Was ist ein Kohlefaserrohr?
Kohlefaserrohre (auch Kohlefaserstäbe genannt, wenn sie steifer und schwerer sind) sind überwiegend zylindrische Strukturen aus Kohlefasern, die in eine Polymermatrix, oft ein Epoxidharz, implantiert sind.
Vorteile von Kohlefaserrohren
Gewichtsreduktion
Einer der herausragenden Vorteile ist das geringe Gewicht von Kohlefaserrohren. In Branchen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie bedeutet Gewichtseinsparung eine bessere Kraftstoffeffizienz und Leistung.
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Hohe Festigkeit und Haltbarkeit
Obwohl diese Röhren leicht sind, sind sie unglaublich stabil und langlebig. Sie halten hohen Belastungen und rauen Bedingungen stand und halten länger als viele herkömmliche Materialien.
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Korrosionsbeständigkeit
Im Gegensatz zu Metallen rostet oder korrodiert Kohlefaser nicht, wodurch diese Rohre ideal für Anwendungen im Meer und in Umgebungen mit hoher Feuchtigkeit und Chemikalien geeignet sind.
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Designflexibilität
Kohlefaserrohre können in verschiedenen Formen und Größen geformt werden und bieten eine Flexibilität, die mit anderen Materialien kaum zu erreichen ist. Dies ermöglicht innovative Designs und maßgeschneiderte Lösungen.
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Thermische Stabilität
Kohlefaserrohre behalten ihre Festigkeit und Form auch bei extremen Temperaturen und eignen sich daher für Anwendungen mit hoher Hitze.
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Verwandte Produkte
Eishockey ist ein Hochgeschwindigkeits- und Kraftsport, der eine Ausrüstung erfordert, die nicht nur eine hervorragende Leistung erbringt, sondern auch extremer Sportintensität standhält.
Kohlefaserplatte, hergestellt aus 100 % hochfester Kohlefaserverstärkung, die unter Druck und Temperatur ausgehärtet wird, um eine Hochleistungsplatte zu erzeugen, die für vollständig strukturelle Anwendungen geeignet ist und gleichzeitig auf einer Seite eine (kosmetische) Oberfläche der Klasse A aufweist.
Achteckiges Rohr aus Kohlefaser
Achteckige Kohlefaserrohre sind präzisionsgefertigte Komponenten aus hochwertiger Kohlefaser, einem Material, das für sein außergewöhnliches Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und seine außergewöhnliche Steifigkeit bekannt ist.
Kohlefaserstäbe sind sehr gerade und hart, was sie zu idealen Baumaterialien für Rahmen, Traversen und Verstärkungsmaterialien macht.
Gehackte Kohlenstofffasern beziehen sich auf Kohlenstofffasern mit hoher Festigkeit und hohem Modul, die von einem entsprechend dem Zweck ausgewählten Bündeler zu Bündeln verarbeitet und dann in bestimmte Längen geschnitten werden.
Unter Kohlefaserstreifen versteht man einen Materialstreifen aus Kohlefaser. Wird zum Wickeln von Verbundwerkstoffen, Extrusionsstrecken, kohlenstoffstreifenverstärkten Verbundwerkstoffen, Heizelementen, leitfähigen Materialien und Halbleitermaterialien verwendet.
Es gibt drei Haupttypen von Kohlefaserfilzen: Kohlefilze auf Polyacrylnitrilbasis, Kohlefilze auf Klebstoffbasis und Kohlefilze auf Asphaltbasis.
Enhanced Composites-Winkel werden aus 100 % Kohlefaser unter Verwendung einer Kombination aus gewebtem und multidirektionalem Prepreg-Gewebe hergestellt, um einen attraktiven und extrem starken 90-Grad-Winkel zu erzeugen.
Die hochwertige Kohlefaserplatte besteht zu 100 % aus hochfestem, kohlefaserverstärktem Material und Epoxidharz, mit einer glatten, glänzenden und schönen Kohlefaseroberfläche auf einer Seite und einer strukturierten „Abziehschicht“-Oberfläche auf der Rückseite.
