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Kohlefaser - manchmal auch als Grafitfaser bezeichnet – ist ein starkes, steifes, leichtes Material, das das Potenzial hat, Stahl zu ersetzen und wird deshalb häufig in spezialisierten Hochleistungsprodukten wie Flugzeugen, Rennwagen und Sportgeräten verwendet. Kohlenfaser bilden geflochten ein Carbongewebe, welches dann einen sehr ausgeprägten Einsatzbereich hat. Kohlefaser wurde erstmals 1958 in der Nähe von Cleveland, Ohio, erfunden. Erst 1963 wurde in einem britischen Forschungszentrum ein neues Herstellungsverfahren entwickelt, bei dem das Potenzial der Kohlenstofffaser zur Geltung gebracht wurde. Kohlefaser besteht aus extrem dünnen Fasern mit einem Durchmesser von 0,005 bis 0,010 mm. Zuerst werden Tausende von Kohlenstofffasern miteinander verbunden, um Garn zu bilden. Dieses Garn wird dann zu Carbongewebe gewebt. Carbongewebe weist viele verschiedene Bindungsmuster auf und wenn es mit einem Harz kombiniert wird, kann es geformt werden, um ein Verbundmaterial mit hoher Festigkeit und einem hohen Gewichtsverhältnis zu bilden. Kohlefaser ist sehr leicht und hat eine wesentlich geringere Dichte als Stahl (ca. 80 % weniger) und eignet sich daher ideal für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt, im Militär und im Motorsport.

Der am weitesten verbreitete Kohlenstofffaservorläufer – das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Kohlenstofffasern – ist Polyacrylnitril (oder PAN), das mehr als 90 Prozent der gesamten Kohlenstofffaserproduktion ausmacht. Andere Vorläuferoptionen umfassen einen gewöhnlichen Kunststoff und ein Holznebenprodukt. Zusätzlich zu seinen Verwendungen in der Herstellung von Autos und Lastkraftwagen werden Fortschritte bei Kohlenstofffasern den Herstellern helfen, die Kosten zu senken und die Leistung von Rotorblättern und Türmen, Elektronik, Energiespeicherung zu verbessern.