Im Motorradbereich ist Carbon längst ein Begriff, wenn es darum geht, das eigene Motorrad aufzurüsten. Immer schneller und immer leichter soll sie sein, deine Maschine. Denn irgendwann zählt jedes Gramm, das eingespart werden kann. Carbon ist dabei das magische Wort in aller Munde. Doch was steckt eigentlich dahinter? Was ist das für ein Material? Warum sind Teile aus Carbon so beliebt bei Motorradfahrern?
Was ist Carbon?
Carbon ist definitiv ein besonderer Stoff. Er ist leicht, schlagfest, zugfest und hält Schwingungen stand. Außerdem sind die Verarbeitungsmöglichkeiten sehr präzise. Das Besondere an Carbon ist aber, dass es eigentlich nicht EIN Stoff, sondern ein Verbund aus mehreren Stoffen ist. Die richtige Mischung ist also für diese wünschenswerten Eigenschaften verantwortlich.
Die Bestandteile sind:
- Thermoplaste oder Duroplaste: Das sind besondere Kunststoffe. Während Kunststoffe ohnehin schon durch ihre Leichtigkeit und Stabilität bestechen, haben Thermoplasten noch einen besonderen Charakterzug: die Eigenschaft, unendlich oft formbar zu sein ohne an Qualitätsverlust zu leiden.
- Verstärkungsfaser(n): Die Faser, die die herausragende Stabilität hervorbringt, z. B. Kohlenstoff. Je nachdem wie lang die Fasern und wie sie angeordnet sind, verstärkt das den Stärkungseffekt teilweise noch.
Vorteile von Carbon
Die Vorteile von Carbon ähneln in vielerlei Hinsicht denen in der Luftfahrt und Raumfahrt. Genauso wie der Flieger, der dich für deine nächste Reise ins Warme bringt, möglichst wenig Gewicht haben sollte, ist das auch für dich und deine Maschine relevant. Das Einzige, das aktuell noch verhalten macht, ist die kostenintensive Investition.
Die Vorteile von Carbon sind:
- Gewichtsersparnis: Gewicht verlangsamt. Logischerweise. Auf der anderen Seite kann eine Carbon-Schwinge bis zu einem halben Kilogramm leichter sein als die Variante aus Aluminium.
- Belastbarkeit: Auch die extreme Belastbarkeit ist attraktiv. Wer möchte nicht, dass die Teile des eigenen Motorrads möglichst unbegrenzt lange halten und auch bei einem Unfall noch eine Chance haben, unbeschadet zu bleiben?
- Korrosionsbeständigkeit: Carbon ist absolut korrosionsbeständig.
- Ermüdungsresistenz: Carbon ist sehr ermüdungsresistent.
- Formbarkeit: Diese Carbon-Teile können quasi jede Form annehmen.
Nachteile von Carbon
Noch liegt der Preis deutlich über dem von Aluminium oder Stahl. Da unterscheiden sich auch die Bedürfnisse der Motorrad-Fans von den Anbietern in Luft- und Raumfahrt: Die Produktion muss zunehmend günstig und in Serie sein.
Die Nachteile von Carbon sind:
- Kosten: Das Einzige, das aktuell noch verhalten macht, ist die kostenintensive Investition.
- Empfindlichkeit bei Stoß aus unerwarteter Richtung: Kommt ein Schlag, Stoß, oder eine Kraft aus unvorhergesehener Richtung, ist Carbon sehr empfindlich.
- Schwer erkennbare Risse: Risse können im Inneren der Carbon-Struktur entstehen, die auch noch sehr schwer von Außen erkennbar sein können.
- Sicherheitsaspekt: Ein großer Nachteil ist der Sicherheitsaspekt, wie Risse erklärt: "Es ist von außen nicht einfach zu beurteilen, was mit einer Schwinge bei einem Crash alles passiert ist. Eine Möglichkeit ist, das Teil zu röntgen, was an der Strecke aber schwierig ist. Das heißt, man braucht entsprechend viele Schwingen und muss die Teile nach Hause schicken, sobald Zweifel bestehen.
