Carbon wäre so steif, da haut’s einem bei jedem Sandkorn fast die Zähne raus.
Man hört so viel... ![]()
C-Fasern sind in Faserrichtung ungefähr genauso steif wie Stahl. Es gibt da allerdings eine große Bandbreite, je nach Fasertyp: Hochfeste Fasern sind in der Regel weniger steif und hochsteife Fasern haben eine geringere Festigkeit.
CFK ist Carbonfaser verstärkter Kunststoff, der zu etwa 55% aus Fasern und zu 45% aus Kunststoff (z.B. Epoxydharz) besteht, dessen Steifigkeit im Vergleich zu den Fasern vernachlässigbar ist. CFK mit unidirektionalen Fasern (alle in der selben Richtung) hat demnach nur noch etwas mehr als die halbe Steifigkeit von Stahl, da ja nur gut die Hälfte des Querschnitts aus Fasern besteht.
Nun ist es aber in den meisten Fällen nicht klug, alle Fasern nur in einer Richtung zu verlegen, weil ein solches Bauteil nämlich auch nur Kräfte in einer Richtung aufnehmen kann (falls man so einen Fall tatsächlich hat, ist es natürlich gut). Fasern, die nicht in Lastrichtung verlaufen, tragen auch nur wenig zur Steifigkeit bei, so dass man je nach Anteil der Fasern in den unterschiedlichen Richtungen am Ende bei einer Steifigkeit heraus kommt, die unterhalb der von Alu liegt.
Warum dann überhaupt CFK? Die spezifische Festigkeit und Steifigkeit, also wenn man Steifigkeit und Festigkeit auf die Dichte bezieht, ist unschlagbar. Stahl hat eine Dichte von 7,85 kg/l, Alu 2,7 kg/l. C-Fasern etwa (je nach Typ) 1,7 - 1,8 kg/l, Epoxydharz ca. 1,1 kg/l. Die Mischung aus C-Fasern und Epoxydharz hat je nach Volumenanteilen also eine Dichte von ca. 1,4 - 1,5 kg/l.
Daher hat ein CFK-Bauteil bei gleicher Steifigkeit und/oder Festigkeit ein geringeres Gewicht als eines aus Alu oder Stahl. Ob es auch absolut steifer und/oder fester ist, hängt vom Querschnitt und den Anteilen der verwendeten Faserorientierungen ab.
Was sich beim Fahrrad allerdings angenehm bemerkbar macht, ist die höhere Dämpfung von CFK gegenüber Alu oder Stahl. Negativ ist die Schlagempfindlichkeit und die Tatsache, dass Schäden im Laminat von außen kaum zu sehen sind.