CFK
CFK (Carbonfaserverstärkter Kunststoff) ist ein Hochleistungs-Verbundwerkstoff, der sich durch eine spezifische Steifigkeit auszeichnet, die Stahl um das Fünffache übertrifft – bei nur 20 % des Gewichts. Im CNC-Zubehör und Maschinenbau ist CFK essenziell für schwingungsarme Maschinenkomponenten, bei denen minimale thermische Ausdehnung und maximale mechanische Belastbarkeit bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten gefordert sind.
Vom Roving zum High-Tech Werkstoff
Bei diesem Faserverbundwerkstoff werden Kohlenstofffasern (Carbonfasern) in eine Kunststoffmatrix – meist hochwertiges Epoxidharz – eingebettet. Anders als bei günstigen Polyesterharzen bietet Epoxid eine deutlich höhere Klebkraft und mechanische Güte. Das Ergebnis ist ein Carbon-Composite, das überall dort eingesetzt wird, wo konventionelle Metalle wie Aluminium oder Stahl an ihre Grenzen stoßen: in der Robotik, der Luft- und Raumfahrt sowie im anspruchsvollen Modellbau.
CFK vs. GFK: Der Leistungsvergleich
Während GFK (Glasfaserverstärkter Kunststoff) Glasfasern als Verstärkung nutzt, setzt CFK auf die deutlich leistungsfähigere Kohlenstofffaser. CFK ist extrem steifer und zugfester. Zwar ist GFK für isolierende Anwendungen oder Low-Budget-Lösungen geeignet, doch wenn es um Leichtbau bei maximaler Festigkeit geht, ist der kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff konkurrenzlos.
Unser Sortiment: Präzisionsrohre, Platten und Stäbe
In unserem Sortiment finden Sie CFK-Halbzeuge, die weit über einfache Spritzguss-Qualität hinausgehen. Wir unterscheiden primär zwischen zwei Fertigungsverfahren, die maßgeblich die Eigenschaften bestimmen:
- 3K-Gewebe (Carbon-Look): Hier werden Filamente zu Bündeln (Rovings) aus je 3.000 Fasern zusammengefasst und verwoben. Dies geschieht meist in Köper- oder Leinwand-Webart. Diese Carbongewebe bieten eine quasi-isotrope Festigkeit (Belastbarkeit in mehrere Richtungen) und die geschätzte 3D-Tiefenwirkung. Typische Produkte sind Platten oder designorientierte Rohre.
- Pultrudierte Profile (Strangziehverfahren): Diese Profile, ob als Rundstab, Vierkant oder Rohr, werden im kontinuierlichen Pultrusionsverfahren gefertigt. Die Faserrichtung verläuft streng unidirektional (längs). Dies garantiert maximale Steifigkeit in Längsrichtung bei minimalem Materialeinsatz.
CFK-Platte (3K Carbon)
Die CFK 3K Carbonplatte ist eine hochwertige CFK-Platte, gefertigt aus 3K-Bidirektional-Carbonfasern. Sie zeichnet sich durch eine glänzende Oberfläche aus und bietet eine hohe Festigkeit sowie Haltbarkeit, was sie ideal für anspruchsvolle Anwendungen macht.
Eigenschaften- Hohe Festigkeit: Dank der 3K-Carbonfasern besitzt die Platte eine ausgezeichnete Festigkeit und Steifigkeit.
- Leichtbau: Trotz ihrer Robustheit bleibt die Carbonplatte leicht, ideal für gewichtsreduzierte Anwendungen.
- Glänzende Oberfläche: Die Oberfläche ist hochwertig glänzend, was sowohl optische als auch funktionale Vorteile bietet.
- Modellbau
- Ingenieurwesen
- Maschinenbau
- Faserorientierung: bidirektional
- Oberfläche: glänzend
- Faser: Carbon, 3K
CFK Vierkantrohr 3K Carbon glänzend
Unsere hochwertigen CFK 3K Carbon Vierkantrohre kombinieren geringes Gewicht mit hoher Festigkeit und eignen sich ideal für diverse Anwendungen in Bereichen wie Modellbau, Ingenieurwesen und Maschinenbau.
