Carbon Teile? Pro/Contra

[Been]

Also das Titan brüchig sein kann, wusste ich. Aber was ist ein E-Modul? Bei Titan-Achsen Pedalen, kommt es dann aber auch auf das Gewicht des Fahrers und die Größe des Pedals an -> mehr Hebelwirkung. Also denke ich....

[stephan-]

Kann ein tolles Material sein, leicht etc, aber bricht eher als Alu

Diese Verallgemeinerung ist doch totaler Humbug.

[Daniel93]

Gut, sagen wir in dem Bereich, in dem ich Erfahrung mit Carbon habe, wars so.
In den Meisten Einsatzmöglichkeiten am Bike verbiegt Aluminium aber doch mal bevor es bricht? Mit nem stark verbogenen Lenker wird wohl keiner weiterfahren, dem Carbonlenker seh ich weniger an, ob er was abbekommen hat und bei weiterer Nutzung bricht.

[wuschi]

Also das Titan brüchig sein kann, wusste ich. Aber was ist ein E-Modul? Bei Titan-Achsen Pedalen, kommt es dann aber auch auf das Gewicht des Fahrers und die Größe des Pedals an -> mehr Hebelwirkung. Also denke ich....

ich hab ja nicht gesagt, dass titanachsen nicht halten würden. der/das (?) E-modul ist ein werkstoffkennwert der oftmals mehr aussagt als die zugfestigkeit. ich will jetzt nicht anhand der formeln erklären warum aber die verformung (durchbiegung) ist umgekehrt proportinal zum E-modul. somit biegt sich eine achse aus titan unter der gleichen last doppelt so stark durch wie eine achse mit den selben maßen aus stahl. was wiederum bedeutet, dass man stahlachsen viel kleiner dimensinieren kann/könnte -> ebenfalls leicht.
die hebelwirkung ist tatsächlich bei vielen pedalkonstruktionen unnötig hoch. am besten ist das innere lager so weit an der kurbel wie möglich.
die beste konstruktion ist meiner meinung nach das straitline amp. dünne achse, gleitlager, auch mit stahlachse extrem leicht. wie die haltbarkeit ist wird sich noch zeigen müssen aber ich denke nicht, dass es da probleme geben wird.

btw, sorry for offtopic

[Mannie]

Wenn du schon so anfängst dann mus st du aber auch berücksichtigen, dass das E-Modul nur ein Mittelwert der einzelnen Zugmodule ist und somit berücksichtigt werden muss wie die Kristalle im Metall angeordnet sind. Wobei bei genügender dicker sich das alles mitteln läst.
Dazu ist Titan einfach nur sehr sehr teuer aufgrund der Herstellung/Aufarbeitung. Schweißen dürfte wie du sagst ebenfalls unangenehm sein, ebenso ist es eklig in der Verarbeitung, aufgrund der Zähigkeit. Man kann viele tollen Sachen mit Titan machen nur kann man wahrscheinlich für annährend gleiches Geld Carbon bekommen, was bei guter Verarbeitung besser ist.

[wuschi]

das geht jetzt zwar schon sehr weit und ist sowas von offtopic
ABER: das gefüge soltte (einigermaßen) homogen sein da es sich ja nicht um gezogene drähte (längliche kristalle) etc handelt. außerdem gibt es meines wissens nach keine verschiedenen zugmodule, sondern zug-, druck- und schubmodul. ich habe zwar keine ahnung wie stark die zulässige zug- und druckspannung bei titan variiert aber ich nehme an, dass die meisten (maschinenbaulich relevanten) metalle etwa die gleichen werte für diese beiden belastungsrichtungen haben. und bei den korngrößen die hier auftreten bin ich mir als nicht-akademiker sicher, dass man ohne weiters den stinknormalen tabellen-E-modul verwenden darf.

Man kann viele tollen Sachen mit Titan machen nur kann man wahrscheinlich für annährend gleiches Geld Carbon bekommen, was bei guter Verarbeitung besser ist.

und schon wieder dieses besser-schlechter gerede... man kann nicht sagen, das werkstoff X besser ist als werkstoff Y, wenn man nicht die anwendung dazusagt.
pedalachsen aus carbon erscheinen mir z.b. ein wenig aus der luft gegriffen

aber ich sollt nicht mehr viel sagen, sonst steigt die wahrscheinlichkeit, dass mich/uns der georg abwatscht

[stephan-]

Wenn du schon so anfängst dann mus st du aber auch berücksichtigen, dass das E-Modul nur ein Mittelwert der einzelnen Zugmodule ist und somit berücksichtigt werden muss wie die Kristalle im Metall angeordnet sind.

