Was ist Forged Carbon?

Forged Carbon ist ein fortschrittliches Material, das aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wie geringem Gewicht, hoher Härte und guter Korrosionsbeständigkeit sowie seiner ansprechenden Optik in verschiedenen Branchen Anwendung findet und voraussichtlich auch in Zukunft weiter an Bedeutung gewinnen wird.

Es ist ein Verbundwerkstoff aus Kohlenstofffasern und einer Harzmatrix, der in einem komplizierten Verfahren hergestellt wird.

Forged Carbon wird eingesetzt unter Anderem in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie für Karosserie- und Zubehörteilen, Innenausstattung und Felgen, bei Sportausrüstung und natürlich in Alltagsgegenständen und für Accessoires, wie Uhren, Schutzhüllen, Kartenetuis und vielen mehr.

 

Was ist der Unterschied zwischen klassischem und Forged Carbon?

klassisches Carbon besteht u.A. aus Kohlenstofffasern. Diese Fasern werden auf Webmaschinen geflochten und bekommen dadurch ihre bekannte strukturierte Optik.

Forged Carbon, auch als Forged Composite bezeichnet, verwendet als Basis gehackte Kohlenstofffasern, die mit Harz vermischt werden. Diese Mischung kann in fast jede beliebige Form gebracht werden. Da die Kohlenstofffasern hier nicht gewebt werden, gibt es kein eindeutiges Muster und jedes Forged Carbon-Produkt ist einzigartig.

 

Wie wird Forged Carbon hergestellt?

Die gehackten Kohlenstofffasern werden zusammen mit Epoxidharz in eine Form gegeben, die für jedes Bauteil individuell angefertigt werden muss, und dann unter hohem Druck in Form gepresst. Dieser Prozess ist auch als "Compression molding" bekannt.

Durch das Pressen unter hohem Druck und hoher Temperatur entsteht ein extrem hartes und widerstandsfähiges Material.

Quelle: Langzauner Hydraulikpresse Compositesworld.com 

Da dieser Prozess vergleichbar ist mit dem schmieden (to forge) von Metallen, entstand der Name "Forged Carbon" bzw. “Forged Composite”

Es gibt noch einige weitere Möglichkeiten Forged Carbon ohne eine Formpresse herzustellen, z.B. mit vorgefertigten Matten oder sogar per einzeln per Hand gelegt.

 

Was sind die Vorteile von Forged Carbon?

Neben dem aus meiner Sicht offensichtlichsten Vorteil, dem einzigartigen Design, eignet sich Forged Carbon gegenüber dem geflochtenen 'Standard' Carbon vor allem dann, wenn enge Winkel oder komplexe dreidimensionale Formen nötig sind. Geflochtenes Carbon bekommt man einfach nicht so gut in die Ecken gepresst und es dauert auch länger die Fasermatten entsprechend Schicht für Schicht auszurichten.

Die richtige Form (Compression mold) vorausgesetzt lassen sich viele Teile in kürzerer Zeit erstellen.

 

Auch im Vergleich zu anderen Materialien, die oft bei Alltagsgegenständen Verwendung finden, schneidet Forged Carbon sehr gut ab, wie ich in folgender Tabelle zusammengefasst habe:

Eigenschaften	Forged Carbon	Titan	Edelstahl	Aluminium	Kunststoff	Leder
Gewicht (g/cm³)	1,6 - 1,8	4,5	7,9	2,7	1,0 - 2,5	0,9 - 1,4
Dichte (g/cm³)	1,6 - 1,8	4,5	7,9	2,7	1,0 - 2,5	0,9 - 1,4
Zugfestigkeit (MPa)	3.500 - 6.000	900 - 1.400	500 - 2.000	90 - 500	10 - 100	10 - 20
Druckfestigkeit (MPa)	500 - 900	900 - 1.400	500 - 2.000	90 - 500	20 - 100	-
Bruchdehnung (%)	0,5 - 1,5	Okt 20	40 - 60	Okt 20	200 - 700	100 - 300
Korrosions-beständigkeit	Sehr hoch	Sehr hoch	Hoch	Mittel	Niedrig	Niedrig
Härte (Vickers)	800 - 1.200	200 - 500	150 - 300	15 - 120	20 - 60	Niedrig
Optik	Einzigartige Maserung, tiefschwarz	Metallisch glänzend	Metallisch glänzend	Metallisch glänzend	Unterschiedliche Farben und Texturen	Unterschiedliche Farben und Texturen