Warum sollten Sie sich für uns entscheiden?
Unsere Zertifikate
Wir haben die Zertifizierung für das Managementsystem ISO 9001 und das Managementsystem für geistiges Eigentum bestanden. Wir wurden außerdem mit dem Titel eines provinziellen High-Tech-Unternehmens ausgezeichnet und verfügen über mehr als 50 Patentzertifikate.
Partner
Derzeit arbeiten wir mit weltweit führenden Lieferanten zusammen, darunter Toray aus Japan, Mitsubishi aus Japan, Hexcel aus den USA, Zhongfu Shenying aus China, Weihai Guangwei, Cathay Pacific, DuPont aus den USA, Jushi aus China, Sinoma Technology, Micron aus den USA, Kentian aus den USA, FK aus den USA und Daiplatinum aus Schweden.
Unser Unternehmen
Wir sind ein innovatives Unternehmen, das sich auf die Tiefenverarbeitung von Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Flachgeweben, dreidimensionalen Webereien und speziellen Texturmischungen sowie vorimprägnierten und geschmiedeten Produkten spezialisiert hat. Wir produzieren auch geformte, heißgepresste und extrudierte Kohlefaserprodukte.
Anwendung von Kohlefaserrohren
Kohlefaserrohre für Autos und Fahrräder
Kohlefaserrohre werden in Autos, Motorrädern und Fahrrädern zur Gewichtsreduzierung eingesetzt. Einige Beispiele sind:
● Abgasanlagen in Sportbikes oder Rennmaschinen
● Aufhängungssysteme in Sportwagen mit Kohlefaser-Aufhängungsfedern
● Rennwagenteile wie Kohlefaser-Bremssättel oder Kohlefaser-Rotoren
● Leichte Renn- und Mountainbike-Rahmen
Kohlefaserrohre in der Fertigungs- und Luft- und Raumfahrtindustrie
Schauen wir uns als Nächstes an, wie Carbonrohre in der Fertigungs- und Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt werden. Kohlefaser ist in vielen heute gebauten Flugzeugen zu finden. Typische Anwendungen umfassen Rumpf, Flügelstruktur und Steuerungen. Kohlefaser wird auch in internen Schotten, Fußböden, Kanälen und Zugangsplatten verwendet.
Kohlefaserrohre für den Bau
Bauunternehmen und andere Branchen nutzen Carbonrohre auf vielfältige Weise. Sie werden im Brücken- und Fachwerkbau eingesetzt. Ihr Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht macht sie zu idealen Baumaterialien.
Kohlefaserrohre für Sportartikel
Schließlich werden Kohlefaserrohre häufig in Sportartikeln wie Angelruten und Tennisschlägern verwendet. Die hohe Zugfestigkeit macht diese Produkte langlebiger und leichter, was zu einer verbesserten Leistung führt.
So wählen Sie das beste Kohlefaserrohr für eine Anwendung aus
Die verschiedenen Arten von Kohlefaserrohren
In diesem Tutorial behandeln wir hauptsächlich zwei Arten von Rohren: pultrudierte Rohre und gerollte Rohre.
Pultrudierte Rohre weisen tendenziell kleinere Durchmesser auf und bieten die größtmögliche Festigkeit in Längsrichtung, sind jedoch anfälliger für Quetschungen oder Torsionsbrüche. Die Innen- und Außenflächen sind glatt und die Fasern sind bei genauem Hinsehen sichtbar. Diese Röhren werden geformt, indem die Fasern durch ein Harzbad und eine erhitzte Düse gezogen werden, um die Röhre zu formen. Die Fasern sind alle entlang ihrer Länge ausgerichtet. Durch das Pultrusionsverfahren weisen die Rohre zwar eine gute Steifigkeit auf, lassen sich aber leicht spalten.
