Innovation pur

Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, auch CFK (Carbon-faserverstärkter Kunststoff) oder umgangssprachlich nur Carbon (engl. für Kohlenstoff) genannt, bezeichnet einen Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff, bei dem Kohlenstofffasern, meist in mehreren Lagen, als Verstärkung in eine Kunststoff-Matrix eingebettet werden.

CFK wird immer dann verwendet, wenn eine hohe gewichtsspezifische Festigkeit und Steifigkeit gefordert ist, wie z.B. in der Luft- und Raumfahrt oder im Fahrzeug- und Maschinenbau.

CFK bei MAP

Als weltweit erster Hersteller von Bearbeitungszentren mit Linearmotorantrieb setzt MAP bei der neuen PRO.X1000 einen Z-Achsen-Schlitten ein, der nahezu komplett aus CFK gefertigt wurde.

Eine realisierte, etwa 45%ige Gewichtseinsparung (im Vergleich zu einer Aluminiumvriante) in der Z-Achse, kommt der Dynamik aller Linearachsen zu Gute. Das bedeutet eine enorme Verringerung der Bearbeitungszeiten, da höhere Schnittgeschwindigkeiten bei gleichen Genauigkeiten gefahren werden können.

Vorteile durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen

Für den Anwender ergeben sich durch die Verwendung von CFK eine Reihe von entscheidenden Vorteilen.

• Geringere Bearbeitungszeiten durch höhere Schnittgeschwindigkeiten
• Deutliche Reduzierung der Nebenzeiten
• Höhere Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität
• Bessere Standzeiten aufgrund des guten Dämpfungsverhalten
• Deutliche Gewichtsreduktion bei gleicher Stabilität der Baugruppe
Geringerer Energiebedarf durch Reduzierung der bewegten Massen
• Geringe Wartungskosten durch ausgezeichnete Ermüdungsfestigkeit

CFK Baugruppe

Vergleich verschiedener Werkstoffe

CFK-Verbundwerkstoffe zeichnen sich primär durch hohe mechanische Eigenschaften und ein tiefes spezifisches Gewicht aus.

Dadurch können sie bei hochbelasteten Bauteilen mit Metallen konkurrieren und ermöglichen eine deutliche Gewichtsreduktion.

Weiterhin verhindert die äußerst geringe Wärmeausdehnung nahezu jeglichen Wärmegang während des Betriebs und ist ein wichtiger Aspekt für die hohe Maßhaltigkeit der PRO.X1000.

Bei gleichem Gewicht hat CFK etwa die 5-fache Zugfestigkeit im Vergleich zu Stahl.

 

 

Dural-AluTitanStahlGFKCFK
Dichteg/cm32,84,57,82,11,6
ZugfestigkeitMPa3508001.100720900
E-ModulMPa75.000110.000210.00030.00088.000
Reislängekm1318143460