Hoe Geweven en Forged Carbon Gemaakt Wordt
Carbonvezels zijn tegenwoordig in veel industrieën een belangrijk materiaal, van de luchtvaart tot de auto- en motorsportindustrie. Twee van de populairste vormen van carbon zijn geweven carbon en forged carbon. Hoewel ze beiden carbonvezels bevatten, verschillen de productiemethoden en het eindresultaat aanzienlijk. In dit blog leggen we uit hoe deze twee typen carbon worden gemaakt en wat de belangrijkste verschillen zijn.
Wat is Geweven Carbon?
Geweven carbon is een van de meest voorkomende vormen van carboncomposietmaterialen. Het wordt vervaardigd door carbonvezels in een specifiek patroon te weven, meestal in een "twill" of "plain weave" patroon, waardoor een textielachtig materiaal ontstaat. Dit weefproces biedt zowel sterkte als flexibiliteit, wat geweven carbon ideaal maakt voor toepassingen waar zowel stevigheid als lichte buigbaarheid gewenst zijn, zoals in de luchtvaart, motorsport, en high-end fietsframes.
Het productieproces van geweven carbon:
-
Vezels produceren: Het proces begint met het maken van de basismaterialen: de carbonvezels zelf. Deze vezels worden meestal geproduceerd uit polyacrylonitril (PAN), dat wordt omgezet in koolstof via een verhitting- en verbrandingsproces. Het eindresultaat zijn lange, dunne draden van carbon.
-
Weven: De carbonvezels worden vervolgens in een weefgetouw gelegd, waarbij de vezels in een specifiek patroon worden geweven. Het weven kan in verschillende patronen worden gedaan, zoals een plain weave (rechte lijnen) of een twill weave (diagonale lijnen). Het gekozen patroon beïnvloedt de eigenschappen van het uiteindelijke product, zoals de sterkte, flexibiliteit en esthetiek.
-
Infusie of Lamineren: Het geweven carbon wordt meestal geïmpregneerd met een epoxyhars, die door het materiaal heen sijpelt en het hard maakt. Dit kan worden gedaan via een vacuüminfusieproces of door het materiaal te impregneren en vervolgens in een oven te verharden. Deze harsbinding zorgt voor de structurele integriteit van het eindproduct.
-
Vorming: Het geharde geweven carbon wordt vervolgens in de gewenste vorm gebracht. Dit kan door het in een mal te plaatsen en het onder druk en hitte te laten uitharden, een proces dat bekend staat als autoclaven.
Wat is Forged Carbon?
Forged carbon, hoewel het ook gebaseerd is op carbonvezels, heeft een heel ander productieproces en resulteert in een ander type materiaal. Het heeft vaak een meer gestructureerde en robuuste uitstraling dan geweven carbon en biedt verschillende voordelen, zoals hogere impactbestendigheid en lichtere gewichten bij bepaalde toepassingen.
Het productieproces van forged carbon:
-
Carbonvezels en hars mengen: In plaats van lange carbonvezels te weven, wordt bij forged carbon korte carbonvezels gemengd met een vloeibare hars. Dit mengsel vormt een soort pasta, die vervolgens in een mal wordt gegoten.
-
Malen en persen: Het mengsel van korte carbonvezels en hars wordt vervolgens in een mal geplaatst en onder hoge druk geperst. Dit zorgt ervoor dat de vezels zich door de hele massa verspreiden en het materiaal zijn uiteindelijke vorm krijgt. Het proces wordt vaak uitgevoerd bij hoge temperaturen, zodat de hars goed kan uitharden.
-
Uitharden en afwerken: Nadat de vorming van het forged carbon is voltooid, wordt het materiaal uit de mal gehaald en verder uitgehard. Dit kan gebeuren door het in een oven te plaatsen of door middel van een andere verhittingstechniek. Na het uitharden wordt het product afgewerkt door het te schuren en te polijsten, wat zorgt voor de kenmerkende oppervlaktetextuur.
Vergelijking: Geweven Carbon vs. Forged Carbon
Beide soorten carbon hebben hun eigen voordelen, afhankelijk van de beoogde toepassing.
-
Geweven carbon biedt uitstekende sterkte en flexibiliteit, en de weefstructuur maakt het een ideale keuze voor toepassingen waarbij esthetiek een belangrijke rol speelt. Het is echter kwetsbaarder voor impact en kan breken als het in contact komt met scherpe voorwerpen of een hoge impact.
-
Forged carbon is robuuster en biedt een hogere weerstand tegen breuk bij impact, omdat de korte carbonvezels in verschillende richtingen zijn georiënteerd. Het is echter vaak minder esthetisch aantrekkelijk dan geweven carbon vanwege de losse structuur van de vezels. Het wordt vaak gebruikt in delen waar duurzaamheid en impactweerstand essentieel zijn, zoals in auto- of motorsportonderdelen.
Toepassingen van Geweven en Forged Carbon
-
Geweven carbon wordt veel gebruikt in high-end consumentenproducten, zoals sportauto's, fietsen, en elektronische apparaten. Het is ook te vinden in de lucht- en ruimtevaartindustrie, waar gewicht en sterkte cruciaal zijn.
-
Forged carbon wordt vaak gebruikt in de auto-industrie, waar hoge prestaties en sterkte onder verschillende omstandigheden essentieel zijn. Het wordt ook steeds populairder in de productie van sport- en luxeproducten, zoals horloges, gereedschappen en accessoires.
Conclusie
Geweven en forged carbon zijn beide uitzonderlijk sterke materialen, maar het productieproces en de uiteindelijke eigenschappen verschillen aanzienlijk. Geweven carbon biedt uitstekende sterkte en flexibiliteit, terwijl forged carbon robuuster en beter bestand is tegen impact. Beide materialen vinden hun weg in verschillende industrieën, afhankelijk van de specifieke eisen van de toepassing. Of je nu op zoek bent naar esthetische finesse of ultieme sterkte, de keuze tussen geweven en forged carbon zal afhankelijk zijn van de specifieke eisen van je project.