Einführung in die mechanische Prüfung
Der Zweck dieser mechanischen Tests besteht darin, Vergleichsdaten zwischen den beiden Arten von Kohlefaserrohren, Edelstahl 304 und Aluminium 6063, bereitzustellen. Wir verwenden bei allen Tests die gleichen Profilgrößen, nämlich 10 mm Außendurchmesser und 8 mm Innendurchmesser. Dadurch wird die Leistung im Verhältnis zueinander für identische Profile angezeigt.
Zugfestigkeitstest
Hierbei handelt es sich um einen einfachen Zugversuch, bei dem die Rohre so lange gezogen werden, bis sie versagen. Die Rohre werden bis zur Elastizitätsgrenze gezogen und dann weiter gezogen, bis sie brechen. Die Elastizitätsgrenze wird durch den konstanten Gradienten in der Grafik angezeigt. Wenn sie nachgibt und sich plastisch verformt, verringert sich der Gradient, bis er bricht. Daher ist es viel wichtiger, die Streckgrenze zu beachten.
Druckfestigkeitstest
Hierbei handelt es sich um einen relativ einfachen Drucktest, bei dem das Rohr zwischen zwei Klemmen gepresst wird. Die Metallproben verhalten sich weitgehend wie erwartet und die Carbonrohre versagen erneut am Griff, was die Grenzen der Testmethode zeigt. Das Stahlrohr schneidet mit 1,5 Tonnen am besten ab, gefolgt von den pultrudierten und gerollten Rohren mit knapp einer Tonne, während das Aluminiumrohr bei etwa einer halben Tonne versagt.
Torsionssteifigkeitstest
Wir vergleichen die Rohre mit einer bekannten Torsionsbelastung, um Vergleichsdaten zu liefern, bis die Rohre in den Klemmen verrutschen oder versagen. Es ist besonders schwierig, bei dieser Art von Tests einen guten Halt zu finden und ihn bis zum Versagen durchzuhalten, aber wir können sie auf einem bekannten Niveau testen. In diesem Fall 5 Newtonmeter, was ungefähr dem entspricht, was man mit einem Schraubenzieher erreichen kann, dann weitermachen, bis der Griff oder das Rohr versagt.
3-Punktbiegetest
Dies ist ein 3-Punkt-Biegetest für die Rohre. Verwendung kundenspezifischer Werkzeugköpfe zur Darstellung der elastischen und schließlich plastischen Verformung und schließlich des Versagens. Wie erwartet versagten beide Metallrohre durch plastische Verformung und Biegung. Die Kohlenstoffrohre verformten sich, bevor sie durch Risse und Quetschungen im Rohr versagten. Das aufgerollte Rohr schnitt mit etwa 200 kg am besten ab, dicht gefolgt vom Stahlrohr mit 175 kg. Das pultrudierte Rohr versagte bei etwa 140 kg, gefolgt vom Aluminium bei 50 kg. Dieser Test verdeutlicht insbesondere den Vorteil der zusätzlichen Ringfasern auf einem gerollten Rohr im Vergleich zu pultrudierten Rohren.
Ergebnisse und Überlegungen zu pultrudierten Rohren
In diesem Abschnitt betrachten wir die Ergebnisse und wie sie die Verwendung dieser Art von Röhren beeinflussen könnten. Bei reiner Zug- und Druckbelastung bieten diese Rohre für ihr Gewicht eine außergewöhnliche Leistung. Unter Belastung über die gesamte Länge sind diese pultrudierten Rohre in etwa so stark wie ein Carbonrohr, dies geht jedoch zu Lasten der Torsionsleistung, der Quetschfestigkeit und der Spaltfestigkeit.
Ergebnisse und Überlegungen zu gerollten Tuben
In diesem Abschnitt betrachten wir die Ergebnisse und wie sie die Verwendung dieser Art von Röhren beeinflussen könnten. Wie aus den Zug- und Drucktests hervorgeht, erbringen diese Rohre fast die gleiche Leistung wie die pultrudierten Rohre. Der Dreipunkt-Biegetest hat den Vorteil der Ringfasern und die Druckfestigkeit, die sie gegenüber den pultrudierten Rohren bieten, wirklich deutlich gemacht. Es wurde auch hervorgehoben, wie die Reifenfasern die Torsionsfestigkeit leicht verbessern.
