In der Uhrenindustrie hat sich das in den 1950er Jahren ursprünglich für die Luft- und Raumfahrt entwickelte Karbon zu einem Symbol für Leichtbau, Technologieführerschaft und avantgardistischem Design entwickelt.

Produktion von Karbonflügeln für den A360 im Airbus-Werk in Toulouse.

Der Verbundwerkstoff, eigentlich kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK), bereicherte den Markt mit seiner einzigartigen Ästhetik und beeindruckenden Materialeigenschaften.

Hublot, Panerai und weitere Luxusmarken folgten und etablierten Karbon rasch als High-End-Material für sportliche oder experimentelle Uhrenkonzepte. Heute zählen unter anderem Zenith, IWC Schaffhausen, Oris, Formex, TAG Heuer und Tudor zu den Herstellern, die Karbon auf verschiedene Weise einsetzen.

Klassisches Karbon und geschmiedetes Karbon

Für klassische Karbongehäuse werden lange Kohlefasern in Gewebeform mit Polymerharz getränkt, schichtweise auf eine Form gelegt und unter Druck sowie Hitze zu einem festen Laminat verbunden. Diese Layup-Methode führt zu gleichmäßigem, linienförmigen Fasermuster und zielgerichteten Festigkeitseigenschaften, wobei die Hauptfestigkeit entlang der Faserstruktur liegt.

Klassische Kohlefaser basiert auf gewebten, langen Fasern – erkennbar an linearen Mustern. Geschmiedetes Karbon nutzt kurze, zufällig verteilte Fasern für ein wolkenartiges, marmoriertes Muster.

Die Idee, kurze Karbonfasern statt endloser Gewebebahnen zu verwenden, entstand nicht in der Uhrenindustrie, sondern im Zusammenspiel von Automobil- und Sportbranche. Mitte der 2000er Jahre begannen Automobili Lamborghini und der Golfschläger-Hersteller Callaway Golf gemeinsam an einem neuen Verfahren zu arbeiten.

Geschmiedetes Karbon wurde in der Autoindustrie und für Golfschläger enwickelt.

Das Ergebnis war Forged Composites – ein patentiertes Verfahren, bei dem kurze, zufällig orientierte Karbonfasern in eine Form gelegt und unter hohem Druck verpresst werden. Statt stundenlanger Aushärtung im Autoklaven, wie bei klassischem CFK, benötigt der Formprozess nur rund drei Minuten. Das macht geschmiedetes Karbon nicht nur leichter und steifer als Aluminium, sondern erstmals auch industriell skalierbar.

Die Royal Oak Offshore Alinghi Team von Audemars Piguet war die erste Uhr aus geschmiedetem Karbon.

Das Resultat ist ein homogenes, isotropes Material mit charakteristisch marmoriertem Muster – jede Uhr wird zum Unikat. In der Uhrenindustrie war Audemars Piguet der Pionier: Bereits 2007 erschien die Royal Oak Offshore Alinghi Team (Ref. 26062FS) mit einem Gehäuse aus geschmiedetem Karbon – limitiert auf 1.300 Stück.

Die Zenith Chronomaster Revival Cover Girl Carbon besitzt ein Gehäuse aus geschmiedetem Karbon.

Technisch erlaubt dieses Verfahren komplexere Formen und sorgt dafür, dass Belastbarkeit und Festigkeit in alle Richtungen gleichmäßig verteilt sind. Geschmiedetes Karbon erschließt durch seine Kompressionsformung komplexere Gehäusegeometrien und besitzt ein einzigartiges Design.

Die Ulysse Nardin Diver Air Orange mit einem Gehäuse aus Titan, Nylon und Carbonfaser wiegt weniger als 52 Gramm.

NTPT Carbon: Die dritte Technologie

Neben klassischem CFK-Laminat und geschmiedetem Karbon hat sich eine dritte, eigenständige Karbon-Technologie in der Haute Horlogerie etabliert: NTPT Carbon, entwickelt von der Schweizer Firma North Thin Ply Technology. Das Verfahren unterscheidet sich grundlegend von den beiden anderen Ansätzen.

Richard Mille hat zusammen mit NTPT einen Reinraum zur Fertigung von NTPT-Karbon eröffnet.

Extrem dünne Kohlefaser-Filamente von maximal 30 Mikrometern Durchmesser werden mit Harz getränkt und in Hunderten von Schichten übereinandergelegt, wobei jede Schicht um exakt 45 Grad zur darunterliegenden gedreht wird. Unter Druck und bei 120 Grad Celsius entsteht ein Material mit einem charakteristischen welligen, an Holzmaserung erinnernden Muster.

Karbon NTPT besitzt ein charakteristisches, wellenförmiges Muster.

Richard Mille führte NTPT Carbon 2013 in die Uhrenindustrie ein und machte es rasch zum Erkennungsmerkmal der Marke. Ursprünglich für Regattamasten und später für Formel-1-Komponenten entwickelt, vereint das Material extreme Leichtigkeit mit hoher Biegesteifigkeit.

NTPT Carbon im Makro: Die feinen Linien auf der Oberfläche sind die Schnittkanten Hunderter hauchdünner Karbonfaserlagen.

Anders als beim geschmiedeten Karbon, dessen Muster durch zufällig verteilte kurze Fasern entsteht, ergibt sich die Optik von NTPT Carbon durch die kontrollierte Schichtung – jedes Stück ist dennoch ein Unikat.