Eigenschaften und Vorteile- Material: Hergestellt aus 3K-Kohlefaserlagen
- Faserorientierung: Bidirektional
- Oberfläche: Glänzend
- Hohe Biegesteifigkeit und Torsionsstabilität
- Korrosionsbeständigkeit
- Modellbau
- Messtechnik
- Flugzeugbau
- Leichtbaukonstruktionen
- Faserorientierung: bidirektional
- Durchmessertoleranz: 0,1 mm
- Oberfläche: glänzend
- Faser: Carbon, 3K
CFK Rohr 3K Carbon farbig glänzend
Die CFK-Rohre 3K Carbon in farbig glänzender Ausführung stellen eine moderne Lösung für anspruchsvolle Leichtbauanwendungen dar. Diese carbonfaserverstärkten Kunststoffrohre vereinen außergewöhnliche Leichtigkeit mit beeindruckender Festigkeit und sind in den attraktiven Farben Blau, Rot, Grün, Gelb und Silber erhältlich.
Konstruktionsmerkmale- Bidirektionale Faseranordnung der 3K-Carbonstränge
- Glänzende, lackierte Oberfläche mit sichtbarer 3K-Gewebestruktur
CFK Rundrohr 3K Carbon glänzend
Unsere hochwertigen gerollten CFK-Rohre bestehen aus bidirektionalen 3K-Kohlefaserlagen und bieten eine herausragende Festigkeit und Leichtigkeit.
Vorteile- Extrem niedriges Gewicht
- Sehr hohe spezifische Steifigkeit und Festigkeit
- Ausgezeichnete Ermüdungsbeständigkeit
- Vollständige Korrosionsfreiheit
- Geringe thermische Ausdehnung
CFK Rundrohr 3K Carbon matt
Unsere hochwertigen gerollten CFK-Rohre mit matter Oberfläche bestehen aus bidirektionalen 3K-Kohlefaserlagen und vereinen herausragende Festigkeit mit extremer Leichtigkeit. Die matte, reflexionsarme Oberflächenstruktur ist besonders in professionellen Einsatzbereichen geschätzt.
Vorteile der matten Oberfläche- Reflexionsarme Oberfläche
- Reduzierte Sichtbarkeit von Kratzern
- Dezente, professionelle Optik
- Griffigere Haptik
CFK Vierkantrohr Carbon Matt (pultrudiert)
Diese Vierkantrohre bestehen aus hochwertigen, stranggezogenen Carbon-Fasern, die für eine optimale Festigkeit und Haltbarkeit sorgen.
Eigenschaften- Überlegenes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis
- Außergewöhnliche Steifigkeit
- Korrosionsbeständigkeit
- Ermüdungsresistenz
- Durchmessertoleranz: 0,1 mm
- Faser: Carbon
- Oberfläche: matt
- Faserorientierung: unidirektional
CFK Vierkantrohr innenrund Carbon matt pultrudiert
Pultrudierte CFK-Vierkantrohre mit innenrunder Form zeichnen sich durch eine besondere Geometrie aus: Vierkant außen, rund innen. Dies führt zu einer Verstärkung der Eckbereiche und besserer Spannungsverteilung.
Technische Vorteile- Gewichtsersparnis bis zu 70 % gegenüber Stahl
- Verstärkte Eckbereiche
- Hohe spezifische Steifigkeit
- Konstante Qualität durch Pultrusion
Praxis-Check: CFK-Rohre im harten CNC-Einsatz
Warum setzen Profis auf Carbonfasern statt Aluminium für Achsen und Portale?
- Vibrationsdämpfung: CFK "schluckt" Schwingungen deutlich besser als Metall. Dies führt zu ruhigeren Fräsbildern und höheren Oberflächengüten am Werkstück.
