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?SmoothCarbon?: Nachhaltige Herstellung von CFK-Fahrradkomponenten mit Hohlstrukturen
Würzburg, 11.11.2026 (PresseBox) - Carbonfaserverstärkte Kunststoffe ermöglichen leichte und hochbelastbare Fahrradkomponenten mit komplexen Hohlstrukturen. Im Forschungsprojekt ?SmoothCarbon? entwickeln die all ahead composites GmbH und das Kunststoff-Zentrum SKZ ein neuartiges, wiederverwendbares Schlauchsystem, das die Fertigung effizienter, ressourcenschonender und qualitativ hochwertiger machen soll. Ziel ist es, Bauteile mit einer glatten Innenfläche zu produzieren und gleichzeitig Materialverbrauch und Prozessaufwand deutlich zu reduzieren.
SKZ und all ahead composites starten gemeinsames Forschungsprojekt
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) ermöglichen die Herstellung besonders leichter und gleichzeitig hochbelastbarer Bauteile. Aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften kommen sie unter anderem im Sport- und Freizeitbereich, der Luft- und Raumfahrt sowie der Robotik zum Einsatz. Im Fahrradbau bieten CFK-Werkstoffe große Vorteile, da sich mit ihnen komplexe, gewichtsoptimierte Hohlstrukturen mit hoher Steifigkeit realisieren lassen.
Hoher Fertigungsaufwand bei bisherigen Verfahren
Die Herstellung derartiger CFK-Bauteile ist jedoch mit einigen Herausforderungen verbunden. Zur Fertigung von Hohlstrukturen werden häufig sogenannte Blasen aus Polyamid eingesetzt, die während des Aushärtungsprozesses im Autoklav durch Innendruck die Formgebung unterstützen. Die bisher verwendeten Blasen müssen, da sie sich nicht ausdehnen können, aufwendig und teilweise mehrfach im Inneren der Bauteile verlegt werden. Dies führt zu langen Prozesszeiten und kann Unebenheiten an den Innenflächen der Hohlstrukturen verursachen. Darüber hinaus werden die Blasen beim anschließenden manuellen Entfernen häufig beschädigt, sodass eine Wiederverwendung in der Regel nicht möglich ist. Dadurch entstehen ein hoher Materialverbrauch und zusätzliche Kosten.
Im Forschungsprojekt ?SmoothCarbon? gehen die all ahead composites GmbH und das SKZ diese Herausforderung gemeinsam an. Ziel ist die Entwicklung eines neuartigen, wiederverwendbaren Schlauchsystems zur ressourcenschonenden und effizienten Herstellung von CFK-Fahrradkomponenten mit komplexen Hohlstrukturen.
Entwicklung eines wiederverwendbaren Schlauchsystems
Im Mittelpunkt von ?SmoothCarbon? steht die Entwicklung eines speziell angepassten Schlauchs, dessen Geometrie möglichst exakt der späteren Innenkontur des CFK-Bauteils entspricht. Dadurch soll eine gleichmäßige Druckverteilung während des Aushärtungsprozesses ermöglicht und gleichzeitig eine glatte Innenfläche ohne störende Falten oder Unebenheiten erzielt werden. Durch die endkonturnahe Gestaltung des Schlauchs entfällt zudem die bisher notwendige mehrfache Verlegung innerhalb der Hohlstruktur. Auf diese Weise soll die Verlegezeit um rund 75 % reduziert und das Risiko von Fertigungsfehlern deutlich verringert werden.
Keine Beeinträchtigung der Bauqualität
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines neuartigen Schlauchmaterials, das den hohen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungen, während der CFK-Verarbeitung standhält. Angestrebt wird eine mehrfache Wiederverwendbarkeit des Schlauchs ohne Beeinträchtigung der Bauteilqualität. Damit soll der Material- und Energiebedarf für die Herstellung der bisher eingesetzten Einmal-Blasen um mehr als 80 % reduziert werden. Ergänzend wird ein innovatives Schweißverfahren entwickelt, mit dem sich auch komplexe Schlauchgeometrien fertigen lassen, ohne dass störende Schweißnähte die Oberflächenqualität der CFK-Bauteile beeinträchtigen.
Innerhalb des gemeinsamen Forschungsprojektes übernimmt die all ahead composites GmbH die Entwicklung geeigneter Verlege- und Entformungsverfahren sowie eines Verfahrens zur automatisierten Erstellung endkonturnaher Schlauchgeometrien. Am SKZ stehen die Entwicklung einer geeigneten Materialrezeptur sowie die Ausarbeitung und Optimierung des Fertigungsverfahrens für die neuartigen Schläuche im Fokus.
Mit dem Forschungsprojekt möchten wir die Herstellung komplexer CFK-Bauteile nicht nur effizienter, sondern auch deutlich nachhaltiger gestalten. Durch die Entwicklung wiederverwendbarer Schlauchsysteme wollen wir den Materialverbrauch reduzieren, Fertigungsprozesse vereinfachen und gleichzeitig die Bauteilqualität verbessern. ?Wir freuen uns darauf, gemeinsam mit unserem Projektpartner all ahead composites innovative Lösungen für die CFK-Verarbeitung zu entwickeln?, erklärt Thomas Zimmermann, Projektverantwortlicher am SKZ.
