Carbon
Leistungsstarke Fasern aus Kohlenstoff
Das aus dem Flugzeug- und Fahrzeugbau bekannte Carbon wird wegen seiner bruchfesten Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht auch für Sportgeräte und im Arbeitsschutz verwendet. Aufgrund der positiven Eigenschaften von Carbon wird das Material häufig mit Aluminium verglichen. Das feste Aluminium verbiegt sich im Gegensatz zu Carbon bei Überbelastung und ist in der Regel schwerer. Wegen der besseren Stoßabsorption werden beispielsweise Zehenschutzkappen, Zwischensohlen und Schutzverstärkungen bei hochwertigen Sicherheitsschuhen aus Carbonfasern angefertigt.
Geschätztes Material für Verbundwerkstoffe
Carbon wird nur zu einem Teil aus Kohlenstofffasern hergestellt, weshalb auch Bezeichnungen wie CFK für carbonfaserverstärkte Kunststoffe oder kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe verwendet werden. Als Verbundwerkstoff wird CFK manchmal auch als GFK, also als zusätzlich glasfaserverstärkter Kunststoff, angeboten. Die Fasern aus Kohlenstoff und Glas werden in einer gitterförmig ausgerichteten Kunststoffmatrix eingebracht, um einen zugfesten und steifen Materialverbund zu gewährleisten. Die so hergestellten Fasermatten werden anschließend so verwoben, dass die gewünschten Eigenschaften in Bezug auf Schlag-, Druck-, Zug- und Bruchfestigkeit sowie Dämpfungsvermögen und Steifigkeit erreicht werden.
Steifigkeit bedeutet nicht Festigkeit
Carbon ist bekannt für seine Steifigkeit, was nicht mit Festigkeit gleichgesetzt werden kann. Steifigkeit bedeutet, dass das Material einer elastischen Verformung standhält und sich nicht unter Belastung bewegt.
Festigkeit beschreibt hingegen, dass das Material auch bei mechanischer Belastung nicht bricht.
Feste Materialien müssen daher nicht unbedingt steif sein, sondern können auch elastisch nachgeben. Bei Sportgeräten wie Pfeilen oder Angelruten wird deshalb gerne auf die Steifigkeit von Carbon gesetzt.
Werden Carbonfasern mit anderen Materialien kombiniert, kann der typischen Steifigkeit auch ein hohes Maß an Bruchfestigkeit verliehen werden.
Carbonfasern im Arbeitsschutz
Bei Schutzausrüstungen und Arbeitskleidung kommen Carbonfasern immer dann zum Einsatz, wenn ein zusätzlicher Schutz erforderlich ist. Auf Schutzhandschuhen werden beispielsweise Carbonfaser-Verstärkungen aufgebracht, um vor mechanischen Risiken wie Reibung, Schnitte oder Stiche zu schützen.
Aber auch bei Arbeitskleidung werden Carbon-Membrane in mehrlagigen Laminaten eingearbeitet, um zusätzlich thermische Risiken und Witterungsverhältnisse vom Körper fernzuhalten.
Auch antistatische ESD Handschuhe und Kleidungsstücke greifen auf die positiven Eigenschaften von Carbonfasern zurück, da die eingearbeiteten Fäden die statische Elektrizität reduzieren.
Carbonfaser-Verstärkungen sind trotz der hohen Schutzwirkung verhältnismäßig dünn und stören den Träger kaum. Ein weiterer Vorteil ist das geringe Gewicht, das den Träger nicht zusätzlich belastet.