Verbundwerkstoffe Auswahl: Was kosten GFK, CFK und AFK?

Kilopreis mit Stückpreis gleichsetzen

Am teuersten ist es, GFK, CFK oder AFK allein anhand des Kilopreises auszuwählen. Dieser beschreibt das Halbzeug, nicht das fertige Bauteil. Fertigung, Verschnitt, Ausschuss, Werkzeug und Prüfung bleiben dabei unberücksichtigt. Die Abhilfe: Kosten je Funktion oder je fertigem Teil vergleichen.

Ein belastbarer Vergleich bezieht daher Werkstoff, Bauteilgewicht und Fertigungsaufwand gemeinsam ein. Entscheidend ist, was ein Bauteil für seine vorgesehene Aufgabe kostet, nicht allein, wie viel das Material je Kilogramm kostet. Bei der Verbundwerkstoffauswahl in der Praxis gehört diese Gesamtsicht zur Kalkulation.

Auch ein CFK-Bauteil mit hohem Kilopreis kann bei geringem Gewicht und passender Funktion sinnvoll sein. Umgekehrt wird ein preisgünstigeres GFK-Teil nicht automatisch wirtschaftlicher, wenn es schwerer ausfällt oder mehr Bearbeitung erfordert. Verschnitt, Werkzeug und Ausschuss sollten deshalb sichtbar in die Bauteilkosten einfließen.

Eine Preisspanne als festen Lieferpreis behandeln

Wer eine Marktspanne wie ein verbindliches Preisschild behandelt, verwechselt Richtwert und konkretes Angebot. Für 2024 liegen die Nettopreise für GFK bei 5 bis 15 Euro je kg, für CFK bei 30 bis 80 Euro und für AFK bei 40 bis 100 Euro.

Die Angaben betreffen Halbzeuge und Prepregs in Europa, ab Werk und bei größeren Abnahmemengen.

Die Breite der Preisbereiche entsteht, weil Faserart, Harzsystem, Lieferform und Bestellmenge gemeinsam wirken. Kurzglasfasern mit Polyesterharz liegen am unteren Rand. Kohlenstofffasern mit Epoxidharz und unidirektionale Ausrichtung gehören zum oberen Bereich. Ein individuelles Angebot muss daher dieselbe Ausführung abbilden wie die Kalkulation.

Faser, Harz und Lieferform nicht gemeinsam spezifizieren

Wer Faser, Harzsystem, Lieferform und Faserausrichtung getrennt betrachtet, vergleicht womöglich unterschiedliche Ausführungen. Das erschwert die Kostenbewertung, weil Materialaufbau und Verarbeitung den Bauteilpreis prägen. Die Abhilfe ist eine einheitliche Spezifikation dieser Merkmale für jedes Angebot.

Die Faser hat großen Einfluss auf den Kilopreis. Kohlenstofffasern kosten ein Vielfaches von Glasfasern, weil ihre Herstellung energieintensiv ist und die Kapazitäten begrenzt sind. Aramidfasern entstehen in kleineren Mengen und erreichen deshalb ein ähnliches Preisniveau. Der Werkstoffname allein sagt somit wenig über die konkrete Ausführung aus.

Auch die Matrix verändert Preis und Verarbeitung. Epoxidharze kosten mehr als Polyesterharze, bieten aber höhere Festigkeit und Temperaturbeständigkeit. Bei AFK kommen häufig Phenolharze oder Epoxidharze zum Einsatz. Prepregs kosten mehr als trockene Fasern, da Harz und Zuschnitt enthalten sind; für ihre Lagerung fallen zudem Kosten an.

AFK kann wirtschaftlich passen, wenn Schlagzähigkeit und Bruchdehnung wichtiger sind als Steifigkeit. Bei Helmen und Schutzplatten kann es teurere CFK-Lagen ersetzen. Daraus folgt jedoch kein allgemeiner Preisvorteil: Der Kilopreis von AFK liegt über dem unteren CFK-Bereich. Die Auswahl sollte sich am Anwendungsfall orientieren, nicht an einem einzelnen Preiswert.