Dafür gäbs zu recht Watschn (so sagt ihr doch? )

[Mannie]

@stephan-
zu deinem kommentar hätte ich gerne eine genauere Begründung. Meine vll nicht ganz korrekte Aussage beruht auf dem was wir an der Uni gelernt haben. Wir haben gelernt das sich das E-Modul aus einzelnen Spannungstensoren zusammensetzt die je nach zusammensetzung der Legierung sehr zahlreich werden können.
Das ich damit sicher noch nich den letzten Rest an Wissen angetastet habe den es so gibt ist mir durchaus bewusst, allerdings sollte das soweit ja auch noch stimmen und ist in diesem fall wahrscheinlich auch schon viel zu theoretisch (und zu viel Offtopic)
Grund meiner Aussage über Titan ist, das es doch sehr gerne benutzt wird wenn es darum geht etwas aus stahl zu ersetzen, zB die Kanten von Turbineblätterschaufeln im Flugzeug, wo es wohl mindestens das gleiche Verhalten wie Stahl zeigen muss bei der aufgabe, Vögel nicht ganz durch zu lassen. Weiter innen wird wieder Stahl (bzw hochwarmfester Stahl) verwendet, aufgrund der Temperaturen.
Ebenfalls gibt es auch Rahmen aus Titan, somit muss er gewissen vorteile auch gegenüber Alu haben.
Nur ich weiß auch das die Herstellung von reinem Titan deutlch aufwändiger ist als die von Alu und Stahl. Der Aufwand für Kohlefaser dürfte nicht unerheblich sein, aber da kenne ich mich noch nicht wirklich aus und will mich da gar nicht aus dem Fenster lehnen (hab ich eh schon mal wieder weit genug).
Da Kohlefaser aber für die Zwecke des MTBs steifer gebaut werden kann bei geringerem Gewicht, nimmt man halt lieber Kohlefaser als Titan, auch wegen den Kosten.
Wie viele hier schon gesagt haben ist Kohlefaser richtig Verarbeitet (also mit dem entscheidendem Know-How) was richtig geiles und dann einfach beliebter als Titan, wo ich schon so das ein oder ander über die nicht gerade tolle bearbeitkeit von Titan gehört habe (Feinwerkmechanischer Betrieb).
Wo ich falsch liege würde ich gerne korregiert werden, einfach weil es mich auch interessiert und durch aus weiter begleiten wird in meinem Stuidum und in der späteren Arbeitswelt.
und sry für Offtopic.

[georg]

Wenn du was wirklich stabiles haben willst dann nimm Titan, in der richtigen Legierung stabiler und leichter als Stahl,

Wenn du schon so anfängst dann mus st du aber auch berücksichtigen, dass das E-Modul nur ein Mittelwert der einzelnen Zugmodule ist und somit berücksichtigt werden muss wie die Kristalle im Metall angeordnet sind. Wobei bei genügender dicker sich das alles mitteln läst.

Für diese beiden Komentare in Kombination kann man schon mal virtuelle Watschn geben.
Der erste Kommentar, Titan wäre stabiler als Stahl ist einmal absoluter Quatsch, nur über das Gewichts/Rm0,2 Verhältnis könnte man so etwas aussagen, aber auch nur für bestimmte Legierungen.
Die zweite Aussage ist schon ziemlich mühsam. Ich kenne absolut niemanden, der in einer mechanischen Auslegung eine Kristallausrichtung berücksichtigt, ausgenommen bei sehr wenigen Einzelfällen wie Turbinenschaufeln etc. und da hat es wenig Zusammenhang mit der Steifigkeit des Bauteils.

Wenn du gerade dabei bist auf einer Uni dir das Wissen anzueigen, solltest du versuchen etwas mehr die Zusammenhänge zu erfassen und nicht Details gleichberechtigt zu Grundlagen zu setzen.

[Mannie]

OK gute danke dir ich bin das nächste mal leiser und lehne mich mal weniger weiter aus dem Fenster.

Edit: Und das mit Titan stabiler als Stahl war irgendwie was das sich bei mir fest gesetzt hatte, woher genau weiß ich nicht. Schein ich wohl Unsinn aufgelegen zu sein.

[georg]

Danke, dass du das so locker siehst, weil mein Statement war schon etwas ruppig.. aber ich kann dieses ewige "Titan ist stabiler als Stahl" Märchen nicht mehr hören - ich weiß nicht woher das kommt, vermutlich weil der Name so "titanisch" klingt.

Also nochmals: Was die Zugfestigkeit anlangt sind Titanlegierungen wie sie normalerweise für Flugzeug, Fahrrad, etc Konstruktionen verwendet werden, also 3.7165 Ti6Al4V ungefähr vergleichbar mit den ebenfalls in Fahrradrahmen eingesetzten Vergütungsstahl 1.7218 25CrMo4 bzw den für Wellen sehr gängigen 1.7225 42CrMo4 - wobei es bei allen Werkstoffe auch auf die Wärmebehandlung ankommt.
Beim E-Modul aber ist Titan knapp über der Hälfte von Stahl - natürlich Legierungsunabhängig. Dh. eine Titanachse biegt sich bei gleicher Dimensionierung und gleicher Belastung doppelt so weit durch.