Karbon dringt in die Werke vor

Panerai entwickelte mit Carbotech eine eigene, markenspezifische Karbon-Variante. Dabei werden dünne Karbonfaserplatten unter hohem Druck und bei kontrollierter Temperatur mit einem PEEK-Polymer (Polyether-ether-keton) verpresst. PEEK gilt als eines der leistungsfähigsten thermoplastischen Polymere und verleiht dem Verbund eine höhere mechanische Belastbarkeit als herkömmliche Epoxidharz-Matrizen.

Die Panerai Submersible Quaranta Quattro GMT Navy Seals Carbotech PAM01513 ist wasserdicht bis 50 Bar.

Die unregelmäßige Schichtung erzeugt ein mattschwarzes, marmoriertes Muster. Panerai stellte das Material 2015 auf der SIHH vor: Die Luminor Submersible 1950 Carbotech (PAM00616) war das erste Modell mit diesem Werkstoff.

Carbotech im Detail: Die feinen Schichtlinien verraten den Aufbau aus Karbonfaserplatten und PEEK-Polymer.

Zwei Jahre später ging die Marke noch einen Schritt weiter: Das Konzeptmodell LAB-ID PAM00700 von 2017 nutzte karbonbasierte Materialien nicht nur im Gehäuse, sondern auch in Teilen des Werks, der Hemmung und dem Zifferblatt.

Das Kaliber P.3001/C läuft ohne flüssige Schmierung – ein konsequenter Beweis dafür, dass Karbon in der Uhrenindustrie längst über die Rolle eines Gehäusematerials hinausgewachsen ist.

Audemars Piguet bringt Karbon zum Leuchten

Die Marke, die geschmiedetes Karbon 2007 in die Uhrenindustrie einführte, trieb das Material 2024 auf die nächste Stufe: Audemars Piguet stellte im September die patentierte Chroma Forged Technology (CFT) vor. Dabei werden die kurzen Karbonfasern vor der Verarbeitung direkt eingefärbt – nicht bloß das umgebende Harz, sondern die Fasern selbst tragen die Farbe.

Die Royal Oak Concept Split-Seconds Chronograph GMT Big Date von Audemars Piguet mit geschmiedetem, farbigem Karbon, das im Dunkeln leuchet.

Zusätzlich werden lumineszierende Pigmente eingebracht: Das Gehäuse leuchtet im Dunkeln. Das Verfahren ist aufwendiger als bei konventionellem geschmiedetem Karbon.

Rohform der CFT-Karbonfasern: Jedes Plättchen ist mit blauen und lumineszierenden Pigmenten eingefärbt.

Die eingefärbten Faserstücke werden von Hand in die Form gelegt, Schicht für Schicht mit Harz aufgefüllt und unter Vakuum komprimiert, um Lufteinschlüsse zu vermeiden. Anschließend härtet der Block zehn Stunden im Autoklaven aus, bevor er in sechs bis acht Stunden zum fertigen Gehäuse gefräst wird.

Die vierte Stufe:  Karbon wird zur Keramik (CMC)

IWC Schaffhausen ging einen radikal anderen Weg und holte sich dafür Unterstützung aus der Raumfahrt. Gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelte die Schaffhauser Manufaktur Gehäuse aus faserverstärkter Keramik, sogenanntem CMC (Ceramic Matrix Composite).

CMC-Materialproben von IWC: Die Oberfläche zeigt das individuelle Fasermuster, die Seitenkante den geschichteten Aufbau.

Zunächst werden kurze Karbonfasern mit Harz vermischt und in eine Gehäuseform gepresst – bis hierhin ähnelt der Prozess dem geschmiedeten Karbon. Dann jedoch folgt eine Pyrolyse: Unter hoher Temperatur wird das Harz ausgebrannt, übrig bleibt ein poröses Gerüst aus Karbonfasern und Restkohlenstoff. Im letzten Schritt, der Silikonisierung, werden Siliziumkristalle in die offenen Poren eingebracht.

Karbonfaserstücke vor dem Verpressen – der Moment, bevor aus losen Fasern ein Uhrengehäuse wird.

Sie reagieren mit dem Kohlenstoff und bilden eine keramische Matrix aus Siliziumkarbid, die das gesamte Fasergerüst durchdringt. Das Ergebnis vereint die Leichtigkeit von Karbon mit der Härte von Keramik: rund 2.400 Vickers, ein Vielfaches von Edelstahl. IWC debütierte die Technologie in der Big Pilot’s Watch AMG G 63.

Die CMC-Karbonfasern werden durch Pyrolyse und Silikonisierung zur Keramik gewandelt.

Jedes Gehäuse trägt ein individuelles Fasermuster. Die Vorzüge von Karbon liegen in seinem sehr geringen Gewicht. Es ist dreimal leichter als Titan. Es ist hypoallergen und hautfreundlich und besitzt eine hohe Belastbarkeit und Korrosionsresistenz. Seine Kratzfestigkeit liegt unter dem  Keramikniveau. Karbon ist empfindlich gegen sehr starke punktuelle Belastungen, es können kleine Kratzer und matte Stellen auftreten. Die Fertigung ist aufwändig und komplex. TAG Heuer setzt Karbon auch bei der Fertigung von Karbon-Spiralen ein.