- Thermische Stabilität: Bei langen Fräsjobs dehnen sich Metallspindeln aus. CFK besitzt einen Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe Null, was die Präzision auch bei Temperaturschwankungen sichert.
- Dynamik: Durch die geringe Dichte (ca. 1,5 – 1,6 g/cm³) lassen sich Achsen schneller beschleunigen und abbremsen, ohne die Motoren zu überlasten.
Technische Verarbeitung & Zerspanungsparameter
Die Bearbeitung von CFK erfordert Know-how, da der Werkstoff abrasiv wirkt. Hier sind entscheidende Hinweise für das Bohren und Fräsen von Präzisionsrohren und Platten:
- Werkzeugwahl: Nutzen Sie ausschließlich diamantbeschichtete oder VHM-Werkzeuge. HSS-Stahl verschleißt binnen Minuten.
- Drehzahl & Vorschub: Arbeiten Sie mit hoher Drehzahl, aber mäßigem Vorschub, um die Fasern sauber zu trennen und Delamination (Ablösen der Schichten) zu vermeiden. Die Matrix darf durch Reibungshitze nicht weich werden.
- Sicherheit: Carbonstaub ist lungengängig und elektrisch leitfähig. Eine effektive Absaugung und Atemschutz (FFP2/FFP3) sind Pflicht, um Gesundheit und CNC-Elektronik zu schützen.
| Eigenschaft | 3K-Gewebe (Wickeltechnik/Prepreg) | Pultrudierte Profile (Stranggezogen) |
|---|---|---|
| Faserausrichtung | Multidirektional (0°/90° verwoben) | Unidirektional (0° längs) |
| Mechanik | Gute Zug- & Druckfestigkeit in alle Richtungen | Maximale Biegesteifigkeit in Längsrichtung |
| Webart / Optik | Köper (diagonal) oder Leinwand (schachbrett) | Schwarz matt, glatte Oberfläche (technisch) |
| Ideale Bauteile | Sichtcarbon-Teile, Platten, komplexe Gehäuse | Holme, Vierkant-Streben, Rundstäbe, Träger |
| Kostenfaktor | Aufwendigere Fertigung (oft Handlaminat/Wickeln) | Kosteneffizient durch Endlos-Fertigung |
Unsere Empfehlung: Wählen Sie 3K-Optik für sichtbare Komponenten und Flächenbelastungen. Greifen Sie zu pultrudierten Stäben und Rohren für reine Konstruktionselemente (wie Fachwerkstrukturen), bei denen die Last entlang der Achse wirkt.
Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet „3K" bei CFK? Die Bezeichnung 3K gibt an, dass jedes Faserbündel aus 3.000 einzelnen Kohlenstoff-Filamenten besteht. Es gibt auch 1K, 6K oder 12K – je höher die Zahl, desto dicker die Bündel und gröber das Gewebemuster.
Kann ich CFK mit normalen Werkzeugen bearbeiten? Grundsätzlich ja, jedoch verschleißen HSS-Bohrer und Standardfräser sehr schnell. Für saubere Schnitte und längere Standzeiten empfehlen wir diamantbeschichtete oder VHM-Werkzeuge.
Ist CFK elektrisch leitfähig? Ja, Kohlenstofffasern sind elektrisch leitfähig. Bei elektrischen Anwendungen ist daher auf entsprechende Isolation zu achten. GFK hingegen ist ein Isolator.
Wie verbinde ich CFK-Teile miteinander? CFK lässt sich hervorragend mit Epoxidkleber verkleben. Auch Verschraubungen sind möglich, wobei Sie unbedingt vorbohren sollten und großflächige Unterlegscheiben verwenden, um Punktbelastungen zu vermeiden.
Was ist besser: 3K oder pultrudiert? Das hängt vom Einsatzzweck ab. Für optisch ansprechende Flächen oder multidirektionale Belastung ist 3K-Gewebe ideal. Pultrudierte Profile eignen sich besser für strukturelle Anwendungen mit Belastung in Längsrichtung und sind zudem kostengünstiger.