12 unieke voordelen van koolstofvezel

Van zonnebrillen tot portemonnees, er zijn tientallen verschillende accessoires die we elke dag met ons meedragen. Deze kunnen van een verscheidenheid aan producten worden gemaakt, maar koolstofvezel maakt naam als duurzame en opvallende optie.

Wat is koolstofvezel?

Koolstofvezel valt in een categorie materialen die bekend staat als 'vezelversterkte kunststoffen', waartoe ook materialen behoren zoals glasvezel, dat veel wordt gebruikt voor boten en auto's, en Kevlar, vooral bekend vanwege het maken van kogelvrije vesten. Door het supersterke koolstofweefsel te combineren met geavanceerde kunststoffen is het mogelijk een materiaal te creëren met eigenschappen die bijna onmogelijk lijken: het is lichter dan aluminium en toch sterker dan staal, verandert niet van formaat als het warm of koud wordt, is ongelooflijk stijf en stijf, en dat is nog maar een begin. Het gebruik van koolstofvezel wordt in een breed scala van industrieën aangetroffen, waarbij dagelijks nieuwe toepassingen worden ontdekt. Het maakt vliegtuigen efficiënter, auto's sneller, drones lichter en wordt zelfs aangetroffen in veel luxe goederen zoals portemonnees, zonnebrillen en riemen. CF's eigen CF-Lex^TMscharnier heeft het zelfs mogelijk gemaakt dat koolstofvezel zowel flexibel als sterk is! Maak je klaar om de vele voordelen en toepassingen van het vreemde en unieke materiaal koolstofvezel te ontdekken.

12 unieke voordelen van koolstofvezelproducten

De enige manier om te beslissen of koolstofvezel geschikt voor u is, is door te leren hoe het werkt. Hieronder vind je twaalf voordelen van koolstofvezel die het onderscheiden van andere materialen!

 

Hoge treksterkte en stijfheid

De kracht van koolstofvezel komt van de versterkende vezels: duizenden microscopisch kleine strengen van gebonden koolstof die op zichzelf sterk zijn onder spanning, maar geen stijfheid en weerstand tegen compressie hebben. Door ze op te hangen in epoxyhars (een sterk en lichtgewicht plastic) worden ze stijf langs hun as en sterk in zowel spanning als compressie. Hierdoor ontstaat een "niet-isotrope" sterkte, wat betekent dat de sterkte van het materiaal varieert afhankelijk van de richting en oriëntatie van de vezels. Dit staat in contrast met een "isotroop" materiaal zoals staal dat ongeacht de uitlijning dezelfde eigenschappen heeft. Als het goed is uitgelijnd, kan een koolstofvezelonderdeel een sterkte hebben die vergelijkbaar is met die van het beste staal, tegen een klein deel van het gewicht. Dit maakt koolstofvezel een uitstekende vervanging voor metalen zoals aluminium en staal, omdat de sterkte ervan precies kan worden afgestemd op het belastingsscenario.

 

Lichtgewicht

Over gewicht gesproken: koolstofvezel is licht! Een met koolstofvezel versterkte kunststof is niet veel zwaarder dan een niet-versterkte kunststof. In vergelijking met staal bedraagt ​​de totale gewichtsvermindering ongeveer negentig procent. Een stalen autokap van 70 pond kan opnieuw worden gemaakt en weegt slechts 7 pond! Het is lichter dan aluminium en zelfs titanium. De binnenkort op de markt te brengen Polestar One-sportwagen, ontwikkeld door Volvo, bespaart bijvoorbeeld meer dan 500 pond door strategisch gebruik van koolstofvezel, terwijl hij tegelijkertijd de stijfheid op belangrijke gebieden verbetert. De koolstofvezelzonnebrillen van CF zijn zo licht dat ze slechts 20 gram wegen; dat komt overeen met slechts zes cent!

