Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff
Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK - C für Carbon = Kohlenstoff) bezeichnet einen Faser-Kunststoff-Verbund Werkstoff, bei dem in das Grundmaterial (Matrix) aus Kunststoff Kohlenstofffasern als Verstärkung eingebettet werden.
Die Matrix besteht meist aus Duromeren z.B. Epoxidharz.
Bei der Fertigung von CFK ist ein hoher Faseranteil erwünscht, wobei Verunreinigungen, z. B. durch Luftbläschen, minimiert werden sollen. Der Elastizitätsmodul (E-Modul) der Faser muss höher sein als der des Grundwerkstoffes. Die Haftung der Matrix auf der Faser muss gegeben sein, ansonsten versagen die Bauteile durch Faser-pull-out.
Die Zugfestigkeit und Steifigkeit eines aus CFK hergestellten Materials ist wie bei allen Faserverbunden in Faserrichtung sehr hoch, aber quer zur Faserrichtung niedrig.
CFK werden vielfältig eingesetzt, z. B. in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau oder für Sportgeräte, wie Fahrradrahmen, Tennisschläger und Angeln. Zunehmend setzt sich CFK auch im Bauwesen durch. CFK wird in Form von Lamellen oberflächig oder in Schlitze auf die Bauteiloberfläche geklebt für die Bauwerksverstärkung eingesetzt.
Fertigungsverfahren
Die Fertigungsverfahren entsprechen denen von glasfaserverstärktem Kunststoff. Dabei werden vor allem Verfahren eingesetzt, mit denen sich hochwertige Faserverbunde herstellen lassen. (Prepreg, Faserwickeln) CFK-Handlaminate kommen dagegen fast ausschließlich im Kleinserienbau und in der Einzelfertigung zur Anwendung.
Hinweis
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