Fahrradzubehör aus Kohlefaser

Es gibt mehr als eine Art von Kohlefaser
Kohlenstofffasern gibt es in verschiedenen Formen: rohe Faden- oder Blattfasern (beides Endlosfasern) und Kurzfaserfasern, die entweder in Form von Blättern oder Klumpen geschnittener, sehr kurzer Fasern vorliegen können.
Gehackte Fasern werden in Produkten wie Pedalkörpern verwendet. Bei Fahrradrahmen kommt der Blattstil am häufigsten vor und er hört sich auch so an: durchgehende Schichten aus Kohlefaser (sogenannte Lagen), die wie Stoffballen aussehen und normalerweise etwa genauso breit sind und auf riesigen Spulen aufgewickelt werden. Rohgarn ist in der Fahrradindustrie weitaus seltener; Nur eine Handvoll Fahrradhersteller verfügen über die technische Fähigkeit, mit Rohgarn zu arbeiten.

Kohlefaser ist nur die halbe Wahrheit

Wir sagen „Carbonfaser“ oder „Carbon“, aber was wir wirklich meinen, ist „Carbonfaser-Verbundwerkstoff“ – es ist nicht das einzige Material in Ihrem Rahmen. Das liegt daran, dass die unglaublichen Steifigkeitseigenschaften von Kohlefaser ihren Preis haben: Für sich genommen ist sie ziemlich spröde und anfällig für Risse und Risse. Um seine Fähigkeiten zu bewahren, wird es vor dem Formen in ein klebstoffähnliches Material namens Epoxidharz eingehängt, wodurch ein Verbundmaterial entsteht.

Die meisten in Fahrrädern verwendeten Kohlefasern liegen in dieser Form vor, die „Pre-Preg“ genannt wird. Das Harz erfüllt zwei Aufgaben. Erstens hält es den Kohlenstoff zusammen – sowohl die einzelnen Fasern innerhalb einer Lage als auch, nach dem Aushärten, die Ausrichtung zweier Lagen zueinander. Zweitens sorgt Harz für entscheidende Zähigkeit und Haltbarkeit. Es ist leicht plastisch und verformt sich bei Stößen, um scharfe Schläge wie einen Aufprall oder einen Steinschlag abzufedern, ohne dass es zu einer entscheidenden Spaltung zwischen den Fasern kommt.

Fahrradfirmen geben nicht den Maßstab vor
Jeder Fahrradhersteller würzt sein Marketing mit Schlagworten wie Hochmodul oder sogar „Ultrahochmodul“. Aber diese Begriffe sind nicht die Sache der Fahrradindustrie. Kohlenstofffasern werden nach ihrer Steifigkeit klassifiziert und anhand des Zugmoduls bewertet, also wie stark sich ein Material unter Last verformt. Für Carbonfasern werden diese Bewertungen und der jeweils abgedeckte Steifigkeitsbereich von Japan Carbon Fiber festgelegtHerstellerverband (JCMA).
Die meisten in der Fahrradindustrie verwendeten Kohlenstofffasern haben Standardmodul- oder Zwischenmodulfasern. Bei teureren Rahmen kommen höhere Qualitäten ins Spiel. Aber das hört sich nicht besonders sexy an, weshalb Unternehmen oft Hi-Mod und UHM in ihre Kopien integrieren. Einige Fahrradmarken sind davon abgewichen, das Bewertungssystem insgesamt zu vereinheitlichen, und haben ihr Carbon-Bewertungssystem einfach mit firmenspezifischen Marketingbegriffen wie FACT oder Advanced Grade erstellt.

Der Kohlenstoff ist eine Mischung
Ein guter Carbonrahmen verwendet eine Mischung aus Carbonfasern unterschiedlicher Art, die jeweils für ganz bestimmte Zwecke an unterschiedlichen Stellen im Rahmen angebracht werden. Hochmodul-Fasern sind teuer (dank all dieser Verarbeitung), daher verwenden Fahrradhersteller mit Bedacht kleine Mengen in Schlüsselbereichen wie dem Unterrohr, dem Tretlager und den Kettenstreben, um den Tretkräften standzuhalten und das Fahrrad steifer zu machen. Die Hochmodulfaser wird jedoch zusammen mit der Standard- und Mittelmodulfaser sowie der hochfesten Faser in die Form eingelegt, um die Haltbarkeit, Leistung und Fahrqualität eines guten Carbonfahrrads zu gewährleisten.

Alle Carbonrahmen sind handgefertigt
Handgefertigte Fahrräder werden am häufigsten mit Stahl und Titan in Verbindung gebracht. Aber jeder Carbonrahmen, jedes Rad, jeder Lenker oder jedes andere Teil aus Carbonfaserplatten erfordert intensive Handarbeit.
Der einzige automatisierte Prozess bei der Herstellung von Carbonrahmen ist oft das Schneiden Dutzender Carbonstücke aus einer Platte durch eine computergesteuerte Maschine. Diese einzelnen Kohlenstoffstücke müssen in einer Form genau nach dem Layup-Plan des Herstellers zusammengesetzt werden – ein Prozess, der noch automatisiert werden muss. In kleineren Anlagen kann eine Person einen ganzen Rahmen aufbauen. In größeren Fabriken erstellen Arbeiter eine Schichtung für einen bestimmten Teil eines Rahmens, beispielsweise einen Tretlagerbereich, und geben das Teil dann an andere Arbeiter weiter, um es um Rohre herum zu legen und es zum Aushärten in die endgültige Form zu legen.
Sogar der Nachhärtungsprozess, bei dem ein Rahmen aus der Form herausgebrochen, gereinigt und lackiert wird, erfordert besondere Aufmerksamkeit. Fachkräfte untersuchen den Rahmen oder das Teil auf Probleme wie Falten im Carbon oder Stellen, an denen die Schichten nicht gleichmäßig verdichtet sind, was zu einem Ausfall führen könnte.

Die wahre Magie (und die Kosten) liegt im Layup
Kohlefaser ist ein großartiges Material für Fahrradrahmen und -teile. Erstens ist es bei geringerem Gewicht steifer als fast jedes andere Material. Darüber hinaus kann die Steifigkeit von Kohlefasern im Gegensatz zu Metall fein manipuliert werden. Die Steifigkeitseigenschaften von Kohlefasern wirken nur unidirektional (entlang der Längsachse der Fasern selbst), sodass die Steifigkeit auf der Grundlage der Ausrichtung des Kohlefaserverbundwerkstoffs abgestimmt wird. Das nennt man Anisotropismus. Im Gegensatz dazu sind Metalle isotrop und weisen entlang jeder Achse des Materials die gleichen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften auf.