Wat is Carbon fiber?

Wat is Carbon fiber?

Carbon fiber is een polymeer en wordt soms ook wel grafietvezel genoemd. Het is een zeer sterk materiaal dat ook erg licht is. Carbon fiber is vijf keer sterker dan staal en twee keer zo stijf. Hoewel Carbon fiber sterker en stijver is dan staal, is het lichter dan staal; waardoor het het ideale productiemateriaal voor vele onderdelen is. Dit zijn slechts enkele redenen waarom Carbon fibers de voorkeur genieten van ingenieurs en ontwerpers voor de productie.

Carbon fiber is gemaakt van dunne, sterke kristallijne filamenten koolstof die wordt gebruikt om het materiaal te versterken. Carbon fiber kan dunner zijn dan een streng van mensenhaar en krijgt zijn kracht wanneer het als een draad in elkaar wordt gedraaid. Dan kan het samen worden geweven om een ​​doek te vormen en indien nodig om een ​​permanente vorm aan te nemen, kan Carbon fiber over een mal worden gelegd en in hars of plastic worden gecoat.

Op de top van zijn sterk, Carbon fiber:
● Heeft een hoge stijfheid
● Heeft een hoge treksterkte
● Heeft een lage gewicht / sterkteverhouding
● Heeft een hoge chemische weerstand
● Is temperatuurbestendig tegen overmatige hitte
● Heeft een lage thermische uitzetting

Vanwege dit, Carbon fiber is erg populair in vele industrieën zoals ruimtevaart, automotive, militaire en recreatieve toepassingen.

Een korte geschiedenis over Carbon fiber.

Carbon fiber dateert uit 1879 toen Thomas Edison katoenen garens of bamboesilvers bij hoge temperaturen gebakken, waardoor ze werden gecarboniseerd tot een volledig Carbon fiberfilament. Tegen 1958 werden hoogwaardige Carbon fibers uitgevonden net buiten Cleveland, OH. Hoewel ze inefficiënt waren, bevatten deze vezels ongeveer 20% koolstof en hadden ze lage sterkte- en stijfheidseigenschappen.
In 1963 werd een nieuw productieproces ontwikkeld in een Brits onderzoekscentrum, waar het krachtpotentieel van Carbon fiber werd gerealiseerd.

Hoe wordt Carbon fiber gemaakt: een overzicht van het Carbon fiberproductieproces.

Carbon fiber is gemaakt van een proces dat gedeeltelijk chemisch en deels mechanisch is. Het begint met het tekenen van lange vezels en deze vervolgens op een zeer hoge temperatuur te verwarmen zonder contact met zuurstof mogelijk te maken om te voorkomen dat de vezels verbranden. Dit is wanneer de carbonisatie plaatsvindt, dat is wanneer de atomen in de vezels heftig trillen en de meeste niet-koolstofatomen uitdrijven. Dit laat een vezel achter die bestaat uit lange, strak onderling verbonden kettingen van koolstofatomen met slechts een paar resterende niet-koolstofatomen.
Een typische sequentie die wordt gebruikt voor het vormen van Carbon fibers uit polyacrylonitril omvat spinnen, stabiliseren, carboniseren, behandelen van het oppervlak en dimensionering.

Wat kan met Carbon fiber worden gemaakt?

Bijna alles. Als je een Carbon fiber pintglas wilt, kan dat worden gemaakt. ICE heeft veel verschillende vormen gemaakt met Carbon fiber en andere composieten, waaronder:
• Fietsframes.
• Vliegtuigvleugels.
• Aandrijfassen voor de automobielindustrie.
• Tubing.
• Containers.
• Propellerbladen.
• Auto-onderdelen.

Carbon fiber is, precies hoe het klinkt: Carbon fiber. Maar deze vezels zijn slechts een basis. Wat gewoonlijk Carbon fiber wordt genoemd, is een materiaal dat bestaat uit zeer dunne filamenten van koolstofatomen. Wanneer gebonden samen met plastic polymeerhars door hitte, druk of in een vacuüm wordt een samengesteld materiaal gevormd dat zowel sterk als lichtgewicht is.

Heel erg zoals stof, beverdammen, of een rotanstoel, is de sterkte van Carbon fiber in het weefsel. Hoe complexer het weefsel, hoe duurzamer het composiet zal zijn. Het is handig om een ​​draadscherm voor te stellen dat verweven is met een ander scherm in een hoek en een ander scherm met een iets andere hoek, enzovoort, waarbij elke draad in elk scherm is gemaakt van Carbon fiberstrengen. Stel je nu deze maas van schermen gedrenkt in vloeibaar plastic voor en dan geperst of verwarmd totdat het materiaal samensmelt. De hoek van het weefpatroon, evenals de hars die met de vezel wordt gebruikt, bepaalt de sterkte van de totale composiet. De hars is meestal epoxy, maar kan ook thermoplast, polyurethaan, vinylester of polyester zijn.

Als alternatief kan een mal worden gegoten en de Carbon fibers worden erop aangebracht. Het Carbon fiber composiet laat men vervolgens uitharden, vaak door middel van een vacuümproces. Bij deze methode wordt de mal gebruikt om de gewenste vorm te bereiken. Deze techniek heeft de voorkeur voor ongecompliceerde vormen die op afroep nodig zijn.Carbon fibermateriaal heeft een breed scala aan toepassingen, omdat het in verschillende dichtheden in onbegrensde vormen en maten kan worden gevormd. Carbon fiber wordt vaak gevormd in buizen, stoffen en stoffen en kan op maat worden gemaakt in een willekeurig aantal samengestelde onderdelen en stukken.

Als zou kunnen worden gezegd dat Carbon fibers enige aantasting hebben, dan zijn het productiekosten. Carbon fiber is niet gemakkelijk in massaproductie en is daarom erg duur. Een fiets van Carbon fiber kan gemakkelijk in de duizenden dollars lopen en het gebruik ervan in de automobielindustrie is nog steeds beperkt tot exotische raceauto's. Carbon fiber is populair bij deze artikelen en andere zijn te danken aan de gewicht / sterkte-verhouding en de vlambestendigheid, zozeer zelfs dat er een markt is voor kunststoffen die eruitzien als Carbon fiber. Echter, imitaties zijn vaak alleen