nur die Karosse, wo die Personen drin hocken, wie in der F1, die dann mal ohne weiteres mit 280 gegen die Wand krachen können, gut ist ein bischen weit weg von der Strassenverkehr, wollte nur sagen was es kann.

Obwohl Fronttal auf ne Wand auch nicht so gut ist mit Carbon, aber besser als Stahl.

Das hilft aber nicht. Wenn das Auto mit 280 gegen eine Wand kracht (oder mit 200 unter einen LKW) dann ist einfach der Bremsweg zu kurz und die Insassen halten das auch nicht besser aus als in einem Auto, das dadurch nicht heile bleibt.

In der F1 werden die Fahrzeuge durch Reifenstapel gebremst und die Fahrer durch fest angezogene Sechspunktgurte (?) und ihre Overalls wesentlich gleichmäßiger gebremst als im PKW. Und die tatsächlichen Aufprallgeschwindigkeiten sind oft auch gar nicht soo hoch - als Beispiel Michael Schuhmachers Bremsenversagen in Silverstone, da lag IIRC die Aufprallgeschwindigkeit auf den Reifenstapel im Bereich von 100km/h. Das Kiesbett hatte schon spürbar gebremst...

Kevlar (=aramidfaserverstärkten Kunststoff) auf das Carbon kleben? Es wird immer teurer... und ändert an den grundlegenden Problemen auch nicht viel.

@Meik: Du hast Recht mit der Stahlherstellung. Mein Fehler. Im Wesentlichen wollte ich auch nur darauf hinweisen, dass schon jede Menge Kohlenstoff im Auto drin ist :) auch wenn das nur ~0.5-1.5 Masseprozent im Stahl sind :D

@Elk_EN: Vermutlich können CFK durch Reibung zwischen Fasern und Matrix beim Versagen schon eine gewisse Menge Energie aufbrauchen. Außerdem kann man sie i.A. wesentlich genauer "einstellen" auf eine bestimmte Belastung als Stähle. Trotzdem gilt generell natürlich weiterhin, dass duktile Brüche mehr Energie aufnehmen als spröde Brüche - aber bei faserverstärkten Werkstoffen ist das Ganze eben sehr komplex, es kann die Matrix spröde brechen und die Fasern werden zuerst duktil langgezogen und dann aus der Matrix herausgezogen (Faser-Pull-Out) oder durch irgendwelche anderen Nebenreaktionen. Das Material ist eben nicht homogen.

MfG, HeRo

Und wieder was gelernt ...

:)

Zitat:

Original geschrieben von Elk_EN

Hast du dafür eine Quelle?

Ist denn nicht Verformungswilligkeit Voraussetzung für die Energieaufnahme und das Sprödbruchverhalten kontraproduktiv?

:confused:

Karbon vernichtet auch die Engerie, allerdings dadurch das es zerbröselt. Es kann sich einfach nur nicht verformen so wie Blechteile an heutigen Autos.

Wie oben gesagt, nach einem Parkrempler den Kotflügel ausbeulen wird dann nicht mehr funktionieren. Den müsste man dann komplett ersetzen.

Zitat:

Original geschrieben von Ping pong paul

Karbon vernichtet auch die Engerie, allerdings dadurch das es zerbröselt. Es kann sich einfach nur nicht verformen

Nein, die Energie kann nur durch Dehnung der hochfesten Fasern unmittelbar vor dem Zerbröseln vernichtet werden.

HeRo11k3 hat das - Danke - im Prinzip schon richtig gesagt.

Arbeit=Kraft*Weg

Ohne Weg, keine Arbeit

:D

So oder so. Es bremst und nachher ist es kapott

:)

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