Einschränkungen von Kohlefaserrohren
Obwohl die Leistung von Kohlefaserrohren für viele Anwendungen sehr gut ist, gibt es auch Einschränkungen und Verwendungszwecke, bei denen Kohlefaserrohre möglicherweise nicht ideal oder geeignet sind. Wir werden hier einige gängige Beispiele behandeln. Ein gutes Beispiel dafür, dass Kohlefaser möglicherweise nicht geeignet ist, sind Hochtemperaturanwendungen. Bei Temperaturen über 120 °C zersetzt sich Kohlefaser stark. Sie eignen sich nicht für Anwendungen mit hohem Abrieb, wie z. B. Gleitlager und Buchsen, bei denen die Oberfläche sehr schnell verschleißt. Präzisionsbearbeitung wie das Schneiden von Gewinden funktioniert nicht gut, da das Gewinde sehr schwach wäre. Eine bessere Lösung besteht darin, für solche Anwendungen einen Metalleinsatz oder ähnliches mit dem Gewinde im Metall zu verwenden.
Arten von Kohlefaserrohren
Unidirektionale Kohlefaserrohre
Unidirektionale (UD) Kohlenstofffaserrohre werden aus Kohlenstofffasern hergestellt, die alle in einer einzigen Richtung ausgerichtet sind, typischerweise entlang der Länge des Rohrs. Diese Ausrichtung maximiert die Festigkeit und Steifigkeit in Faserrichtung und macht UD-Rohre ideal für Anwendungen, die eine hohe Zugfestigkeit und Steifigkeit entlang der Rohrlänge erfordern.
Gewebte Kohlefaserrohre
Gewebte Kohlenstofffaserrohre werden aus Kohlenstofffasern hergestellt, die zu einem Gewebe verwoben werden, bevor sie zu Rohren gerollt werden. Das gewebte Muster sorgt für Festigkeit und Steifigkeit in mehrere Richtungen und macht diese Rohre vielseitiger als unidirektionale Rohre. Gewebte Rohre werden häufig in Anwendungen verwendet, die ausgewogene mechanische Eigenschaften erfordern, wie z. B. Fahrradrahmen, Automobilkomponenten und allgemeine industrielle Anwendungen.
Köperbindung
Kohlefaserrohre mit Köperbindung weisen ein Muster auf, bei dem die Fasern in einem diagonalen Muster gewebt sind, was für ein unverwechselbares Erscheinungsbild sorgt und für ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Flexibilität sorgt. Diese Webart erhöht die Schlagfestigkeit des Schlauchs und wird häufig in Automobil- und Sportartikelanwendungen verwendet. Twill-Webmuster können in Dichte und Winkel variieren, was sich auf die mechanischen Eigenschaften und die optische Attraktivität des Schlauchs auswirkt.
Satinbindung
Satingewebte Kohlefaserrohre haben eine glatte Oberfläche und eine hervorragende Drapierbarkeit, wodurch sie sich ideal für Anwendungen eignen, die ein hochwertiges Erscheinungsbild und komplizierte Formen erfordern. Dieser Webtyp wird häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie bei hochwertigen Konsumgütern verwendet. Das Satingewebe bietet eine einzigartige Kombination aus Ästhetik und mechanischer Leistung bei guter Abrieb- und Verschleißfestigkeit.
Korbgeflecht
Korbgeflecht-Carbonfaserrohre weisen ein Kreuzmuster auf, das für hohe Stabilität und Festigkeit sorgt. Dieser Webtyp wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen Dimensionsstabilität und Lastverteilung von entscheidender Bedeutung sind, beispielsweise im Baugewerbe und bei schweren Industrieanwendungen. Das Korbgeflecht erhöht die Beständigkeit des Schlauchs gegen Delaminierung und verbessert die allgemeine strukturelle Integrität.
