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Kohlefaser oder Aluminium besser für grüne Mobilität?
Hallo,
um das Gewicht der Energiespeicher auszugleichen, um den Verbrauch zu reduzieren und damit die Reichweite zu erhöhen, bedarf es leichte aber feste Materialien.
Aluminium ist zwar leicht zu recyceln und beliebig oft , bedarf aber bekannter Weise viel Strom zur Gewinnung. Der Rohstoff Abbau von Bauxit, der zur Herstellung von nahezu ausnahmslos erforderlich ist, verursacht große Umweltschäden wie Rodung und Trinkwasser Vergiftung, was dann für den Mensch richtig gefährlich werden kann. (wenn es mal daneben geht).
Kohlefaser erfordert fossile Kraftstoffe. Die Epoxidharze, die für die Laminierung erforderlich sind, sind auch umweltschädlich und erschweren das Recycling. Da mehre Lagen von Kohlefasermatten getränkt werden und mit der Aushärtung im Ofen eine extrem feste Verbindung eingehen.
Auch hier dürfte das Backen im Ofen einiges an Energie verschlingen, in der industriellen Großserienfertigung. Auch wenn die Temperatur der Ofen nicht besonders hoch ist.
Defekte Karosserieteile aus Kohlefaser Verbundwerkstoff können nicht einfach repariert werden. Anders als bei Aluminium, was sich leicht ausbeulen lässt, ist eine Reparatur teuer und unter Umständen gar nicht möglich - ein Fall für den Sondermüll.
Was ist also besser? Es kann sein, das nicht alles richtig ist was ich schreibe. Es geht mir ja auch darum zu erfahren, was richtig ist.
Tief in der Materie bin ich nicht verankert.
Der Tesla S besteht weitgehend aus Aluminium. Der BMW i3 besteht fast komplett aus
Kohlefaser Verbundwerkstoff.
Als Beispiel.
Beste Antwort im Thema
Hallo,
um das Gewicht der Energiespeicher auszugleichen, um den Verbrauch zu reduzieren und damit die Reichweite zu erhöhen, bedarf es leichte aber feste Materialien.
Aluminium ist zwar leicht zu recyceln und beliebig oft , bedarf aber bekannter Weise viel Strom zur Gewinnung. Der Rohstoff Abbau von Bauxit, der zur Herstellung von nahezu ausnahmslos erforderlich ist, verursacht große Umweltschäden wie Rodung und Trinkwasser Vergiftung, was dann für den Mensch richtig gefährlich werden kann. (wenn es mal daneben geht).
Kohlefaser erfordert fossile Kraftstoffe. Die Epoxidharze, die für die Laminierung erforderlich sind, sind auch umweltschädlich und erschweren das Recycling. Da mehre Lagen von Kohlefasermatten getränkt werden und mit der Aushärtung im Ofen eine extrem feste Verbindung eingehen.
Auch hier dürfte das Backen im Ofen einiges an Energie verschlingen, in der industriellen Großserienfertigung. Auch wenn die Temperatur der Ofen nicht besonders hoch ist.
Defekte Karosserieteile aus Kohlefaser Verbundwerkstoff können nicht einfach repariert werden. Anders als bei Aluminium, was sich leicht ausbeulen lässt, ist eine Reparatur teuer und unter Umständen gar nicht möglich - ein Fall für den Sondermüll.
Was ist also besser? Es kann sein, das nicht alles richtig ist was ich schreibe. Es geht mir ja auch darum zu erfahren, was richtig ist.
Tief in der Materie bin ich nicht verankert.
Der Tesla S besteht weitgehend aus Aluminium. Der BMW i3 besteht fast komplett aus
Kohlefaser Verbundwerkstoff.
Als Beispiel.
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48 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von OPC
Kohlefaser in der DDR? ;)
War Glasfaser. Kann man nicht vergleichen.