 

Geschikt voor een verscheidenheid aan toepassingen

Naast het uitgebreide gebruik ervan in de high-end autowereld, wordt koolstofvezel op vrijwel elk denkbaar gebied toegepast. Wandelaars zijn dol op de lichtgewicht eigenschappen van rugzakken en tenten, en drones, vliegtuigen en helikopters kunnen hun vermogen-gewichtsverhouding aanzienlijk verbeteren. Wees niet verbaasd als koolstofvezel opduikt in een luxe camper, de eerste hulp, een muziekinstrument of je volgende fiets. In feite heeft CF producten gemaakt voor elk van deze toepassingen! Heeft u ooit geprobeerd een bank op te tillen en wenste u dat deze iets minder woog? Je bent niet de enige, en meubels van koolstofvezel beginnen overbelaste ruggengraat te redden, één voor één. Ondanks dat koolstofvezel erom bekend staat dat het een beetje jeukt, is er nu zelfs een bedrijf dat kleding-t-shirts van koolstofvezel maakt!

 

Roest niet

De meeste materialen reageren slecht op lucht en water, corroderen, oxideren of breken eenvoudigweg af, tenzij ze worden beschermd. Niet koolstofvezel. Zowel de koolstof als de epoxyhars zijn uiterst stabiel en niet-reactief, zelfs bij onderdompeling in water! Ideaal als vervanging voor staal onder omstandigheden van extreem vocht of zelfs onderdompeling. Er zijn geen dure anti-corrosiebehandelingen of voortdurend opnieuw verven nodig.

 

Transparant voor röntgenstralen

Ondanks dat koolstofvezel sterker is dan staal, is het volledig transparant voor röntgenstralen. De medische toepassingen hiervoor zijn grenzeloos, aangezien geen enkel ander materiaal de sterkte van metaal combineert met de röntgentransparantie van plastic. Stel je voor dat in plaats van een patiënt naar een geheel nieuwe kamer te moeten rijden voor een röntgenfoto, hij of zij eenvoudigweg live in beeld zou kunnen worden gebracht via een operatietafel! Koolstofvezel ontsluit deze en andere toepassingen en creëert nieuwe en opwindende mogelijkheden voor artsen en chirurgen.

 

Zal niet buigen of van vorm veranderen bij warm weer

Door gebruik te maken van epoxyhars op hoge temperatuur kan koolstofvezel bestand worden gemaakt tegen extreme hitte en kou, zonder dat er kromtrekking of verandering in grootte optreedt. Dit komt door de eigenschap van koolstofvezel, namelijk lage thermische uitzetting. Muzikanten dromen al lang van een gitaar, harp of viool die nooit ontstemd raakt. Koolstofvezel brengt die droom tot leven door muziekinstrumenten te bouwen die niet uitzetten of samentrekken bij blootstelling aan hitte, kou en vochtigheid. Nu kunnen instrumenten de blootstelling aan de elementen, ruwe behandeling, reizen en meer overleven, terwijl ze minder wegen en tientallen jaren meegaan. Het kan nog steeds verstandig zijn om koolstofvezel te voorzien van een blanke lak om het te beschermen tegen zijn enige zwakke punt: blootstelling aan UV. Met een goede coating kan een koolstofvezelonderdeel echter jaren van blootstelling aan de zon overleven.

 

Bestand tegen chemicaliën

Koolstofvezel (in zijn stijve vorm) wordt doorgaans samen met een polymeermatrix gebruikt. Meestal wordt koolstofvezel gecombineerd met een epoxyharssysteem. Epoxy wordt gevormd uit een tweedelige chemische reactie van een hars en een verharder. Eenmaal uitgehard is epoxy een thermoharder die niet smelt of terugkeert naar zijn vroegere bestanddelen. Dit zorgt voor een zeer chemisch bestendige kunststof die na verloop van tijd niet zal corroderen, oplossen of smelten. Deze epoxy maakt koolstofvezel zo chemisch resistent tegen de meeste alcoholen, zuren en andere chemische verbindingen.

