Vad är kolfiber?

Kolfiber är exakt hur det låter som - fiber gjord av kol. Men dessa fibrer är bara en bas. Det som ofta kallas kolfiber är ett material som består av mycket tunna filament av kolatomer. När det binds tillsammans med plastpolymerharts genom värme, tryck eller i vakuum bildas ett kompositmaterial som är både stark och lätt.

Mycket som trasa, bäverdammar eller en rottingstol, är styrkan hos kolfiber i väven. Ju mer komplex väven är, desto mer hållbar blir kompositen. Det är bra att föreställa sig en trådskärm som är vävd med en annan skärm i en vinkel, och en annan i en något annan vinkel, och så vidare, med varje tråd i varje skärm gjord av kolfibersträngar. Föreställ dig nu detta nät av skärmar dränkta i flytande plast, och sedan pressas eller upphettas tills materialet smälter samman. Vävets vinkel, såväl som hartset som används med fibern, kommer att bestämma styrkan hos den totala kompositen. Hartset är oftast epoxi, men kan också vara termoplast, polyuretan, vinylester eller polyester.

DaveAlan / E + / Getty Images

Alternativt kan en form gjutas och kolfiberna appliceras över den. Kolfiberkompositen får sedan härda, ofta genom en vakuumprocess. I denna metod används formen för att uppnå den önskade formen. Denna teknik föredras för okomplicerade former som behövs på begäran.

Kolfibermaterial har ett brett spektrum av tillämpningar, eftersom det kan formas i olika tätheter i obegränsade former och storlekar. Kolfiber formas ofta till rör, tyg och tyg och kan anpassas till valfritt antal sammansatta delar och delar.

Vanliga användningar av kolfiber

• High-end bilkomponenter
• Cykelramar
• Fiskespön
• Skosulor
• Baseball fladdermöss
• Skyddsfodral för bärbara datorer och iPhones

Apollo IE-bil. Martyn Lucy / Getty Images 

Mer exotiska användningar finns i:

• Flyg- och rymdindustrin
• Olje- och gasindustrin
• Obemannade luftfordon
• satelliter
• Formel-1 racerbilar

Vissa hävdar dock att möjligheterna för kolfiber endast begränsas av efterfrågan och tillverkarens fantasi. Nu är det till och med vanligt att hitta kolfiber i:

• Musikinstrument
• möbel
• Konst
• Strukturella element i byggnader
• Broar
• Vindkraftblad

 gilaxia / Getty Images

Om man kan säga att kolfiber skulle ha några försämringar skulle det vara produktionskostnad. Kolfiber är inte lätt massproducerad och är därför mycket dyr. En kolfibercykel kommer lätt att köras i tusentals dollar, och dess användning i fordon är fortfarande begränsad till exotiska racerbilar. Kolfiber är populärt i dessa artiklar, och andra beror på dess vikt-till-styrka-förhållande och dess motståndskraft mot låga, så mycket att det finns en marknad för syntetmaterial som ser ut som kolfiber. Imitationer är emellertid ofta bara delvis kolfiber eller helt enkelt plast tillverkad för att se ut som kolfiber. Detta inträffar ofta i skyddskåp efter marknad för datorer och annan liten konsumentelektronik.

Uppsidan är att kolfiberdelar och -produkter, om de inte skadas, nästan bokstavligen kommer att bestå evigt. Detta gör dem till en bra investering för konsumenterna och håller också produkter i omlopp. Till exempel, om en konsument inte är villig att betala för en uppsättning helt nya kolfibergolfklubbar, finns det en chans att dessa klubbar dyker upp på den sekundära begagnade marknaden.

Kolfiber förväxlas ofta med fiberglas, och även om det finns likheter i tillverkningen och vissa övergångar i slutprodukter som möbler och billister, är de olika. Fiberglas är en polymer som är förstärkt med vävda delar av kiseldioxidglas snarare än kol. Kolfiberkompositer är starkare medan glasfiber har större flexibilitet. Och båda har olika kemiska kompositioner som gör dem bättre lämpade för olika tillämpningar.

Återvinning av kolfiber är mycket svårt. Den enda tillgängliga metoden för fullständig återvinning är en process som kallas termisk depolymerisation, där kolfiberprodukten övervärms i en syrefri kammare. Det frigjorda kolet kan sedan säkras och återanvändas, och allt bindning eller förstärkt material som användes (epoxi, vinyl, etc.) bränns bort. Kolfiber kan också brytas ned manuellt vid lägre temperaturer, men det resulterande materialet kommer att vara svagare på grund av de förkortade fibrerna och kommer därför sannolikt inte att användas i dess mest idealiska applikation. Till exempel kan en stor bit rör som inte längre används delas upp och de återstående delarna används för datorhöljen, portföljer eller möbler.

Kolfiber är ett oerhört användbart material som används i kompositer, och det kommer att fortsätta öka tillverkningens marknadsandel. När fler metoder för att producera kolfiberkompositer ekonomiskt utvecklas kommer priset att fortsätta att falla och fler industrier kommer att dra fördel av detta unika material.