War Baumwolle von der UdSSR und Egypten.... Ist aber nicht wichtig. ;) Wichtig war die Matrix :cool:
Das Material war Einwandfrei, warum wendet es im Westen keiner an? Der Produktionsprozess (auf Youtube einsehbar) war zu langsam und Kapitalintensiv. Da die Zyklenzahl/hr begrenzt ist braucht man eine Presse fuer etwa 10'000 Karosserien Jahresleistung. Sachsenring hatte 21 Pressen in der Produktion das Video sagt 45 Pressen.... Die Dinger sind nicht billig. Allerdings mag es mit Carbonfaser auch nicht schneller gehen darum koset der Kram ja auch soviel. Der Vorteil aller Fasern ist das man sie in der Wirkwarenindustrie der DDR herstellen kann wie Socken, so das die Fasern den Kraftverlauf folgen. Das geht mit Stahl und Alu kaum.
Bau der Karosse ab Minute 9:45 (Video, deutsche Sprache)
Gruss, Pete
Danke ! Toller Film.
Zur Fertigung: mehr als 10 Minuten Zykluszeit für ein Pressteil hebt die Fertigungskosten in die Nähe der CFK Teile für den BMW I 3. Die Rohstoffkosten sind da nicht mehr ausschlaggebend. Leider viel zu teuer.
Gruß SRAM
Ich denke das ein I3 Monocoque schon ein wenig länger Brauch als 10min. Oder gehen die Dinger nicht mehr unter Vakuum in den Ofen?
An Sonnsten mach aus Minuten Stunden schon passt das. ;)
Zum Trabant noch mal das Duroplast war ne Notlösung in den 50ern als es ein Stahlembargo gab. Das sollte nie so lange benutzt werden. Es gab seitens Sachsenring schon in den 60ern Vorschläge für ein Auto komplett in Blech. Die Regierung machte aber bei jedem Vorschlag bis zum schluß einen Strich durch die Rechnung. Den Ingenieure bei sachsenrichng hatten schon lange erkannt das die beplankung der eigentliche Flaschenhals war.
Zu BMW:
http://www.youtube.com/watch?v=J0mjEvUC3jM
Nicht viel anders als die Trabbi Presse (sauberer und mehr live-style plant halt).....
Was anderes ist für Massenfertigung nicht machbar. Die Einzelfertigung der F1 oder der DTW kannste vergessen: viel zu teuer.
____________
Sollte kein Angriff auf die Trabbiwerke sein: ich kenne die Hintergründe und bin mir sehr bewußt daß vor Ort sehr gute Ingenieur-Arbeit trotz dummer Politiker in Berlin geleistet wurde. Leider sitzen jetzt wieder dieselben Idioten wieder in Berlin und machen Deutschland fertig........
Gruß SRAM
Ich wollte nur 2 Sachen zeigen: das technisch kein grosser Unterschied besteht und das "Produktion" als solches nicht so einfach ist wie manche sich das vorstellen. Das Video zeigt ganz gut (denke ich) wie kompliziert der Produktionsvorgang selbst eines einfachen Fahrzeuges der 50er Jahre ist. Die "Juenger" schreien aber immer: "warum wird Dieses und Jenes nicht einfach gemacht/gebaut". Weil vieles eben garnicht sooo einfach ist und Bezahlbar muss es ja auch sein.
Kein Mensch kauft Mikrowellenherde fuer 20'000 das Stueck...
Gruss, Pete
Zitat:
Original geschrieben von SRAM
Zu BMW:
http://www.youtube.com/watch?v=J0mjEvUC3jM
Nicht viel anders als die Trabbi Presse (sauberer und mehr live-style plant halt).....
Was anderes ist für Massenfertigung nicht machbar. Die Einzelfertigung der F1 oder der DTW kannste vergessen: viel zu teuer.
____________
Sollte kein Angriff auf die Trabbiwerke sein: ich kenne die Hintergründe und bin mir sehr bewußt daß vor Ort sehr gute Ingenieur-Arbeit trotz dummer Politiker in Berlin geleistet wurde. Leider sitzen jetzt wieder dieselben Idioten wieder in Berlin und machen Deutschland fertig........