 

Diese Daten zeigen, dass Forged Carbon eine ähnliche Dichte/Gewicht wie Kunststoff und Leder aufweist, aber leichter ist als gängige Metalle und dabei eine höhere Zugfestigkeit und vergleichbar gute Druckfestigkeit besitzt.

In Bezug auf die Bruchdehnung ist Forged Carbon im Vergleich eher steif, was bedeutet, dass es spröder sein kann.

Die Korrosionsbeständigkeit von Forged Carbon ist im dafür sehr hoch, was es zu einem idealen Material für Anwendungen macht, bei denen es in Kontakt mit Flüssigkeiten oder Salzen kommt.

Hinsichtlich der Härte ist Forged Carbon im Vergleich relativ hart, was es widerstandsfähiger gegen Kratzer und Abnutzung macht und daher auch für Alltagsprodukte (EDC - Everyday carry) wie das Forged Carbon Wallet, das Forged Carbon Key Case, das Forged Carbon AirPods Case, das Forged Carbon iPhone 14 und 15 Case oder das Forged Carbon Samsung S23 Case  Sinn macht.

 

Was sind die Nachteile von Forged Carbon?

Klingt komisch, aber ja, auch Forged Carbon hat gewisse Nachteile gegenüber anderen Werkstoffen. Allen voran der Preis. Es ist teurer als beispielsweise Kunststoff oder Leder, zudem ist die Verarbeitung schwieriger was in der Regel zu höheren Produktionskosten führt.

Trotzdem ist es ein Material, das aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften und Optik eine wachsende Beliebtheit bei Herstellern und Konsumenten findet – trotz höherer Preise im Vergleich zu klassischem Carbon oder anderen Materialien.

 

Die Geschichte von Forged Carbon

Im Jahr 2008 hat Lamborghini erstmalig Forged Carbon / Forged Composite in einem Concept Car eingesetzt, dem Sesto Elemento, der auf dem Pariser Autosalon 2010 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt wurde und als radikalstes Konzeptfahrzueg gilt, das jemals von Lamborghini gebaut wurde.

Quelle: Lamborghini Sesto Elemento 

Der Name soll die Verbindung zum sechsten Element (Kohlenstoff) im Periodensystem ausdrücken, da die Außenhaut des Sesto Elemento überwiegend aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff besteht.

Das Fahrzeug ist ein High-Performance Supersportwagen, der hauptsächlich aus Forged Carbon hergestellt wurde. Durch den Einsatz von Forged Carbon konnte das Gewicht des Sesto Elemento auf beeindruckende 999 Kilogramm reduziert werden, bei einer Leistung von 570 PS. Das Ergebnis war eine Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in nur 2,5 Sekunden und eine Höchstgeschwindigkeit von über 320 km/h.

Quelle: Lamborghini Sesto Elemento

Der Sesto Elemento war ein Meisterwerk der Ingenieurskunst und Technologie und veranschaulichte die Möglichkeiten, die durch den Einsatz von Forged Carbon bei der Konstruktion von Leichtbau-Komponenten in der Automobilindustrie möglich sind. Obwohl der Sesto Elemento nie in Serie produziert wurde, diente er als Vorläufer für spätere Lamborghini-Modelle wie den Huracán Performante und den Aventador SVJ, die ebenfalls Forged Carbon-Teile in ihrem Design verwenden.

Quelle: Lamborghini Forged Composite

Die Technologie wurde dann von The Outokumpu Group erworben und in Forged Carbon umbenannt. Seitdem wird das Material immer häufiger und in verschiedenen Branchen eingesetzt, von der Luft- und Raumfahrt bis hin zur Mode- und Accessoirebranche, da die einzigartige organische Optik es zu einem begehrten Material für Designer, Künstler und Individualisten macht.