 

Goede warmtegeleider

Op atomair niveau bestaat koolstofvezel uit hetzelfde materiaal dat houtskool-koolstof vormt. Dankzij een eigenschap die bekend staat als thermische geleidbaarheid, wordt warmte gemakkelijk langs de lengte van de vezels geleid. Koolstofvezels hebben een thermische geleidbaarheid van ongeveer 500 W/mK (watt per meter Kelvin), vergeleken met ongeveer 200

W/mK voor aluminium of 400 W/mK voor koper. De warmte geleidt echter niet loodrecht op de vezels, waardoor de warmtestroom door het onderdeel kan worden gecontroleerd door de richting van de vezels zo te regelen dat de gewenste thermische eigenschappen worden gecreëerd.

 

Flexibiliteit en maakbaarheid

Voorafgaand aan het lay-upproces kan koolstofvezel aan vrijwel elke vorm worden aangepast, hoewel er aanzienlijke ervaring en technische kennis vereist is om het proces en het materiaal aan verschillende geometrieën aan te passen. Dat is echter niet waar het eindigt. Composieten kunnen zowel flexibel als stijf worden gemaakt, maar niet beide.

Visuele verschijning en esthetiek

Als er één kenmerk is dat bijna iedereen kent van koolstofvezel, dan is het wel de direct herkenbare look. Van het agressieve haaientandpatroon, de diepte en de manier waarop het licht vangt, koolstofvezel is niet te missen! De vezels die voor dat verbluffende uiterlijk zorgen, zijn niet alleen decoratief; ze bepalen ook de structuur en sterkte van het onderdeel, zoals het exoskelet van een insect. Of het nu gaat om een ​​superauto die bijna volledig uit koolstof bestaat, om een ​​simpel accent op een meubelstuk, of gewoon om een ​​portemonnee of mes die je elke dag bij je draagt: koolstofvezel is mooi, opvallend en stoer. Koolstofvezel kan nu zelfs in andere patronen of met andere materialen worden geweven om wat kleur toe te voegen (meestal Kevlar, glasvezel of Mylar). Koolstofvezel op zichzelf kan geen andere kleur hebben dan zwart.

 

Kan gecombineerd worden met andere materialen

Bij het lay-upproces worden veel lagen koolstofvezel op elkaar geklemd en vaak zal een fabrikant ervoor kiezen om een ​​ander materiaal in de lay-up te plaatsen om andere eigenschappen te creëren. Raceauto's voegen bijvoorbeeld vaak een buitenste laag Kevlar toe om de koolstof te beschermen als het onderdeel zou worden geschuurd door bestrating of een zijwand. Schuim kan worden gebruikt om de dikte te vergroten met minimale gewichtstoename. Hout is veel goedkoper dan koolstof en voegt flexibiliteit en veerkracht toe. Zelfs metaal kan op koolstof worden gelamineerd, waardoor een werkelijk opmerkelijk composietmateriaal ontstaat. De mogelijkheden zijn vrijwel eindeloos. Dat is de magie van composietmaterialen, en technici en wetenschappers bedenken voortdurend nieuwe en innovatieve combinaties van het materiaal.

 

Conclusie

De voordelen van koolstofvezel zijn moeilijk te tellen, maar we hebben ons best gedaan om u twaalf unieke redenen te laten zien om voor koolstofvezel te kiezen. Ook al bestaat het al een halve eeuw, er valt nog zoveel meer te ontdekken. Je kunt meer lezen op onze DIY Blog om koolstofvezel in actie te zien en meer te weten te komen over de spannende actie achter de schermen die deze opmerkelijke onderdelen creëert, of bekijk onze online winkel en ervaar koolstofvezel zelf. Eén ding is zeker: als je eenmaal voor koolstof kiest, is er geen weg meer terug.