Gruß SRAM
Hihi ist ja lustig wirklich fast gleich bei einem beplankungsteil. Was mich aber interessiert wäre das i3 Monocoque also die Karosseriestruktur/Zelle.
Vielleicht zapfe ich da mal meine Kontakte bei BMW in Leipzig an.
Naja nen Angriff auf Sachsenring ist ja auch nicht mehr nötig.
Außerdem hab ich schon jeden Witz gehört das härtet ab, war aber nen schönes Leichtbauauto. Und bei 525kg(Serie 615) und 93ps fuhr es auch nicht so verkehrt ;)
@reachstacker
Da geb ich dir vollkommen recht. Ein Blech pressen geht nun mal in wenigen Sekunden mit einlegen und entnehmen. Egal ob Stahl oder Alu.
Ich bin schockiert.
Film 1:
War das das 20. Jahrhundert??
Lebt die hübsche Frau noch, oder ist sie plastiniert??
Mir kommt das vor, wie in weit, weit entfernten Galaxie in einer weit, weit entfernten, vergangtenen Zeit.
Hut ab, vor der Leistung, die mit diesen Gerätschaften erbracht wurde.
Film 2:
Ist es noch das 21. Jahrhundert?
Eine fast menschenleere Fabrik mit nur einem Controler und einem Azubi.
Da frage ich mich, wer die hergestellten Waren kaufen soll, wenn Niemand außer dem Herstellerwerk Geld verdient. Der Frisör der dem Bäcker die Haare für 5,- Euro schneidet, oder der Bäcker, der dem Frisör für 5,- Euro das Brot backt. Na, ja evtl. der Politiker und der Banker, die beide vom Frisör und Bäcker schmarotzen und auf deren Kosten fett leben.
Hier ist es die weit entfernte Galaxie in einer weit entfernten Zukunft.
Krasser konnte der Unterschied in der Herstellung von künstlichen Autokarosserieteilen nicht sein
Dank für die beiden links an Reachstacker und SRAM
MfG RKM
Zitat:
Original geschrieben von 2tviper
Mit Fakten haben wir es hier nicht so? ;)
Fakt ist: die Beplankung des Trabantstahlgerippes( ja es war Stahl darunter) besteht aus mit Phenolharz getränkter Baumwolle bzw baumwollabfällen. Und ist damit ein echte Leichtbau Karosserie. Die Karosserie wiegt komplett unter 150kg. Eine Trabantkarosse mit Carbon, Aramid und Glasfaser bekommt man noch deutlich leichter.
Die Serienkarosse hat eine deutlich besser Steifigkeit als der erste Twingo oder auch civic die um das Jahr 1990 ausgeliefert wurden. Und das bei einem Kfz das in den Grundzügen Ende der 1950er Jahre entwickelt wurde.
Auch heut zu Tage experimentieren wieder Hersteller mit Harz getränkten Naturfasern.
Warum sollte sowas nichts mit Carbon oder Materialmix zu tun haben selbs wenn es Glasfaser gewesen wäre? Erklärung und Fakten?
Wie du selber schreibst, hat die Karosserie mit einer modernen Carbon Faser Strukur nicht viel zu tun. Von der Steifigkeit nicht vergleichbar und darum auch keine Option!
Ist im Prinzip her ähnlich vom Material was bei Booten beim Rumpf verwendet wird.
Sorry verstehe deine Aussage nicht! Was hab ich geschrieben?
Was ist keine Option? Gerippe mit beplankung? Faserwerkstoffe?
An vielen stellen ist auch Carbon keine Option, damit lässt sich nämlich nicht alles lösen und die Welt kann man damit auch nicht retten.
@all
Hier mal ne Erklärung zum i3Monocoque:
Da steht das sie das Monocoque nicht im Autoclaven backen sondern das Harz bei 100gradC injizieren.
Ich habe jetzt speziell vom Trabant gesprochen.
