- De verbazingwekkende mogelijkheden van met koolstofvezel versterkte polymeren.
KoolstofvezelReinforced Polymer Composites (CFRP) zijn lichtgewicht, sterke materialen die worden gebruikt bij de vervaardiging van tal van producten die in ons dagelijks leven worden gebruikt.Het is een term die wordt gebruikt om een vezelversterkt te beschrijvensamengesteld materiaaldie koolstofvezel gebruikt als de primaire structurele component.Opgemerkt moet worden dat de "P" in CFRP ook kan staan voor "plastic" in plaats van "polymeer".
Over het algemeen gebruiken CFRP-composieten thermohardende harsen zoals epoxy,polyester of vinylester.Hoewelthermoplastische harsenworden gebruikt in CFRP-composieten, gebruiken "koolstofvezelversterkte thermoplastische composieten" vaak hun eigen acroniem, CFRTP-composieten.
Bij het werken met composieten of binnen de composietenindustrie is het belangrijk om de termen en acroniemen te begrijpen.Wat nog belangrijker is, is het noodzakelijk om deeigenschappen van FRP-composietenen mogelijkheden van de verschillende versterkingen zoals koolstofvezel.
Eigenschappen van CFRP-composieten
Composietmaterialen, versterkt met koolstofvezel, zijn anders dan andere FRP-composieten die traditionele materialen gebruiken, zoals glasvezel ofaramide vezel.De eigenschappen van CFRP-composieten die voordelig zijn, zijn onder meer:
Lichtgewicht:Een traditioneleglasvezelversterkte composiethet gebruik van continue glasvezel met een vezel van 70% glas (glasgewicht / totaal gewicht), heeft gewoonlijk een dichtheid van 0,065 pond per kubieke inch.
Ondertussen kan een CFRP-composiet, met hetzelfde vezelgewicht van 70%, doorgaans een dichtheid hebben van 0,055 pond per kubieke inch.
Verhoogde kracht:Koolstofvezelcomposieten zijn niet alleen lichter, maar CFRP-composieten zijn veel sterker en stijver per gewichtseenheid.Dit is waar bij het vergelijken van koolstofvezelcomposieten met glasvezel, maar nog meer in vergelijking met metalen.
Een goede vuistregel bij het vergelijken van staal met CFRP-composieten is bijvoorbeeld dat een koolstofvezelstructuur van gelijke sterkte vaak 1/5 van dat van staal weegt.Je kunt je voorstellen waarom autobedrijven onderzoek doen naar het gebruik van koolstofvezel in plaats van staal.
Bij het vergelijken van CFRP-composieten met aluminium, een van de lichtste gebruikte metalen, is een standaardaanname dat een aluminiumstructuur van dezelfde sterkte waarschijnlijk 1,5 keer zo zwaar zal zijn als de koolstofvezelstructuur.
Natuurlijk zijn er veel variabelen die deze vergelijking kunnen veranderen.De kwaliteit en kwaliteit van materialen kan verschillen, en met composieten, deproductieproces, vezelarchitectuur en de kwaliteit moeten in aanmerking worden genomen.
Nadelen van CFRP-composieten
Kosten:Hoewel het geweldig materiaal is, is er een reden waarom koolstofvezel niet in elke afzonderlijke toepassing wordt gebruikt.Op dit moment zijn CFRP-composieten in veel gevallen onbetaalbaar.Afhankelijk van de huidige marktomstandigheden (vraag en aanbod), het type koolstofvezel (ruimtevaart vs. commerciële kwaliteit) en de grootte van de vezelkabel, kan de prijs van koolstofvezel enorm variëren.
Ruwe koolstofvezel op basis van prijs per pond kan ergens tussen de 5 keer en 25 keer duurder zijn dan glasvezel.Deze ongelijkheid is zelfs nog groter bij het vergelijken van staal met CFRP-composieten.
geleidbaarheid:Dit kan zowel een voordeel zijn voor koolstofvezelcomposieten als een nadeel, afhankelijk van de toepassing.Koolstofvezel is extreem geleidend, terwijl glasvezel isolerend is.Veeltoepassingen maken gebruik van glasvezel, en kan geen koolstofvezel of metaal gebruiken, strikt vanwege de geleidbaarheid.
In de utiliteitsindustrie zijn bijvoorbeeld veel producten verplicht om glasvezels te gebruiken.Het is ook een van de redenen waarom ladders glasvezel gebruiken als ladderrails.Als een glasvezelladder in contact komt met een hoogspanningslijn, is de kans op elektrocutie veel kleiner.Dit zou niet het geval zijn met een CFRP-ladder.
Hoewel de kosten van CFRP-composieten nog steeds hoog blijven, blijven nieuwe technologische ontwikkelingen in de productie zorgen voor meer kosteneffectieve producten.Hopelijk kunnen we tijdens ons leven zien dat kosteneffectieve koolstofvezel wordt gebruikt in een breed scala aan consumenten-, industriële en automobieltoepassingen.
Posttijd: 10-02-23