Tätheten av CFRP är hans recept på framgång


Den avgörande egenskapen hos kolfiberförstärkt plast (CFRP) eller kol är dess lätta vikt och enorma lastkapacitet. Den låga densiteten av kolet och högfiberhalten i CFRP gör materialet ett oersättligt material inom rymdindustrin.

Lätt och stabil

För många material är ökningen av stabilitet och draghållfasthet linjär till dens densitet. Ju tyngre ett material är, ju mer motståndskraftigt kan det reagera på tvinga effekter av alla slag. Det mest typiska exemplet är stål, vars densitet börjar vid ca 7,8 gram per kubikcentimeter.

Bland metallerna har lättviktigt aluminium den lägsta densiteten vid omkring 2,8 gram per kubikcentimeter. Dess korrosionsbeständighet och hållbarhet mot dragkrafter gör det till ett populärt material, men saknar styvhet och tryckstyrka.

toppeffekt

CFK-kompositmaterialet håller sig i de högsta belastningsklasserna, eftersom materialet med en genomsnittlig densitet på 1,5 gram per kubikcentimeter endast underkastas av träet. Tätheten hos det relaterade glasfibern är inte signifikant högre vid ca 2,1 gram per kubikcentimeter.

Kolfibrer, som består av mer än 95 procent rent kol, uppnår lastvärden som materialet GRP inte kan matcha. I synnerhet är den specifika hållfastheten med avseende på brytlängden nästan dubbelt så hög med CFRP som med GFRP.

Jämfört med andra material

Att jämföra densiteterna hos de vanligaste materialen i förhållande till draghållfastheten och den specifika rivhållfastheten CFK tillhör de mest hållbara materialen:

CFRP, densitet 1,5 g / cm3, draghållfasthet 900, brytlängd 60
GRP, densitet 2,1 g / cm3, draghållfasthet 720, brytlängd 34
Aluminium, densitet 2,8 g / cm3, draghållfasthet 350, brottlängd 13
Titan, densitet 4,5 g / cm3, draghållfasthet 800, brottlängd 18
Stål, 7,8 g / cm3, draghållfasthet 1100, brottlängd 14
Trä ca 0,5 g / cm³, draghållfasthet 100, brottlängd 20

När CFRP används som ett material istället för stål, uppnår den samma draghållfasthet och styvhet med en femtedel av vikten. Det finns nästan ingen utmattning av materialet, så att CFRP: s egenskaper förblir oförändrade under långa livslängder.

Tips och tricks

Om du vill göra eller använda CFRP, är en färgförändring endast möjlig med en yttre beläggning. Kolfibrerna är visuellt rättvisa till deras namn, eftersom arbetsstycken och komponenter endast kan framställas i kolsvart.


Video Board: