Carbon-Abdeckungen für Motorräder: Vorteile und Nachteile

Wenn es ums Reduzieren von Gewicht oder ums Veredeln des Schätzchens geht, kommt niemand um Carbon herum. Jeder kennt es, jeder liebt es. Dieser Artikel beleuchtet alles Wissenswerte über Carbon, einschliesslich Herstellungsprozess, Anwendungen und worauf beim Kauf zu achten ist.

Was ist Carbon?

Carbon ist ein Verbundwerkstoff aus Kohlefasern und Kunststoff. Die einzelnen Fasern werden in einem thermo-chemischen Verfahren (Pyrolyse) aus kohlenstoffhaltigen Materialien gewonnen. Sie sind sechs- bis zehnmal dünner als ein menschliches Haar.

Nach dem Spulen zu Endlosfäden wird das Material zu Matten gewoben. Die Fasern werden zu einem Endlosstrang gebündelt, aufgespult und zu Matten gewoben. Beim Weben entsteht die charakteristische Netzstruktur, die sich bei Belastung nicht gegeneinander verschiebt. Dadurch widersteht sie hohen Zugkräften aus jeder Richtung. Außerdem sehen Carbonmuster super aus.

Vor der Verarbeitung werden die Matten in Kunstharz getränkt (Imprägnieren oder Laminieren) und in Formen gelegt. Zum Aushärten kommen die Formen in einen Ofen oder einen Autoklaven. Im ersten Fall spricht man von „Tempern“, im zweiten von „Backen“. Das ausgehärtete Material heißt carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder auch kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (KFK). Oder schlicht Carbon.

Herstellungsprozess

Der Herstellungsprozess von Carbonteilen umfasst mehrere Schritte:

1. Zuerst werden die vorbehandelten Matten zugeschnitten.
2. Das Reinigen der Form.
3. Nach dem Reinigen der Form wird der Zuschnitt darin ausgelegt.
4. Dabei müssen die Arbeiter darauf achten, dass die Matten faltenfrei eingelegt werden.
5. Der Unterdrucksack entzieht während des Backens überschüssige Bindemittel aus den Teilen. Überschüssige Bindemittel werden aus den Teilen entzogen.
6. Im Autoklaven werden die Teile unter Druck und hohen Temperaturen gebacken.
7. Nach dem Backen wird das Bauteil aus der Form gelöst.
8. Nun folgt die Nachbehandlung mit Band- und Exzenterschleifer. Ein Mitarbeiter schneidet die überstehenden Ränder ab, entgratet das Teil und bereitet es fürs Lackieren vor.
9. Letzter Schritt ist das Lackieren - meist mit Klar-, mitunter auch mit Buntlack. Oder als Kombination.

Verwendungsmöglichkeiten von Carbon am Motorrad

Carbon findet vielfältige Anwendungen am Motorrad:

• Bei Endtöpfen arbeiten die Hersteller entweder durchgängig mit Kohlefaser oder verpassen den Teilen eine Lage Sichtcarbon.
• Carboneinlagen werden häufig bei Sporthandschuhen verwendet. Beliebt sind Carboneinlagen bei Sporthandschuhen. Schlagtests bestätigten eine erhöhte Schutzwirkung.
• Mittlerweile führen die meisten großen Helmhersteller einen Kopfschutz aus Carbon. Shark, X-Lite, Shoei & Co. - die meisten großen Helmhersteller haben mittlerweile Helme aus Carbon in der Produktpalette.
• Als reines Kohlenstoff-Teil zu brüchig. Daher bestehen solche Lenker innen aus Alu und sind mit Carbon verziert. Lenker bestehen zwar innen aus Alu, sind außen allerdings mit Carbon verziert.
• Besonders exklusiv sind Räder aus dem feinen Stoff. Besonders exklusiv: Räder aus Carbon. Bei Fahrtests litt allerdings mitunter die Fahrstabilität der Bikes.