Förderung
SmoothCarbon (FK: 16KN097728) wird finanziell durch das Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.
SKZ und all ahead composites starten gemeinsames Forschungsprojekt
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) ermöglichen die Herstellung besonders leichter und gleichzeitig hochbelastbarer Bauteile. Aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften kommen sie unter anderem im Sport- und Freizeitbereich, der Luft- und Raumfahrt sowie der Robotik zum Einsatz. Im Fahrradbau bieten CFK-Werkstoffe große Vorteile, da sich mit ihnen komplexe, gewichtsoptimierte Hohlstrukturen mit hoher Steifigkeit realisieren lassen.
Hoher Fertigungsaufwand bei bisherigen Verfahren
Die Herstellung derartiger CFK-Bauteile ist jedoch mit einigen Herausforderungen verbunden. Zur Fertigung von Hohlstrukturen werden häufig sogenannte Blasen aus Polyamid eingesetzt, die während des Aushärtungsprozesses im Autoklav durch Innendruck die Formgebung unterstützen. Die bisher verwendeten Blasen müssen, da sie sich nicht ausdehnen können, aufwendig und teilweise mehrfach im Inneren der Bauteile verlegt werden. Dies führt zu langen Prozesszeiten und kann Unebenheiten an den Innenflächen der Hohlstrukturen verursachen. Darüber hinaus werden die Blasen beim anschließenden manuellen Entfernen häufig beschädigt, sodass eine Wiederverwendung in der Regel nicht möglich ist. Dadurch entstehen ein hoher Materialverbrauch und zusätzliche Kosten.
Im Forschungsprojekt ?SmoothCarbon? gehen die all ahead composites GmbH und das SKZ diese Herausforderung gemeinsam an. Ziel ist die Entwicklung eines neuartigen, wiederverwendbaren Schlauchsystems zur ressourcenschonenden und effizienten Herstellung von CFK-Fahrradkomponenten mit komplexen Hohlstrukturen.
Entwicklung eines wiederverwendbaren Schlauchsystems
Im Mittelpunkt von ?SmoothCarbon? steht die Entwicklung eines speziell angepassten Schlauchs, dessen Geometrie möglichst exakt der späteren Innenkontur des CFK-Bauteils entspricht. Dadurch soll eine gleichmäßige Druckverteilung während des Aushärtungsprozesses ermöglicht und gleichzeitig eine glatte Innenfläche ohne störende Falten oder Unebenheiten erzielt werden. Durch die endkonturnahe Gestaltung des Schlauchs entfällt zudem die bisher notwendige mehrfache Verlegung innerhalb der Hohlstruktur. Auf diese Weise soll die Verlegezeit um rund 75 % reduziert und das Risiko von Fertigungsfehlern deutlich verringert werden.
Keine Beeinträchtigung der Bauqualität
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines neuartigen Schlauchmaterials, das den hohen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungen, während der CFK-Verarbeitung standhält. Angestrebt wird eine mehrfache Wiederverwendbarkeit des Schlauchs ohne Beeinträchtigung der Bauteilqualität. Damit soll der Material- und Energiebedarf für die Herstellung der bisher eingesetzten Einmal-Blasen um mehr als 80 % reduziert werden. Ergänzend wird ein innovatives Schweißverfahren entwickelt, mit dem sich auch komplexe Schlauchgeometrien fertigen lassen, ohne dass störende Schweißnähte die Oberflächenqualität der CFK-Bauteile beeinträchtigen.
Innerhalb des gemeinsamen Forschungsprojektes übernimmt die all ahead composites GmbH die Entwicklung geeigneter Verlege- und Entformungsverfahren sowie eines Verfahrens zur automatisierten Erstellung endkonturnaher Schlauchgeometrien. Am SKZ stehen die Entwicklung einer geeigneten Materialrezeptur sowie die Ausarbeitung und Optimierung des Fertigungsverfahrens für die neuartigen Schläuche im Fokus.
Mit dem Forschungsprojekt möchten wir die Herstellung komplexer CFK-Bauteile nicht nur effizienter, sondern auch deutlich nachhaltiger gestalten. Durch die Entwicklung wiederverwendbarer Schlauchsysteme wollen wir den Materialverbrauch reduzieren, Fertigungsprozesse vereinfachen und gleichzeitig die Bauteilqualität verbessern. ?Wir freuen uns darauf, gemeinsam mit unserem Projektpartner all ahead composites innovative Lösungen für die CFK-Verarbeitung zu entwickeln?, erklärt Thomas Zimmermann, Projektverantwortlicher am SKZ.
Förderung
SmoothCarbon (FK: 16KN097728) wird finanziell durch das Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.