01. Das wahre Maß des Leichtbaus: Spezifische Festigkeit, nicht Dichte

Beim Thema Leichtbau konzentrieren sich viele Menschen auf die Dichte. Eine geringere Dichte bedeutet jedoch nicht automatisch eine bessere Gewichtseinsparung. Die entscheidende Kennzahl ist die spezifische Festigkeit – das Verhältnis von Zugfestigkeit zu Dichte. Sie gibt an, welche Last ein Werkstoff bezogen auf sein Gewicht aushalten kann.

Nehmen wir als Beispiel die weit verbreitete Aluminiumlegierung 6061. Sie weist eine Zugfestigkeit von ca. 310 MPa und eine Dichte von 2,70 g/cm³ auf, was eine spezifische Festigkeit von etwa 115 ergibt. Im Vergleich dazu bieten typische LCFT-Typen auf Basis von Hochtemperatur-Polyphthalamid (PPA) Zugfestigkeiten von 350–420 MPa bei Dichten von nur 1,28–1,38 g/cm³ und erreichen damit spezifische Festigkeitswerte von ca. 260–310.

02. Gesamtkosten: Spritzgießen spart mehr als nur Zeit

Die erste Frage, die sich viele stellen, lautet: „Ist Kohlefaser nicht teuer?“ Vergleicht man reine Materialpreise, sind kohlefaserverstärkte Granulate tatsächlich teurer als herkömmliche Kunststoffe und Aluminiumprofile. Die tatsächlichen Kosten eines Strukturbauteils umfassen jedoch Material, Verarbeitung, Montage, Oberflächenbearbeitung und Ausschussraten.

Ein typisches Metallbauteil durchläuft mehrere Stufen: Ausgehend von Aluminiumprofilen oder Blechen folgen CNC-Rauhbearbeitung, Feinbearbeitung, Entgraten, Oberflächenbehandlung und Endkontrolle. Jeder Schritt erhöht die Gesamtkosten durch Ausrüstung, Werkzeuge, Arbeitskraft, Energie und Bearbeitungszeit.

LCFT bietet einen wesentlich einfacheren Prozess. Das Granulat wird direkt zu einem fertigen Bauteil spritzgegossen, wobei Rippen, Clips und Befestigungslöcher in einem einzigen Formzyklus integriert werden. Anschließend sind möglicherweise nur noch geringfügige Nachbearbeitungen und Prüfungen erforderlich.

03. Wer nutzt LCFT bereits? Bewährter Leichtbau über Branchen hinweg

LCFT wird bereits in der Serienfertigung in mehreren Branchen eingesetzt und sorgt für erhebliche Gewichtseinsparungen und Leistungsfortschritte.

• Drohnen: Propeller, Propellerklemmen und Gehäuse erreichen 10–30 % Gewichtsreduzierung.
• Humanoide Robotik: Gelenkkomponenten und tragende Teile tragen dazu bei, das Gesamtgewicht des Roboters erheblich zu senken.
• Feuerwehrausrüstung: Atemschutzgehäuse erreichen mehr als 15 % Gewichtsreduzierung.
• Medizin und Rehabilitation: Prothesen und Orthesen profitieren von erheblichen Gewichtseinsparungen und guter Röntgentransparenz.
• Radsport: Lenker, Rahmen und Kurbelarme können 30–50 % leichter sein als Alternativen aus Aluminiumlegierungen.
• Automobilbau: Lenksäulenhalterungen und ähnliche Komponenten erreichen 50–80 % Gewichtsreduzierung und bis zu 40 % Kostenersparnis.
• Weitere Anwendungen: Verteidigungsausrüstung, Elektrowerkzeuggehäuse und Sportartikel profitieren ebenfalls vom Leichtbaupotenzial von LCFT.

Über all diese Anwendungen hinweg bietet LCFT eine überzeugende Kombination aus hohe Festigkeit, reduziertes Gewicht, Designflexibilität und Fertigungseffizienz.