Vorteile von Carbon

Carbon bietet neben der Gewichtsersparnis auch eine hohe Stabilität. Dank des strukturellen Aufbaus ist Carbon sehr stabil. Daher reißt es nicht so schnell wie beispielsweise glasfaserverstärkter Kunststoff, kurz GFK. Die Zähigkeit von Carbon schützt die darunterliegenden Teile sehr gut. Außerdem ist die Gefahr wesentlich geringer, dass der Motor oder Rahmenteile bei einem Sturz beschädigt werden.

Nachteile von Carbon

Carbon ist im Wesentlichen nur auf Druck oder Zug belastbar. Deshalb ist es extrem wichtig, dass beim Aufbau der Teile die Laminatlagen in gewissen Richtungen zueinander gelegt werden, um die gewünschte Festigkeit zu erzielen. Bei Fahrwerksteilen verhält sich Carbon völlig anders als Aluminium oder Stahl, daher verändert sich die teils gewünschte Flexibilität von Rahmen oder Schwinge deutlich. Deshalb können solche Teile nicht einfach ausgetauscht und aus Carbon gefertigt werden.

Worauf man beim Kauf von Carbonteilen achten sollte

Beim genauen Hinsehen fallen unterschiedliche Muster bei Carbonteilen auf. Carbonmatten werden auf zwei Arten gewoben: Köper- und Leinwandbindung. In geringem Maße unterscheiden sie sich in der Zugfestigkeit, jedoch ist dies zu vernachlässigen. Zusätzlich zu Leinwand und Köperbindung wird auch noch nach Gramm unterschieden. Dies gibt dann die Größe und Breite der gewebten Fadenstränge an. Der Zubehörteilebau verwendet meist Köper oder Leinwand.

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Nasslaminieren und dem Gebrauch von sogenannten Prepreg-Matten. Im ersten Fall werden die Matten kurz vor der Verarbeitung in Harz getränkt und in eine Form gegeben. Danach kommt die Form zum Trocknen bei zirka 50 Grad in einen gewöhnlichen Ofen. Das nenne ich Tempern. Bei korrekter Umsetzung liefert diese Methode ordentliche Sichtergebnisse. Allerdings erzielt sie nicht die hohe Steifigkeit und Stabilität, wie sie beim Backen in einem Autoklaven erreicht wird. Außerdem kann man Nasslaminate wegen schlechter Oberflächenbeschaffenheit, Luft- und Harzeinschlüssen nicht so gut lackieren.

Die Verwendung von Prepreg-Matten (Prepreg = „preimpregnatet fibres“, zu Deutsch: vorimprägnierte Fasern) garantiert dagegen einen gleichbleibend niedrigen Anteil an Bindemitteln, da sie maschinell hergestellt werden. Dadurch sind die Bauteile sehr maßhaltig und haben eine klar definierte Stabilität. Prepreg-Carbonmatten beinhalten bereits die nötigen Bindemittel und müssen nicht mehr, wie früher oder bei Nasslaminaten, mit Harz oder Ähnlichem getränkt werden.

Hochwertige Carbonteile sind in sich sehr stabil und lassen sich im Verhältnis zur Stärke und zum Gewicht nur sehr schwer verformen. Nasslaminate erkennt man an der Oberfläche. Bei genauer Betrachtung fallen viele kleine Mikrolöcher auf. Es gibt auch zahlreiche Nasslaminat-Teile am Markt, die bereits mit Klarlack überzogen wurden. Die sind aber aufgrund der vielen Lackschichten verhältnismäßig schwer.

Oft werden auch völlig unlackierte, nur polierte Teile auf dem Markt angeboten. Die Kunststoffbeschichtung von Carbonteilen ist nicht üblicher Standard. In der Regel wird, wenn überhaupt, nur mit Spritzklarlack lackiert.

Tabelle: Preisübersicht für Carbonteile (Beispielwerte)

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