Drehergewebe
Karbonfaserrohre mit Dreherbindung zeichnen sich durch ein gedrehtes Fasermuster aus, das die Fasern an Ort und Stelle fixiert und so die Stabilität und Rutschfestigkeit des Rohrs erhöht. Dieser Webtyp eignet sich für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und minimale Verformung unter Last erfordern. Die Dreherwebstruktur sorgt für eine hervorragende Dimensionsstabilität und ist resistent gegen Scherkräfte.
Scheindrehergewebe
Scheindreher-Carbonfaserrohre ahmen die Stabilität und Rutschfestigkeit des Drehergewebes nach und sind gleichzeitig einfacher herzustellen. Dieser Webtyp wird in Anwendungen eingesetzt, die ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Produktionseffizienz erfordern. Das Scheindrehergewebe bietet eine kostengünstige Lösung mit guter mechanischer Leistung und Verarbeitbarkeit. Diese Rohre können Zugfestigkeiten von etwa 2,6 GPa erreichen und werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen Herstellungsgeschwindigkeit und Kosten entscheidende Faktoren sind. Die Dichte von Scheindrehergewebeschläuchen liegt typischerweise bei etwa 1,55 g/cm³. Beispiele für Anwendungen sind massenproduzierte Automobilteile, Strukturkomponenten in der Unterhaltungselektronik sowie leichte Rahmen für Drohnen und UAVs.
Geflochtene Kohlefaserrohre
Geflochtene Kohlefaserrohre werden durch das Flechten von Kohlefasern in eine röhrenförmige Form hergestellt. Diese Methode bietet eine hervorragende Torsionsfestigkeit und Flexibilität und macht geflochtene Schläuche ideal für Anwendungen mit komplexen Formen und dynamischen Belastungen, beispielsweise in der Robotik, Prothetik und Luft- und Raumfahrtkomponenten. Der Flechtprozess ermöglicht eine gleichmäßigere Spannungsverteilung und verbessert so die allgemeine Haltbarkeit und Ermüdungsbeständigkeit des Schlauchs.
Treffen Sie eine fundierte Entscheidung
Wenn Sie die spezifischen Eigenschaften und Anwendungen jedes Kohlefaserrohrtyps verstehen, können Sie eine fundierte Entscheidung treffen, die optimale Leistung und Effizienz Ihrer Projekte gewährleistet. Ganz gleich, ob Sie maximale Zugfestigkeit, ausgewogene Eigenschaften oder hohe Flexibilität benötigen, es gibt einen Carbonfaserrohrtyp, der Ihren Anforderungen entspricht.
So schneiden Sie Kohlefaserrohre
Benötigte Materialien:
PSA: Schutzbrille, Staubabsaugung, Gehör- und Atemschutz.
Schneiden: Diamantbeschichtetes Trennschleifmesser.
Endbearbeitung: Schleifpapier oder andere abrasive Oberflächen
Schneiden von Kohlefaserrohren:
Es gibt viele Möglichkeiten, Carbonfaserrohre zu schneiden. Ganz gleich, ob Sie eine Kappsäge, Fliesensäge oder ein handgeführtes Schneidwerkzeug verwenden, befolgen Sie diese einfachen Schritte, um jedes Mal einen sauberen Schnitt zu gewährleisten.
Wählen Sie die richtige Klinge für die jeweilige Aufgabe:
Dies ist der wichtigste Teil. Beim Schneiden von Verbundwerkstoffen ist es ideal, eine diamantbeschichtete Trennschleifklinge statt einer gezahnten Klinge zu verwenden. Zähne können die Fasern verfangen und das Material zerreißen, was zu Splittern oder Delamination führt. Dickere Rohre erzeugen möglicherweise genug Wärme, um das Epoxidharz wieder zu aktivieren, wodurch die Klinge „verklebt“. Um ein „Verkleben“ zu verhindern, kühlen Sie die Schnittfläche/Klinge. Die Verwendung einer segmentierten Klinge trägt zur Reduzierung der Hitze bei. Eine weitere Möglichkeit ist die aktive Kühlung mittels Nasssäge.
