Koolstofvezelplaat is een constructiemateriaal dat is vervaardigd uit een composietmateriaal van koolstofvezel en hars. Dankzij de unieke eigenschappen van het composietmateriaal is het resulterende product licht, maar toch sterk en duurzaam.
Om zich aan te passen aan toepassingen in verschillende sectoren en industrieën, zoals de lucht- en ruimtevaart, de auto-industrie, enz., bestaan er ook veel verschillende soorten koolstofvezelplaten. In dit artikel gaan we dieper in op waar koolstofvezelplaten worden toegepast en hoe sterk ze zijn in vergelijking met andere materialen.
In welke gebieden worden koolstofvezelpanelen gebruikt?
Koolstofvezelplaten en -folies kunnen in veel verschillende industrieën worden gebruikt, waaronder de automobielindustrie, de lucht- en ruimtevaartindustrie, de muziekinstrumentenindustrie, de sportartikelenindustrie en de medische apparatuur.
In de auto-industrie worden koolstofvezelplaten gebruikt om auto-onderdelen zoals deuren, motorkappen, bumpers, spatborden en dakrails te versterken. Autofabrikanten gebruiken vaak staal voor de productie van deze onderdelen. Staal is weliswaar goedkoper, maar veel zwaarder dan koolstofvezel. Om voertuigen zoals raceauto's lichter te maken, worden koolstofvezelplaten vaak gebruikt ter vervanging van veel stalen onderdelen.
In de lucht- en ruimtevaartindustrie worden koolstofvezelplaten gebruikt voor de productie van vliegtuigonderdelen zoals romppanelen, stuurvlakken en vleugeltippen. De resulterende componenten zijn lichtgewicht, maar toch robuust. Koolstofvezel wordt veel gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie vanwege de superieure sterkte-gewichtsverhouding. Omdat koolstofvezel er zo mooi uitziet, is het ook ideaal voor vliegtuiginterieurs.
Net als constructiematerialen voor auto's worden materialen zoals aluminium en staal veel gebruikt voor de bouw van vliegtuigen. Commerciële luchtvaartmaatschappijen gebruiken echter steeds vaker koolstofvezelcomposieten om lichtere en sterkere vliegtuigframes te maken. Dit komt doordat koolstofvezel veel lichter is dan staal, veel lichter dan aluminium, veel sterker en in elke gewenste vorm kan worden gevormd.
Hoe sterk zijn koolstofvezelpanelen?
Bij het vergelijken van koolstofvezel met andere materialen zoals staal en aluminium, wordt rekening gehouden met een aantal eigenschappen. Hier zijn enkele prestatie-indicatoren die vaak worden gebruikt voor vergelijking:
- Elasticiteitsmodulus = stijfheid van het materiaal. De verhouding tussen spanning en rek in een materiaal. De helling van de spanning-rekcurve van het materiaal in het elastische gebied.
- Treksterkte = De maximale spanning die een materiaal kan weerstaan voordat het breekt.
- Dichtheid = massa van het materiaal per volume-eenheid.
- Soortelijke stijfheid = elasticiteitsmodulus gedeeld door de dichtheid van het materiaal; wordt gebruikt om materialen met verschillende dichtheden te vergelijken.
- Specifieke treksterkte = treksterkte gedeeld door de materiaaldichtheid.
Koolstofvezelplaten hebben een zeer hoge sterkte-gewichtsverhouding. Dit betekent dat ze veel sterker zijn dan andere materialen met hetzelfde gewicht. Koolstofvezel heeft bijvoorbeeld een specifieke sterkte die bijna vier keer zo hoog is als die van aluminium. Hierdoor zijn koolstofvezelplaten een ideaal materiaal voor uiteenlopende toepassingen, vooral wanneer gewicht een belangrijke factor is.
Hoewel zowel koolstofvezel als staal zeer goed bestand zijn tegen vervorming, heeft staal een 5 keer hogere dichtheid dan koolstofvezel. De gewicht-gewichtsverhouding van koolstofvezel is bijna twee keer zo groot als die van staal.
Kortom, koolstofvezelplaat is een soort composietmateriaal met hoge sterkte, een laag gewicht en veelzijdigheid. In veel industrieën biedt de sterkte-gewichtsverhouding van koolstofvezel aanzienlijke prestatievoordelen.
Geplaatst op: 13 mei 2022 
