Koolstofvezelplaat is een constructiemateriaal dat is vervaardigd uit een composietmateriaal bestaande uit koolstofvezels en hars. Dankzij de unieke eigenschappen van dit composietmateriaal is het eindproduct licht van gewicht, maar tegelijkertijd sterk en duurzaam.
Om zich aan te passen aan toepassingen in verschillende sectoren en industrieën, waaronder de lucht- en ruimtevaart en de auto-industrie, zullen koolstofvezelplaten ook in veel verschillende soorten verkrijgbaar zijn. In dit artikel bekijken we waar koolstofvezelplaten worden toegepast en hoe sterk ze zijn in vergelijking met andere materialen.
In welke gebieden zullen koolstofvezelpanelen worden gebruikt?
Koolstofvezelplaten en -panelen kunnen in een breed scala aan industrieën worden gebruikt, waaronder de automobielindustrie, de lucht- en ruimtevaart, muziekinstrumenten, sportartikelen en medische apparatuur.
In de auto-industrie worden koolstofvezelplaten gebruikt om auto-onderdelen zoals deuren, motorkappen, bumpers, spatborden en dakrails te versterken. Autofabrikanten gebruiken hiervoor vaak staal. 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 vervaardiging van vliegtuigonderdelen zoals rompdelen, stuurvlakken en vleugeltips. De resulterende onderdelen zijn licht van gewicht, maar toch robuust. Koolstofvezel wordt veelvuldig toegepast in de lucht- en ruimtevaartindustrie vanwege de superieure sterkte-gewichtsverhouding. Omdat koolstofvezel er zo mooi uitziet, is het ook ideaal voor vliegtuiginterieurs.
Net als bij constructiematerialen voor de auto-industrie worden materialen zoals aluminium en staal veelvuldig gebruikt voor de bouw van vliegtuigen. Commerciële luchtvaartmaatschappijen gebruiken echter steeds vaker koolstofvezelcomposieten om lichtere en sterkere vliegtuigrompen te creëren. Dit komt doordat koolstofvezel veel lichter is dan staal, veel lichter dan aluminium, veel sterker is en in elke gewenste vorm kan worden gegoten.
Hoe sterk zijn koolstofvezelpanelen?
Bij het vergelijken van koolstofvezel met andere materialen zoals staal en aluminium, wordt rekening gehouden met een aantal eigenschappen. Hieronder volgen enkele prestatiemaatstaven die vaak voor vergelijking worden gebruikt:
- De elasticiteitsmodulus is gelijk aan de stijfheid van het materiaal. Het is de verhouding tussen spanning en rek in een materiaal. De helling van de spanning-rekcurve van het materiaal in het elastische gebied.
- Ultieme treksterkte = De maximale spanning die een materiaal kan weerstaan voordat het breekt.
- Dichtheid = massa van materiaal per eenheid volume.
- De specifieke stijfheid is gelijk aan de elasticiteitsmodulus gedeeld door de materiaaldichtheid; deze wordt gebruikt om materialen met verschillende dichtheden te vergelijken.
- Specifieke treksterkte = treksterkte gedeeld door materiaaldichtheid.
Koolstofvezelplaten hebben een zeer hoge sterkte-gewichtsverhouding, wat betekent dat ze veel sterker zijn dan andere materialen met hetzelfde gewicht. Zo heeft koolstofvezel bijvoorbeeld een soortelijke sterkte die bijna vier keer zo groot is als die van aluminium. Dit maakt koolstofvezelplaten een ideaal materiaal voor uiteenlopende toepassingen, met name wanneer gewicht een belangrijke factor is.
Hoewel zowel koolstofvezel als staal zeer bestand zijn tegen vervorming, is staal 5 keer dichter dan koolstofvezel. De gewichtsverhouding van koolstofvezel is bijna twee keer zo hoog als die van staal.
Samenvattend is koolstofvezelplaat een composietmateriaal met een hoge sterkte, een laag gewicht en veelzijdigheid. In veel industrieën biedt de gunstige sterkte-gewichtsverhouding van koolstofvezel aanzienlijke prestatievoordelen.
Geplaatst op: 13 mei 2022 
