CARBON: Die materialtechnische Revolution in der Wehrtechnik!
#1
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Enorme Gewichtsreduktion mit einhergehender Mobilitätserhöhung

Im Motorsport sind die Vorzüge von Composites längst bekannt und tausendfach bewährt. Der Einsatz von Carbon ermöglicht nicht nur die Realisierung von aerodynamischen Formen, welche mit anderen Werkstoffen und Verfahren kaum herstellbar sind, sondern auch eine deutliche Reduktion des Teile- und Gesamtgewichts.

Gewichtsreduktion im Vergleich zu Aluminium-Komponenten bis zu 50%
Gewichtsreduktion im Vergleich zu Stahl-Komponenten sogar bis zu 80%

Demnach setzt Carbon die gewichtstechnische Messlatte mit einer Dichte von 1,5 g/cm³ gegenüber von Aluminium mit 2,8 g/cm³ und Stahl mit 7,8 g/cm³ deutlich nach unten.

Extremes Durchhaltevermögen unter extremsten Bedingungen

Faserverbundwerkstoffe überzeugen aber nicht nur hinsichtlich ihres Gewichts, auch ihre Beständigkeit und Belastbarkeit machen sie zum idealen Werkstoff für Wehrtechnikkomponenten: Carbon ist nicht nur vier Mal belastbarer als Aluminium, sondern zeichnet sich insgesamt auch durch eine hohe Steifigkeit und Schwingfestigkeit, eine kaum messbare Wärmeausdehnung (von 10-6*K-1) sowie einer hohen Dauertemperatur– und Korrosionsbeständigkeit aus.
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#2
Bewährt unter Kurzzeitbedingungen. Unter Langzeitbedingungen kommen ja gänzlich andere Kombinationsrisiken hinzu.

Bei Karbonfasern argwöhne ich dieselben Schwächen wie bei Polymeraten. Sie kündigen Versagen nicht an. Ermüdungsbruch bei etwa Stahl passiert nicht einfach, sondern ist ein früh identifizierbarer Prozess. Wer sich ein Carbonfahrrad leisten konnte und es sich zudem leisten konnte, es nicht nur zu schonen, kennt das Gegenteil. Ein beginnendes Materialversagen ist nur im Röntgen zu sehen.

Kunststoff und wie er verrottet, ist ein Phänomen, das bewusst versteckt wird. Kaum einer hat jemals eine "gebrauchte" Glock gesehen. Die wird deshalb so gut an Behörden verkauft, weil das Hauptprodukt das Service ist. Es ist nicht nur normal, sondern notwendig, daß ständig Teile ausgetauscht werden müssen. Verzogenes Plastik, das sich scheinbar von selbst auflöst, hat mich am meisten überrascht - die Witterung und UV-Licht fressen sie wohl auf. Unser Waffenmeister hat uns einmal einen wesentlich "geschundeneren" Manurhin Revolver gezeigt. Der verschießt zudem ungleich belastendere Patronen (.357 Magnum). Der hält jedenfalls das, was die Tupperware-Gun verspricht.

Ich hatte mal ein Gespräch mit einem Kunstflugpiloten bezüglich Carbon. Und der flog nur sowas. Er meinte, nach spätestens 10 Jahren hätte er ein mulmiges Gefühl im selben Flieger zu sitzen. Das Material, das er fliegt, wird früher schon ausgetauscht. Ich weiß allerdings nicht, ob das nicht ohnehin üblich ist.

Alles in allem möchte ich nicht einfach nur widersprechen, ich möchte mein Mißtrauen ausgedrückt haben. Und ich wollte es auch begründen.
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#3
(12.01.2021, 11:11)Pogu schrieb: Bewährt unter Kurzzeitbedingungen. Unter Langzeitbedingungen kommen ja gänzlich andere Kombinationsrisiken hinzu.

Bei Karbonfasern argwöhne ich dieselben Schwächen wie bei Polymeraten. Sie kündigen Versagen nicht an. Ermüdungsbruch bei etwa Stahl passiert nicht einfach, sondern ist ein früh identifizierbarer Prozess. Wer sich ein Carbonfahrrad leisten konnte und es sich zudem leisten konnte, es nicht nur zu schonen, kennt das Gegenteil. Ein beginnendes Materialversagen ist nur im Röntgen zu sehen.

Kunststoff und wie er verrottet, ist ein Phänomen, das bewusst versteckt wird. Kaum einer hat jemals eine "gebrauchte" Glock gesehen. Die wird deshalb so gut an Behörden verkauft, weil das Hauptprodukt das Service ist. Es ist nicht nur normal, sondern notwendig, daß ständig Teile ausgetauscht werden müssen. Verzogenes Plastik, das sich scheinbar von selbst auflöst, hat mich am meisten überrascht - die Witterung und UV-Licht fressen sie wohl auf. Unser Waffenmeister hat uns einmal einen wesentlich "geschundeneren" Manurhin Revolver gezeigt. Der verschießt zudem ungleich belastendere Patronen (.357 Magnum). Der hält jedenfalls das, was die Tupperware-Gun verspricht.

Ich hatte mal ein Gespräch mit einem Kunstflugpiloten bezüglich Carbon. Und der flog nur sowas. Er meinte, nach spätestens 10 Jahren hätte er ein mulmiges Gefühl im selben Flieger zu sitzen. Das Material, das er fliegt, wird früher schon ausgetauscht. Ich weiß allerdings nicht, ob das nicht ohnehin üblich ist.

Alles in allem möchte ich nicht einfach nur widersprechen, ich möchte mein Mißtrauen ausgedrückt haben. Und ich wollte es auch begründen.

Das ist keine Revolution sondern mittlerweile sogar ein ganz alter Hut. Alle modernen Fluggeräte bestehen aus dem Zeug. NH90, Eurofighter, A400M, Tiger... Selbst beim Tornado wurden schon Verbundtechnik eingesetzt. Die äußere Hülle unserer U-Boote und auch die Propeller der letzten beiden bestehen aus CFK. Die Visby-Klasse hat auch einen Rumpf aus CFK.

Hochwertige Faserverbundstrukturen sind viel haltbarer als Stahl, Titan oder Alluminium und man weiß sehr genau wie man diese einsetzen muss und kann. CFK gilt sogar als Ermüdungsresistent. Carbonfasern sind auch kein Kunststoff sondern eine Keramik und vollkommen unempfindlich gegenüber UV Strahlen und anderen Witterungseinflüssen. Als Kunststoff werden meistens hochwertige Epoxidharze eingesetzt, die kann man auch nicht mit den billigen Thermoplasten aus dem Alltag vergleichen...

Faserverbundbauteile sind sehr gut erforsch und haben definitiv überzeugt!

Es gibt für jedes Material negativ Beispiele und das meistens weil sie falsch oder in einem Falschen Bereich eingesetzt wurden. Kein Material kann alles....
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#4
(12.01.2021, 12:56)Kul14 schrieb: Carbonfasern sind auch kein Kunststoff sondern eine Keramik und vollkommen unempfindlich gegenüber UV Strahlen und anderen Witterungseinflüssen.

Bester @Kul14, Du siehst mich danken. Das entlarvt ein Mißverständnis, dem ich aufsaß. Und es greift jetzt natürlich mein Mißtrauen und meinen Argwohn an.
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#5
Verbleibt die Kostenfrage. Carbon kostet mehr und selbst da wo es nur Kleinvieh pro Einheit ist erzeugen die vielen Einheiten eben einen deutlichen Kostenunterschied.

Alles hat jeweils Vor- und Nachteile. Kunststoffe sehe ich beispielsweise auch in vielen Bereichen kritisch und bin nicht so der Freund davon. Wobei es natürlich durchaus sehr hochwertige Kunststoffe gibt, aber in der Realität diese keineswegs mit anderen (schlichteren/robusteren) Materialien vergleichbar sind. Das gilt insbesondere für die Lebensdauer und Unempfindlichkeit. Dessen ungeachtet soll es hier im Strang um Carbon und entsprechende Verbundwerkstoffe mit Carbon gehen und nicht Kunststoffe.

Bezüglich Feuerwaffen kann ich hier vielleicht etwas beitragen: ich habe nämlich das Vergnügen ein Gewehr von Christensen Arms mein Eigen zu nennen und der hohe Anteil von Carbon bei diesem Gewehr erzeugt ganz eigene besondere Vorteile. Die Waffe ist extrem robust, sehr leicht und der Rückstoß fällt im Vergleich zu Waffen de facto identischer Abmessung / Gewicht geringer aus (der Carbon-Schaft schluckt irgendwie mehr vom Rückstoß intern, wie das technisch überhaupt geht weiß ich nicht, dazu fehlt mir das technische Verständnis. Kann das nur empirisch so feststellen). Die Waffe erhitzt nicht mal so schnell wie ich es vorher befürchtet hatte.

Wir müssen bei der ganzen Infanterie-Ausrüstung, insbesondere bei den Feuerwaffen das Gewicht drastisch runter bringen, bei gleichzeitig maximaler Robustheit, langer Lebensdauer und größtmöglicher Unempfindlichkeit. Da führt meiner Meinung nach an Carbon kein Weg vorbei. Die Infanterie muss viel schneller, viel beweglicher und sehr viel ausdauernder beim gefechtsmässigen Bewegen werden, dazu müssen vor allem anderen die Schützenwaffen deutlich leichter werden.
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