Wählen Sie die richtige Klinge für die jeweilige Aufgabe:
Unterstützen Sie das Rohr:
Um einen sauberen Schnitt zu erzielen, ist die (richtige) Abstützung/Aussteifung des Rohrs von entscheidender Bedeutung. Um einen rechtwinkligen Schnitt zu gewährleisten, stützen Sie das Rohr gegen eine gerade Kante oder einen Damm ab, der den gewünschten Winkel aufweist.
Ein nicht unterstütztes Rohr kann zu einer „gratigen“ Kante führen. Dies wird dadurch verursacht, dass sich eine Seite des Rohrs bewegt, bevor der Schnitt abgeschlossen ist. Grate finden sich typischerweise im „Fall“-Bereich. Wenn mehrere Abschnitte aus einem Rohr herausgeschnitten werden, ist es wichtig, sowohl das abgeschnittene Ende als auch das Fallende des Rohrs abzustützen und abzustützen.
Um einen sauberen Schnitt zu erzielen, ist die (richtige) Abstützung/Aussteifung des Rohrs von entscheidender Bedeutung.
Rand reinigen:
An der Schnittkante können Grate und/oder Fasern am Rohr verbleiben. Um die Kante zu reinigen, drehen Sie die niedliche Kante auf einem Stück Sandpapier oder einem anderen Schleifmittel.
Firmenvorstellung
Qingdao Wangzhan wurde 2012 gegründet und ist ein privates High-Tech-Unternehmen, das in der Verbundwebereiindustrie führend ist.
Wir sind ein innovatives Unternehmen, das sich auf die Tiefenverarbeitung von Kohlefasern, Aramidfasern, Flachgeweben, dreidimensionalen Webereien und speziell strukturierten, vorimprägnierten und geschmiedeten Produkten sowie geformten, heißgepressten und extrudierten Kohlefaserprodukten spezialisiert hat .
Unser Unternehmen folgt der Geschäftsphilosophie, „Kunden die besten Technologie- und Prozesslösungen mit erstklassigen Produkten und hochwertigen Dienstleistungen zu bieten“. Derzeit arbeiten wir mit weltweit führenden Lieferanten zusammen, darunter Toray aus Japan, Mitsubishi aus Japan, Hexcel aus den Vereinigten Staaten, Zhongfu Shenying aus China, Weihai Guangwei, Cathay Pacific, DuPont aus den Vereinigten Staaten, Jushi aus China, Sinoma Technology und Micron aus den Vereinigten Staaten, Kentian aus den Vereinigten Staaten, FK aus den Vereinigten Staaten, Daiplatinum aus Schweden, Daikin aus Japan und U-PICA aus Japan. Wir verlassen uns auf die fortschrittliche Technologie und die starke Unterstützung zahlreicher hervorragender Lieferanten und bieten unseren Kunden in verschiedenen Bereichen wie Marineschiffen, Luft- und Raumfahrt- und Militärindustrie, Automobilleichtbau, Sanitärkeramik und Badezimmer hochwertige Produkte, umfassende Dienstleistungen und wissenschaftliche Lösungen. Windkraft und Photovoltaik, Sportgeräte und elektronische Kommunikation, medizinische Geräte und Schienenverkehr.
Die Fabrik erstreckt sich über eine Fläche von über 7000 Quadratmetern und hat die Zertifizierung des ISO9001-Managementsystems und des Managementsystems für geistiges Eigentum bestanden. Es wurde außerdem mit dem Titel eines provinziellen High-Tech-Unternehmens ausgezeichnet und verfügt über mehr als 50 Patentzertifikate.
Unsere Zertifikate
Hat die ISO9001-Zertifizierung bestanden und die Top-Ten-Marken in Chinas Kohlefaserindustrie gewonnen!
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