Enkele toepassingen van Carbon Fibre.

In dit artikel wordt ingegaan op enkele toepassingen waarin Carbon Fibre toepassingen worden benoemd waarvoor Carbon Fibre een ideaal materiaal is om worden toegepast en vaak een perfecte vervanging is geworden voor andere materialen.

Formule 1 & andere motorsport.

Een voor de hand liggende vereiste voor elke hoogwaardige racewagen, motor of motorbootconstructie is dat deze sterk en lichtgewicht moet zijn. Om deze redenen is Carbon Fibre erkend als het beste materiaal voor de klus. Formule 1-auto's behoren tot de duurste sportartikelen en als gevolg daarvan is er door de jaren heen enorm veel geld en onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van veiligheid en prestaties van verschillende materialen en composieten. De moderne formule 1-auto is gebaseerd op een centrale monocoque die de bestuurder beschermt en fungeert als een verbindingspunt met de andere componenten van de auto. Dit deel van de auto is vrijwel volledig samengesteld uit Carbon Fibre, omdat het licht is (het hele kale chassis weegt slechts 35 kg!) En biedt extreme bescherming tegen de fenomenale krachten in de sport vanwege zijn hoge torsiestijfheid en hoge treksterkte. Bovendien is Carbon Fibre vlam- en corrosiebestendig en breekt bij correct gebruik uiteen bij een ongeluk waardoor een enorme hoeveelheid energie wordt geabsorbeerd, die anders rechtstreeks op de bestuurder zou worden overgedragen. Het onderstaande ongeval vond plaats in de Belgische Grand Prix in 1998, waarbij een groot aantal van de 22 deelnemende auto's betrokken was, maar elke bestuurder liep weg, wat de plaats van Carbon Fibres in de autosport onderstreept.

Veel andere componenten van de auto zijn ook gemaakt van Carbon Fibre, van de vering tot de versnellingsbak en zelfs de remmen, waar Carbon Fibre is overgenomen van meer traditionele materialen zoals staal, opnieuw omdat het licht van gewicht is en dat de nieuwste Carbon Fibre remmen kunnen fenomenale remkracht produceren. De productie van componenten is zeer arbeidsintensief, waarbij veel fasen betrokken zijn, zoals stofzuigen en uitharden, en zelfs de kleinste componenten kunnen honderden manuren nodig hebben om te bouwen.

In de loop der jaren is het gebruik van Carbon Fibre als het belangrijkste structurele materiaal in de sport door de verschillende variëteiten van de motorsport gefilterd en wordt het nu zelfs op de meest elementaire niveaus gevonden en wordt het nu steeds meer gebruikt in de constructie van wegauto's.

Sportuitrusting.

Veel sporten maken gebruik van de fysieke eigenschappen van Carbon Fibre (vaak aangeduid als grafiet door fabrikanten en detailhandelaren) omdat concurrerende bedrijven constant concurreren om hoogwaardige apparatuur te produceren. Bij golf worden bijvoorbeeld de traditionele materialen zoals staal die worden gebruikt voor de schacht van een golfclub vervangen door Carbon Fibre, omdat deze een lichtgewicht club produceert, met het voordeel van een laag koppel. Het onderstaande diagram toont hoe de as is opgebouwd. De biaslagen zijn lagen Carbon Fibre die het koppel over de dwarslat van de as regelen om torsiestijfheid te produceren. De nul lagen bepalen de flexibiliteit van de as. Verschillende diktes en kwaliteiten Carbon Fibre kunnen worden gebruikt om flexibiliteit in de club aan te passen.

Tennis is een andere sport waarbij dezelfde technologie wordt gebruikt om lichte, sterke rackets te maken. Het basisracket wordt voortdurend aangepast door fabrikanten in de zoektocht naar wendbaarheid en kracht. Carbon Fibre wordt ook gebruikt in apparatuur zoals fietsen, waar het wordt gebruikt als een lichtgewicht alternatief voor materialen zoals aluminium (twee keer zo zwaar). Deze componenten, zoals degene die hieronder wordt getoond, maken ook gebruik van de stijfheid, sterkte en de rekweerstand van Carbon Fibres. Producten zoals de hieronder getoonde kettingring verminderen effectief de roterende massa van de ring, waardoor de efficiëntie wordt verhoogd.

Een ander gebied waar Carbon Fibre wordt gebruikt, is de constructie van jachtmasten. Nogmaals, het is sterk en licht, maar is ook flexibel en zal altijd terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm en het is zeer onwaarschijnlijk dat het structureel faalt. Deze LUSAS Composiet-casestudy geeft meer informatie over de exacte technische details.

Radio gestuurde auto's / modellen.

In navolging van de vorige voorbeelden, wordt Carbon Fibre zelfs gebruikt in radio gestuurde modelauto's en andere modellen. Nogmaals, door zijn eigenschappen kunnen stevige, lichtgewicht chassis en andere componenten worden gemaakt om de prestaties te verbeteren.

Vliegtuigen en ruimtevaartuigen.

Dit zijn 2 gebieden waar het gebruik van Carbon Fibre echt een pionier was (technologie die oorspronkelijk is ontwikkeld voor satellieten en geavanceerde vliegtuigen zijn nu te vinden in de Wilson Hyper Carbon tennisrackets) en wordt nog steeds veel gebruikt. Nogmaals, Carbon Fibres gewicht, sterkte, weerstand tegen vuur en corrosie enz. Maken het een zeer geschikt materiaal. Een voorbeeld hiervan komt van FR-HiTEMP, die transmissie produceert voor de Airbus A340.

Muziekinstrumenten.

Dit is een interessant onderwerp dat ik op de MATIT-webpagina heb ontdekt. Carbon Fibre en andere composietmaterialen worden gebruikt bij de ontwikkeling van muziekinstrumenten. MATIT is een in Finland gevestigd bedrijf dat 's werelds eerste Carbon Fibrefluit heeft ontwikkeld. De fluit is gemaakt van een Carbon Fibre met hoge modulus en is ontwikkeld om de akoestiek van het instrument te verbeteren. Meer informatie is te vinden op de MATIT-webpagina en is zeker een bezoek waard. Dit is ook een muziek gerelateerde site, dit keer over het gebruik van Carbon Fibre in gitaren.

Wetenschappelijk gebruik.

Carbon Fibre heeft ook verschillende toepassingen in de wetenschap. Een van de belangrijkste toepassingen is Carbon Fibre elektroden. Deze kunnen eenvoudig worden gemaakt door een vel Carbon Fibre te kopen die niet in hars is gehard, maar microscopische elektroden met enkele vezel bestaan ​​al sinds de jaren 1970. Deze enkele vezels hebben slechts een diameter van ongeveer 8 micron en worden vaak in een smal uitgetrokken glazen capillaire buis geplaatst. Deze elektroden worden vaak gebruikt in neurowetenschappelijke gebieden, zoals de metingen van extracellulaire spike-potentialen, die in feite actiepotentialen zijn over de membranen van neuronen. Deze extracellulaire piekpotentialen hebben een duur tussen 0,2 en 20 milliseconden en kunnen spanningen zo weinig als 2 microvolt hebben. Hiertoe moeten de gebruikte elektroden een laag elektroden ruisniveau hebben, omdat de piekpotentialen slechts net boven het ruisniveau liggen, dus een "lawaaierige" elektrode zal de te meten potentialen effectief overstemmen. Voor dit soort experimenten wordt vaak een verzilverde Carbon Fibre elektroden gebruikt. Een voorbeeld van dit type technologie dat in gebruik is, is de Volta metrische meting van de afgifte van dopamine in het ratten caudaal bij elektrische stimulatie van dopamine-afgevende neuronen.