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Werkstoff Lexikon – Alles über Carbon und Alu im Fahrradsektor
In unserem Werkstoff Lexikon möchten wir Euch die beiden wichtigsten Materialien im Rennradrahmen Bau und Mountainbike Sektor ein wenig näher bringen. Vorteile und Nachteile hat jeder Werkstoff. Aber was bedeuten die vielen Begriffe wie Hydroforming oder Prepeg? Hier erhaltet ihr einen kleinen Überblick über die wichtigsten Fachbegriffe aus dem Radsport.
Werkstoff Aluminium – unschlagbar im Preis/Leistungs/Gewichts-Verhältnis
Schweißen
Ein großer Teil des Know Hows bei Aluminium Rahmen für Rennräder und Mountainbikes liegt in der Verbindung der exakt zugeschnittenen Alu-Rohre. Dabei ist heute sogar noch relativ viel Handarbeit notwendig. Die Qualität hängt neben der Bauteilform vor allem auch von der Schweißqualität ab. Heute übernehmen das häufig Schweißroboter – ähnlich wie in der Autoindustrie.
Hydroforming
Hydroforming ist einer der neueren Begriffe im Aluminium Bereich. Um komplexe Formen herzustellen, gehen viele Hersteller dazu über Alu-Rohre durch Pressen in Form zu bringen. Dabei wird mit Hilfe von Öldruck flüssiges Aluminium in eine Form gepresst. Dabei sind spezielle Formen und vor allem sehr dünne Wandstärken möglich.
Nachbehandlung
Beim Fertigungsprozess entstehen durch das Ausrichten und Schweißen Spannungen im Material selbst. Um diese Spannungen in den Fahrradrahmen zu reduzieren , müssen Alu-Rahmen oder Alu-Rohre mit Hitze behandelt werden. Wird hierbei die falsche Temperatur verwendet (zu heiß), leidet die Stabilität des Rahmens erheblich. Die Qualität eines Alu Rahmens – egal ob im Rennrad oder MTB Bereich – hängt maßgeblich von der Schweißqualität ab.
Werkstoff Carbon – Hightech im Rahmenbau
Faserqualität
Bei Carbonfaser gibt es riesige Qualitätsunterschiede. Die günstigen High Tensity Fasern sind elastischer und als sogenannte High Modulus Fasern. Deshalb können mit HT Fasern steifere und leichtere Rahmen gefertigt werden.
Rovings
Stränge bzw. Bündel von Carbonfasern werden Rovings genannt. Die einzelnen Fasern innerhalb eines Rovings oder eines Fadens, die bei Kohle ca. 7–10 µm und bei Kevlar ca. 12 µm Durchmesser haben, werden Elementfasern oder Filaments genannt. Die Anzahl der Filaments kennzeichnet die Dicke bzw. das Metergewicht des Rovings oder des Fadens.
Prepeg
Ein Prepeg ist eine bereits fertig gewebte Fasermatte die oft speziell für den Rahmen Hersteller gefertigt werden. Die Lage der einzelnen Rovings zueinander muss exakt zum Rahmen und der verwendeten Stelle passen. Denn die Lage der Fasern zueinander bestimmt Maßgeblich die Stabilität des Bauteils.
Monocoque
Bei der Monocoque Bauweise werden einzelnen Carbonrohre nicht mittels Muffen aneinander gefügt. Für jede Rahmengröße sind hier spezielle Formen notwendig. Das treibt den Preis solcher Rennradrahmen (oder MTB Rahmen) deutlich in die Höhe. Allerdings können so spezielle Formen erzeugt werden, die optimal auf die Belastungen ausgerichtet sind. Überflüssige Faserlagen können einfach weggelassen werden, was zusätzlich an Gewicht spart.