Carbon im Vergleich zu anderen Materialien
Hier ist ein Vergleich von Carbon mit anderen gängigen Materialien im Motorradbau:
| Material | Dichte (g/cm³) | Zugfestigkeit (MPa) | Elastizitätsmodul (MPa) | Stärken | Schwächen |
|---|---|---|---|---|---|
| Stahl | 7,87 | 200 | 210.000 | Robust, steif, hart, relativ günstig, reparaturfreundlich | Hohes Gewicht |
| Aluminium | 2,7 | 50 | 70.000 | Leicht, relativ günstig | Weniger robust, anfälliger für Brüche und Risse |
| Magnesium | 1,75 | 150 | 47.000 | Sehr leicht, korrosionsbeständig | Bricht und reißt relativ schnell, korrosionsanfällig im Urzustand |
| Carbon | 1,5 | 3500-7000 | 180.000 (in Faserrichtung), 12.000 (quer zur FR) | Sehr leicht, korrosionsbeständig, hohe Festigkeit bei "richtiger" Beanspruchung | Bricht und reißt relativ schnell bei Stoß aus unvorhergesehener Richtung, Risse schwer erkennbar |
| Titan | - | - | - | Leicht, sehr hohes Maß an Festigkeit, Robustheit, Korrosionsbeständigkeit und Härte | Hohe Kosten, schwierige Verarbeitung |
Anwendung von Carbon-Schwingen im Rennsport
(Motorsport-Total.com) - Honda entwickelte für die MotoGP-Saison 2018 eine neue Carbon-Schwinge, die hauptsächlich Marc Marquez einsetzt. Seit dem ersten Grand Prix bestreitet der Weltmeister damit die Rennen sehr erfolgreich. Teamkollege Dani Pedrosa testete sie auch einige Male, setzt aber weiterhin auf die Aluminium-Variante. Cal Crutchlow durfte die Carbon-Schwinge bisher noch nicht testen. Damit folgte Honda dem Trend von Ducati, denn die Italiener setzen schon länger auf dieses Material.
Und auch Aprilia ist auf diesen Zug aufgesprungen und hat eine Hinterradschwinge aus Carbon angefertigt. Aleix Espargaro probierte die neue Schwinge bisher bei mehreren Testfahrten. Der Spanier erkannte Vor- und Nachteile, aber am Rennwochenende wurde sie noch nicht verwendet.
Der Trend zu Carbon-Schwingen ist nicht neu. Aprilia experimentierte damit schon im vergangenen Jahrzehnt in der 250er-Klasse. Da seit fast einem Jahr nur Honda und Ducati Rennen gewonnen haben, wird die Carbon-Schwinge auch von anderen Herstellern genau beobachtet.
"Wir haben schon vor einiger Zeit bei anderen Projekten in diese Richtung geforscht", sagt KTM-Technikdirektor Sebastian Risse im Gespräch mit 'Motorsport-Total.com'. "Es gab auch einige Prototypen. Grundsätzlich kennt sich KTM mit dieser Technologie aus. Aber klar, es gibt vor und Nachteile - wie fast alles im Leben."
Beobachter im Fahrerlager vermuten, dass Ducati und Honda mit der Carbon-Schwinge auf die Karkasse des Michelin-Hinterreifens reagieren. Auch wenn es nur ein kleines Puzzleteil ist, gibt ihnen der Erfolg recht.
Für KTM-Technikchef Risse ist es eine interessante Technologie, aber derzeit ist für ihn das Sicherheitsrisiko noch zu groß.
Herstellungsprozess von Carbonteilen
Zuerst werden die vorbehandelten Matten zugeschnitten.
Nach dem Reinigen der Form wird der Zuschnitt darin ausgelegt.
Die Matten müssen faltenfrei eingelegt werden.
Der Unterdrucksack entzieht während des Backens überschüssige Bindemittel aus den Teilen.
Im Autoklaven werden die Teile unter Druck und hohen Temperaturen gebacken.
Nach dem Backen wird das Bauteil aus der Form gelöst.
Nun folgt die Nachbehandlung mit Band- und Exzenterschleifer. Dabei schneidet ein Mitarbeiter die überstehenden Ränder ab, entgratet das Teil und bereitet es fürs Lackieren vor.
Letzter Schritt ist das Lackieren - meist mit Klar-, mitunter auch mit Buntlack. Oder als Kombination.
Verwendungsmöglichkeiten von Carbon
Bei Endtöpfen arbeiten die Hersteller entweder durchgängig mit Kohlefaser oder verpassen den Teilen eine Lage Sichtcarbon.
Beliebt sind Carboneinlagen bei Sporthandschuhen. Schlagtests bestätigten eine erhöhte Schutzwirkung.
Mittlerweile führen die meisten großen Helmhersteller einen Kopfschutz aus Carbon.
Als reines Kohlenstoff-Teil zu brüchig. Daher bestehen solche Lenker innen aus Alu und sind mit Carbon verziert.
Besonders exklusiv sind Räder aus dem feinen Stoff. Bei Fahrtests litt allerdings mitunter die Fahrstabilität der Bikes.
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