Włókno węglowe, jak wszyscy często słyszymy, jest wysokowydajnym materiałem o nieodłącznych właściwościach twardego węgla i właściwościach przetwarzania miękkich włókien tekstylnych i jest znane jako król materiałów.

Włókno węglowe jest często wykorzystywane jako wysokiej klasy materiał w samolotach, rakietach i pojazdach kuloodpornych. Włókno węglowe po raz pierwszy zastosowano w samochodach Formuły 1. Obecnie stosuje się je również w samochodach cywilnych, pomalowanych na czarno z celowo wzorzystymi elementami z włókna węglowego, które sprawiają przyjemność z jazdy.

W jaki sposób ultralekka i miękka natura włókna węglowego sprawia, że jest ono mocnym komponentem samochodowym? Jak można obniżyć wysoką cenę włókna węglowego stosowanego w samochodach?

Najlepsza technologia włókien węglowych jest dostępna w Japonii i USA. Japonia jest największym producentem włókna węglowego w tym stuleciu, z połową światowej zdolności produkcyjnej włókna węglowego.

Edison wynalazł włókno węglowe w 1880 roku, tak, ten sam Edison, który wynalazł żarówkę. Włókno węglowe zostało odkryte podczas eksperymentów z żarnikami, a po ponad 100 latach rozwoju, BMW wykorzystało włókno węglowe w modelach i3 i i8 w 2010 roku, otwierając zastosowanie włókna węglowego w samochodach.

Włókna węglowe jako materiał wzmacniający i żywica jako materiał bazowy tworzą kompozyty z włókna węglowego.

Włókno węglowe jest stosowane w ramach samochodowych, siedzeniach, maskach, wałach napędowych, lusterkach itp. Włókno węglowe w samochodach ma kilka zalet.

Lekkość: obecnie bardzo popularne samochody elektryczne, ze względu na technologię akumulatorów ograniczoną krótkim zasięgiem, stały się wąskim gardłem, które można rozwiązać jedynie poprzez wymianę struktury nadwozia i materiałów. Kompozyty z włókna węglowego są o 1/2 lżejsze od stali i o 1/3 lżejsze od aluminium, a najbardziej bezpośredni wpływ ma na to większy zasięg i wyższa efektywność energetyczna.

Komfort: Miękkie i rozciągliwe właściwości włókna węglowego poprawią kontrolę hałasu i wibracji w samochodzie, co znacznie poprawi komfort jazdy.

Niezawodność: Włókno węglowe ma wyższą wytrzymałość zmęczeniową i dobre pochłanianie energii zderzenia, co zmniejsza masę pojazdu przy jednoczesnym zachowaniu wytrzymałości i bezpieczeństwa, zmniejszając czynnik ryzyka dla bezpieczeństwa, który wiąże się z lekkością.

Zwiększona żywotność: Niektóre akcesoria w samochodach wymagają odporności na korozję i są narażone na działanie wysokich temperatur, niskich temperatur i dymu, a zwykłe części metalowe nie mogą zagwarantować swojej żywotności w różnych środowiskach. Brak problemów z korozją i rdzą w przypadku włókna węglowego zwiększa żywotność części samochodowych.

Proces produkcji włókna węglowego

Rysowanie: surowiec jest podgrzewany i stanowi materiał wzmacniający.

Materiał wzmacniający do nawijania i formowania, głównie różne przędze włókniste: np. bezalkaliczna przędza z włókna szklanego, średnioalkaliczna przędza z włókna szklanego, przędza z włókna węglowego, przędza z włókna szklanego o wysokiej wytrzymałości, przędza z włókna aramidowego i filce powierzchniowe. Matryca żywiczna i różne wypełniacze. Włókna plastikowe, wytłaczane w celu utworzenia włókien w kształcie żelu, składają się z tysięcy policzonych drobnych włókien.

Stabilizacja: utlenianie przez ogrzewanie w temperaturze 400°C przekształca makrocząsteczkę termoplastyczną w strukturę odporną na ciepło. Dzięki temu włókno nie topi się i nie jest łatwopalne w wysokich temperaturach, utrzymując kształt włókna i ciepło w stabilnym stanie karbonizacji. Ogrzewanie w temperaturze 1000-2000 stopni powoduje usunięcie atomów niewęglowych, które stają się czarne w wyniku utleniania w wysokiej temperaturze, a następnie są wiązane z włóknami poprzez karbonizację w piecu karbonizacyjnym.