Also gerade bei den von dir angesprochenen Fahrradrahmen ist Titan eigentlich kein dehr günstiger Werkstoff - die relativ hohe Dichte läßt ein Aufblasen der Rohre wie bei Alu nicht zu, zusammen mit dem relativ geringen E-Modul ist das verantwortlich dafür, dass Titanrahmn grundsätzlich eher weich sind. Titanrahmenbesitzer sprechen von "lebendig"

Vorteil von Titan ist aber die im Vergleich zur Dichte gute Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit - in der Medizintechnik ist es das einzige Metall, welches vom Körper als Knochenersatzmaterial akzeptiert wird.

und schon wieder dieses besser-schlechter gerede... man kann nicht sagen, das werkstoff X besser ist als werkstoff Y, wenn man nicht die anwendung dazusagt.

So isses.

pedalachsen aus carbon erscheinen mir z.b. ein wenig aus der luft gegriffen

Eigentlich nicht wirklich - nur aufwneig und daher zu teuer. Ich habe mir für Laufräder schon mal Carbonachsen gebastelt.

[joseppe]

Die zweite Aussage ist schon ziemlich mühsam. Ich kenne absolut niemanden, der in einer mechanischen Auslegung eine Kristallausrichtung berücksichtigt, ausgenommen bei sehr wenigen Einzelfällen wie Turbinenschaufeln etc.

oder bei verwendung von hochkristallinen materialien.

Vorteil von Titan ist aber die im Vergleich zur Dichte gute Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit - in der Medizintechnik ist es das einzige Metall, welches vom Körper als Knochenersatzmaterial akzeptiert wird.

das ist so nicht ganz richtig. da gibt es noch ein paar andere legierungen. titan hat aber noch ein paar andere vorzüge.

[Wyatt_Erb]

oder bei verwendung von hochkristallinen materialien.



das ist so nicht ganz richtig. da gibt es noch ein paar andere legierungen. titan hat aber noch ein paar andere vorzüge.

tit
Das witzige am Titan ist ja, das es so korosionsbeständig ist, weil so schnell korodiert bzw.die sich schnell bildene Oxidschicht am Titan. Mittlerweile ist Titan wirklich nicht mehr das einzige Material, für den Gelenksersatz. Da gibt's z.B. Zirkonoxide (und davon verschiedenste). Ein Knochenersatzmaterial ist weder das eine, noch das andere, gehört aber nicht hierher.

Trotz der ganzen Therie um Carbon usw.: Hab seit Sommer ein Allmoutain, das aus extrem viel Carbonteilen besteht. Bis jetzt hat es alles locker hingenommen, die Steifigkeit sämtlicher Teile ist Top, vorallem im Verhältnis zum Gewicht. Teilweise seh ich nur das Problem der Oberfläche, die teilweise leichter weniger Schlaganfällig ist. Sieht man bei meinem Kurbeln leicht, wobei man das bei Alu natürlich auch sehen würde.

[georg]

oder bei verwendung von hochkristallinen materialien.

Eben.. also eher nicht am Fahrrad.

Das witzige am Titan ist ja, das es so korosionsbeständig ist, weil so schnell korodiert bzw.die sich schnell bildene Oxidschicht am Titan.

..und, dass diese Oxidschicht ohne Volumensänderung wächst. Ansonsten wäre Stahl wohl auch gut korrosionsbeständig.

gehört aber nicht hierher.

Doch, doch.. ist eh so ein Gescheitlochthread, also nur her mit den Infos ich finde das sehr interessant.

[Wyatt_Erb]

na gut, aber ein paar werden hier vor Gscheitlocherei die Füße einschlafen.
Knochenersatzmaterialien sind synthetisch hergestellte Bestandteile aus tierischem oder menschlichem Knochenbestandteilen. (Mahlzeit!) mit denen man Knochendefekte auffüllen kann, d.h. das Material verwächst mit dem restliche Knochen. Verwenden tuts der Orthopäde, wenn irgendwelche Defekte ´(z.B. Knochenzysten) auffüllen will und der Zahnarzt, wenn Implantate setzen will und zu wenig eigenere Knochen verhanden ist, also zum Knochenaufbau.
Titan und Zirkon sind Materialien, mit denen man Prothesen herstellt. d.h. ein Ersatz für einen Hüftkopf, Schulter oder im Kleinen die Zahnwurzel. Beim Titan ist er so, das dann noch der Knochen mit der Oxidschicht verwachsen kann, indem sich seinen Zellen anlagern. Zusätzlich wird diese dann speziell mit Säure geätzt, damit sich die Zellen noch besser anlagern können (also eine Mikrorauigkeit)...Zirkon ist noch um einiges neuer, wird noch nicht so lange verwendet. ......