Stückzahl und Fertigungsverfahren erst spät berücksichtigen

Eine Kalkulation ohne Produktionsmenge und Fertigungsweg vermittelt leicht falsche Erwartungen an den Kilopreis. Handlaminat in Kleinserie kostet deutlich mehr als ein Bauteil aus einem automatisierten Verfahren. Jahresmenge und Fertigungsverfahren gehören deshalb von Anfang an in den Angebotsvergleich.

Die Bestellmenge wirkt direkt auf den Preis je Kilogramm. Ein Handlaminat ist teurer als ein Teil aus dem RTM-Verfahren bei einer Jahresmenge von 10.000 Stück. Ab wenigen Tonnen jährlich sind Nachlässe üblich. Große Kostenunterschiede können entstehen, wenn die Fertigung etwa vom Handlaminat zu RTM oder zum Wickelverfahren wechselt.

Kosten außerhalb des Halbzeugs weglassen

Wer nur den Halbzeugpreis einträgt, unterschätzt die Kosten des fertigen Bauteils. Werkzeug, Form, Zuschnitt, Verschnitt, Ausschuss und Prüfungen können die Stückkosten verändern. Die Abhilfe besteht darin, diese Posten getrennt auszuweisen und einmalige Kosten von Kosten je Teil zu unterscheiden.

Werkzeug- und Formkosten verteilen sich auf die produzierte Stückzahl. Eine Serie von 100 Teilen trägt deshalb einen höheren Werkzeugkostenanteil je Stück als eine Serie von 100.000 Teilen. Ohne die geplante Menge lässt sich die Belastung pro Bauteil nicht sinnvoll beurteilen.

Zusätzlich fallen je nach Zuschnittplan Kosten für Zuschnitt und Verschnitt an. Qualitätssicherung, Prüfzeugnisse und Nachweispflichten kommen hinzu, wenn Bauteile zertifiziert werden müssen. Bei Luftfahrt- und Bahnkomponenten bilden solche Aufwendungen einen eigenen Kostenblock und sollten nicht pauschal im Kilopreis verschwinden.

Marktwerte als verbindliches Angebot missverstehen

Marktbandbreiten sind keine verbindlichen Preise für eine konkrete Bestellung. Die genannten Werte sind Nettopreise für 2024, beziehen sich auf Halbzeuge und Prepregs ab Werk und gelten bei Abnahmemengen ab etwa einer Tonne je Bestellung. Für eine Kalkulation zählt der tatsächliche Lieferantenpreis samt Nebenkosten.

Alle Preisangaben verstehen sich ohne MwSt. Für Angebote an Endkunden kommen 19 Prozent Umsatzsteuer hinzu. Fracht, Verpackung und Qualitätsnachweise können im konkreten Einkaufspreis ebenfalls enthalten sein. Wer diese Posten nicht abgleicht, vergleicht womöglich einen reinen Materialwert mit einem umfassenderen Angebot.

Für die Kostenseite bieten amtliche Preisreihen einen statistischen Bezugspunkt. Ergänzend zeigt die Preisentwicklung von Vorleistungen und Industriegütern allgemeine Bewegungen, aber nicht den Einkaufspreis eines individuell gefertigten Verbundbauteils. Solche Reihen helfen bei der Einordnung, ersetzen jedoch keine konkrete Lieferantenanfrage.

Daten zu Industrie und Verarbeitendem Gewerbe ergänzen den Blick auf Produktions- und Kostenstrukturen. Mengen und Anwendungsfelder von Verbundwerkstoffen behandelt der jährliche Marktbericht der AVK; Branchendaten zum Maschinenbau bündelt der VDMA. Diese Informationen ordnen industrielle Produktionsdaten ein, legen aber keinen Bauteilpreis für eine bestimmte Ausführung fest.

Vor der Entscheidung sollten deshalb Werkstoffaufbau, Lieferform, Fertigungsverfahren, Stückzahl und zusätzliche Kostenpositionen zusammenpassen. Ein Vergleich wird erst dann aussagekräftig, wenn die Angebote dieselbe technische Ausführung und denselben Leistungsumfang betreffen. Auch die Materialwahl selbst verdient eine Prüfung, damit nicht ein niedriger Einkaufspreis spätere Mehrkosten auslöst. Hinweise dazu bietet der Beitrag Fehler bei der Materialwahl.