Wat is koolstofvezel productie?
Koolstofvezelproductie is het proces van het maken van met koolstofvezel versterkte kunststoffen (CFRP). Producten gemaakt van koolstofvezel bieden een van de hoogste sterkte-gewichtsverhoudingen van elk materiaal en bieden ook superieure thermische en geleidende eigenschappen. Door deze hoge sterkte en het lage gewicht is de productie van koolstofvezel een populaire keuze in de lucht- en ruimtevaartindustrie, de scheepvaart en sportartikelen. Bepaalde mengsels van koolstofvezelmaterialen kunnen ook worden aangeduid als grafiet.
Het productieproces van koolstofvezel begint wanneer producenten grondstoffen verwerken tot fijne koolstofstrengen. Ze beginnen met een basis van koolteer, of pek, die wordt gebruikt om low-end koolstofvezelproducten te maken. Voor hoogwaardige producten beginnen fabrikanten met een basismateriaal van polyacrylonitril, dat bestaat uit propyleen en ammoniak. Nadat dit basismateriaal meerdere keren is verhit, verandert het drastisch van structuur. Uiteindelijk transformeert het materiaal in een keten van koolstofmoleculen en vallen alle andere moleculen weg.
Deze koolstofmoleculen worden gemengd met chemicaliën en ondergaan een proces dat bekend staat als nat spinnen. Tijdens nat spinnen gaat het vloeibare koolstofmengsel door een matrijs die bekend staat als een spindop, die veel kleine gaten heeft. De spindop vormt het materiaal in lange, dunne kooldraden. Door deze filamenten te mengen met epoxy of andere harsen, kunnen fabrikanten CFRP produceren.
De productie van koolstofvezel is tamelijk nauwkeurig en zelfs een kleine verandering tijdens de productie kan de kwaliteit van het product beïnvloeden. Elke koolstofvezelfabriek gebruikt zijn eigen unieke mix van basismaterialen, chemicaliën en temperatuurbereiken tijdens dit productieproces. Dit leidt tot subtiele verschillen tussen koolstofvezelmaterialen van fabrikant tot fabrikant.
Fabrikanten vormen koolstofvezel in een verscheidenheid aan producten met behulp van verschillende soorten productieprocessen. Ze kunnen vormen van glasvezel of metaal maken om afzonderlijke onderdelen te gieten. Gesmolten met koolstofvezel versterkte kunststoffen zijn vaak gelaagd met gaasvellen voor extra sterkte en stabiliteit tijdens het vormproces. Bedrijven kunnen ook gesmolten koolstofvezel door een stalen matrijs extruderen om verschillende vormen te vormen.
Sinds de uitvinding in het midden van de 20e eeuw wordt de productie van koolstofvezels gebruikt om vliegtuigen, boten en auto's te produceren. Sinds die tijd wordt het ook veel gebruikt om sportartikelen zoals fietsen, tennisrackets en goudclubs te produceren. Aan het begin van de 21ste eeuw was de windenergie-industrie 's werelds grootste consument van koolstofvezel geworden, die wordt gebruikt om grootschalige windturbines te maken.