Natürlich kann man die Beplankung damit realisieren. Also Türen, Hauben und das Dach. Aber für die Trägerelemente reicht es nicht mehr, die "Trabbi Technik" anzuwenden, da nicht steif genug.
Beim i3 ist ja wirklich alles aus Kohlefaser, bis auf wenige Crashelemente, die aus Metall sind. Diese leiten den Aufprall gleichmäßig auf die Fahrgastzelle.
Das ist nicht so.
Tragendes Element ist der Aluminiumrahmen. Carbon kommt zum größten Teil nur für den Aufbau zum Einsatz und dort auch nur für belastete Teile. Der Aufbau besteht nicht aus einem Stück, sondern wie ein konventioneller Aufbau aus Preßteilen, die zusammengeklebt und mit Thermoplasten als Außenhaut verkleidet werden.
Sicherheit wird ein Thema werden: den Pfahltest wird das Teil bestehen, aber einem echten Seitenaufprall in freier Wildbahn, bei dem der Gegner in einer Höhe angreift die höher als die Akkuebene und den diesen umgebenden Alurahmen liegt, wird es den Passagierteil einfach abscheren.
Also liebe SUV Fahrer: nehmt Rücksicht auf den Joghurtbecher, solange er nicht zu frech wird ;)
Gruß SRAM
@opc
Und genau das habe ich auch überhaupt nicht behauptet sondern lediglich deine Falschaussage korrigiert das der Trabant GFK verbaut hatte.
Und nein die Trabantpressteile haben auch gar nichts mit bootwerkstoff gemein. Wenn man mal so ein Teil in der Hand hatte und ein vergleichbares carbonteil wie das gezeigte wacklige carbondach von BMW weiß man die Steifigkeit des Duroplast zu schätzen.
Wieviele Serienautos kennst du mit Carbonträgerstruktur? Und wir reden hier nicht, wie SRAM schon schrieb von Supersportwagen wie Porsche GT oder formel1/lms Prototypen.
Hast du den link zum i3 gelesen? Unterschied bzw Aufgaben von Drive & Livemodul verstanden?
Aus welchem Material ist das drivemodul/tragende Struktur? Aluminium und Stahl !
...sagte ich grade, den Pfahltest wird er aushalten ?
Tja: ich habe gelogen.......
Pfahl Test
.....da wird man wohl noch ein bisschen feilen müssen :D
Gruß SRAM
Zitat:
Original geschrieben von 2tviper
@opc
Und genau das habe ich auch überhaupt nicht behauptet sondern lediglich deine Falschaussage korrigiert das der Trabant GFK verbaut hatte.
Und nein die Trabantpressteile haben auch gar nichts mit bootwerkstoff gemein. Wenn man mal so ein Teil in der Hand hatte und ein vergleichbares carbonteil wie das gezeigte wacklige carbondach von BMW weiß man die Steifigkeit des Duroplast zu schätzen.
Wieviele Serienautos kennst du mit Carbonträgerstruktur? Und wir reden hier nicht, wie SRAM schon schrieb von Supersportwagen wie Porsche GT oder formel1/lms Prototypen.
Hast du den link zum i3 gelesen? Unterschied bzw Aufgaben von Drive & Livemodul verstanden?
Aus welchem Material ist das drivemodul/tragende Struktur? Aluminium und Stahl !
Serienautos? Lotus. Wobei hier aber der Karosserie auf einem Gitterohrrahmen aus Aluminium besteht.
Wichtig ist das die Fahrgastzelle aus Carbon ist! Beim i3 aus einem Stück, laut BMW. Dürfte sicherer als eine S-Klasse sein.
Sram weiß wie immer alles besser. Wenn die in der Formel1 noch Aluminium verwenden würden, wären einige Fahrer nach Senna gestorben!
Zitat:
Sram weiß wie immer alles besser.
Es besser wie du zu wissen ist leider zu einfach. Fordert mich ganz und gar nicht. :)
Gruß SRAM