Hoe koolstofvezelbuizen worden gemaakt

Buizen van koolstofvezel zijn ideaal voor zowel de hobbyist als de professionele professional. Met behulp van de stijfheid van de koolstofvezels kan een extreem stijve maar toch lichtgewicht buisvormige structuur worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen.

Buizen van koolstofvezel kunnen staal vervangen, maar vaker wel dan niet, vervangt het aluminium. In veel gevallen kan een koolstofvezelbuis 1/3 van een aluminiumbuis wegen en nog steeds dezelfde of betere sterkte-eigenschappen hebben. Vanwege dit, koolstofvezel versterkte buizen zijn vaak te vinden in toepassingen lichtgewicht is cruciaal, zoals ruimtevaart, racewagens en recreatieve sporten.

De meest voorkomende koolstofvezel buisvormige profielvormen zijn vierkanten, rechthoeken en rond. De rechthoekige en vierkante profielen worden gewoonlijk een "doosbalk" genoemd. Balken van koolstofvezelboxen bieden een uitstekende stijfheid aan een structuur en simuleren twee parallelle I-balken.

Koolstofvezel buis toepassingen

Elke toepassing waarbij gewicht cruciaal is, zal de omschakeling naar koolstofvezel ten goede komen. De volgende zijn enkele van de meest voorkomende toepassingen van koolstofvezelbuizen:

• Ruimtevaart balken en rondhouten
• Formule 1 structurele componenten
• Pijlschachten
• Fiets buizen
• Kajak peddels

Productie van buizen van koolstofvezel

Holle composietstructuren kunnen moeilijk te produceren zijn. Dit komt omdat er druk moet worden uitgeoefend op zowel de interne als de externe kant van het laminaat. Vaker wel dan niet, worden koolstofvezelbuizen met een continu profiel vervaardigd door ofwel pultrusie of filamentwikkeling.

Gepultrudeerde buizen zijn verreweg de meest kosteneffectieve methode voor het vervaardigen van continue composietprofielen. Bij het pultruderen van een holle buis is een "zwevende doorn" vereist. Een verchroomde stalen staaf wordt stevig bevestigd aan de zijkant van de matrijs waar de grondstof binnenkomt. Het bevestigingsmateriaal is ver genoeg weg dat de geïmpregneerde vezel niet stoort wanneer deze in de matrijs komt.

De ruimte tussen de doorn en de matrijs zal de wanddikte van de koolstofvezelbuis bepalen.

Pultruding-buizen van koolstofvezel maken de productie van buizen van vrijwel elke lengte mogelijk. Het transport van de buis is in het algemeen de lengtebeperking. Bij pultrusie zal het grootste deel van de vezel in de richting van de buis lopen. Dit creëert een buis met een enorme stijfheid, maar niet veel hoepelsterkte of dwarssterkte.

Filamentgewonden buizen van koolstofvezel

Voor verhoogde sterkte en eigenschappen in alle richtingen is filamentwikkeling een effectieve methode bij het vervaardigen van koolstofvezelbuizen. Filament gewonden buizen zijn kosteneffectief en hebben uitstekende eigenschappen, maar de grootste beperking is gebaseerd op de lengte van de wikkelmachine.

Andere productieprocessen

Pultrusie en filamentwikkeling, hoewel het meest gebruikelijk, is niet de enige manier om koolstofvezelbuizen te produceren. Blaasvormen, compressievormen, vacuüminfusie en autoclaafverwerking zijn allemaal methoden om koolstofvezelbuizen te vervaardigen. Elk heeft zijn eigen voordeel en nadeel ook.