Koolstofvezel is de ruggengraat van lichtgewicht composieten. Begrijpen welke koolstofvezeldoek vereist is, wetende het productieproces en de terminologie van de composietindustrie. Hieronder vindt u informatie over koolstofvezeldoek en wat de verschillende productcodes en stijlen betekenen.
Koolstofvezelsterkte
Het moet duidelijk zijn dat niet alle koolstofvezels gelijk zijn. Wanneer de koolstof tot vezels wordt vervaardigd, worden speciale additieven en elementen geïntroduceerd om de sterkte-eigenschappen te vergroten. De belangrijkste sterkte-eigenschap waarop koolstofvezel wordt beoordeeld, is de modulus.
Koolstof wordt via het PAN- of Pitch-proces tot kleine vezels vervaardigd. De koolstof wordt geproduceerd in bundels van duizenden kleine filamenten en op een rol of spoel gewonden. Er zijn drie hoofdcategorieën ruwe koolstofvezel:
- Hoge modulus Koolstofvezel (Aerospace Grade)
- Tussenliggende modulus koolstofvezel
- Standaardmodulus koolstofvezel (commerciële kwaliteit)
Hoewel we in een vliegtuig, zoals de nieuwe 787 Dreamliner, in aanraking kunnen komen met koolstofvezel uit de ruimtevaartklasse, of het in een Formule 1-auto op tv kunnen zien; de meesten van ons zullen waarschijnlijk vaker in contact komen met koolstofvezel van commerciële kwaliteit.
Gemeenschappelijk toepassingen van koolstofvezel van commerciële kwaliteit omvat:
- Sportartikelen
- Autokappen en aftermarket onderdelen
- Accessoires, zoals iPhone-hoesjes
Elk fabrikant van ruwe koolstofvezels heeft zijn eigen nomenclatuur van de rang. Toray Carbon Fibre noemt hun commerciële kwaliteit bijvoorbeeld "T300", terwijl de commerciële kwaliteit van Hexcel "AS4" heet.
Dikte koolstofvezel
Zoals eerder vermeld, wordt ruwe koolstofvezel vervaardigd in minuscule filamenten (ongeveer 7 micron), deze filamenten worden gebundeld in rovings die op spoelen worden gewikkeld. De vezelspoelen worden later direct gebruikt in processen zoals pultrusie of het wikkelen van filamenten, of ze kunnen tot weefsels worden geweven.
Deze koolstofvezel rovings bestaan uit duizenden filamenten en zijn bijna altijd een standaard hoeveelheid. Dit zijn:
- 1.000 c (1k koolstofvezel)
- 3.000 filamenten (3k koolstofvezel)
- 6000 filamenten (6k koolstofvezel)
- 12.000 filamenten (12k koolstofvezel)
Dit is de reden waarom als je een professional uit de branche hoort praten over koolstofvezel, ze zouden kunnen zeggen: "Ik gebruik een 3k T300 platbinding stof." Nou, nu zul je het doen weten dat ze een koolstofvezelstof gebruiken die is geweven met Toray CF-vezel met standaardmodulus, en dat ze vezels gebruiken met 3.000 filamenten per strand.
Het is dan vanzelfsprekend dat de dikte van een 12k koolstofvezel roving twee keer zo groot is als een 6k, vier keer als een 3k, enz. Vanwege de efficiëntie bij de fabricage is een dikkere roving met meer filamenten, zoals een 12k-streng, meestal minder duur per pond dan een 3k met gelijke modulus.
Koolstofvezeldoek
Spoelen van koolstofvezel worden naar een weefgetouw gebracht, waar de vezels tot weefsels worden geweven. De twee meest voorkomende weefpatronen zijn "platbinding" en "keper". Platbinding is een gebalanceerd schaakbordpatroon, waarbij elke streng overgaat onder elke streng in de tegenovergestelde richting. Terwijl een keperbinding eruitziet als een rieten mand. Hier gaat elke streng over één tegenoverliggende streng en vervolgens onder twee.
Zowel keper- als platbinding heeft een gelijke hoeveelheid koolstofvezel in elke richting, en hun sterke punten zullen zeer vergelijkbaar zijn. Het verschil is vooral een esthetisch uiterlijk.
Elk bedrijf dat koolstofvezelweefsels weeft, heeft zijn eigen terminologie. Een 3k platbinding van Hexcel wordt bijvoorbeeld "HexForce 282" genoemd en wordt gewoonlijk kortweg "282" (tweeëntachtig) genoemd. Deze stof heeft 12 strengen van 3k koolstofvezel per inch, in elke richting.