De reparatie- en fabricagewereld van carbonproducten zit vol met specifiek jargon. Deze begrippenlijst is bedoeld om een duidelijk overzicht te geven van de meest voorkomende termen en hun betekenissen. Altijd handig om wat meer te weten van de vakjargon als je het ons vraagt.

Carbon

Carbon is een geavanceerd composietmateriaal dat bestaat uit koolstofvezels versterkt met een polymeer matrix, meestal epoxy. Deze vezels worden geproduceerd door een proces van pyrolyse, waarbij organische vezels worden blootgesteld aan hoge temperaturen (tot wel 3000 graden Celsius) in een zuurstofarme omgeving, waardoor de vezels sterk verkoold worden. Deze koolstofvezels, met een diameter van 5 tot 8 micrometer, bieden een uitzonderlijke sterkte-gewichtsverhouding, waardoor carbon ideaal is voor toepassingen waar lichtgewicht en hoge sterkte vereist zijn.

Gewoven Carbon

Gewoven carbon verwijst naar een structuur waarbij carbonvezels in verschillende richtingen geweven zijn. Dit wordt gedaan om de mechanische eigenschappen van het materiaal, zoals sterkte, stijfheid en impactweerstand, in meerdere richtingen te optimaliseren. Dit type weefsel verbetert ook het comfort en de absorptie van vibraties, wat het bijzonder geschikt maakt voor toepassingen zoals fietsframes en sportuitrusting.

Carbon 3K, 12K, 24K

Deze termen duiden het aantal koolstofvezels in een bundel aan, waarbij ‘K’ staat voor duizend. Bijvoorbeeld, 3K carbon heeft 3000 vezels per bundel. Het aantal vezels beïnvloedt de textuur en het uiterlijk van het carbonweefsel, alsmede de mechanische eigenschappen. Een hoger aantal vezels kan zorgen voor een dichtere en potentieel sterkere constructie, maar dit hangt ook af van andere factoren zoals het type weefsel en de harsinhoud.

Unidirectional (UD) Carbon

Unidirectional carbonvezels zijn vezels die parallel aan elkaar liggen en in één richting lopen. Dit type composietmateriaal biedt zeer hoge sterkte en stijfheid in de richting van de vezels, maar minder in de loodrechte richting. UD carbon is ideaal voor specifieke toepassingen waar de belasting voornamelijk in één richting optreedt, zoals in de lengte van een fietsframe, zadelpennen en velgen.

Pre Preg

Pre preg staat voor vooraf geïmpregneerd materiaal, waarbij de carbonvezels al zijn gecoat met een harsysteem voordat ze in de mal worden geplaatst. Dit proces zorgt voor een gelijkmatige harsverdeling, waardoor de kwaliteit en consistentie van het eindproduct verbeteren. Tijdens de uitharding in een oven of autoclaaf wordt het hars geactiveerd, wat resulteert in een sterk en lichtgewicht composietmateriaal.

Carbon Modulus

De modulus van een materiaal, in deze context de Young’s modulus of elasticiteitsmodulus, meet de stijfheid van het carboncomposiet. Het wordt uitgedrukt in gigapascal (GPa) en geeft aan hoeveel een materiaal vervormt onder een gegeven belasting. Een hogere modulus duidt op een stijver materiaal. In de praktijk betekent dit dat carbonvezels met een hogere modulus minder buigen onder stress, wat wenselijk is in toepassingen waar stijfheid cruciaal is, zoals in de bouw van fietsframes en luchtvaartcomponenten.

High Modulus Carbon

High modulus carbonvezels zijn specifiek ontworpen om een zeer hoge stijfheid te bieden. Dit wordt bereikt door het productieproces van de vezels te optimaliseren om de puurste en meest gealigneerde koolstofkristallen te verkrijgen. Frames of componenten gemaakt van high modulus carbon zijn extreem stijf en licht, maar kunnen minder impactbestendig zijn dan die gemaakt van standaard of intermediate modulus vezels.

Monocoque Techniek

Monocoque is een constructietechniek waarbij het object als één enkel geïntegreerd stuk wordt gevormd, in tegenstelling tot samengestelde delen. In de context van carboncomposieten, verwijst dit naar de methode waarbij een frame of ander object in één stuk wordt gevormd in een mal, wat resulteert in een lichtere en sterkere structuur vergeleken met meerdere aan elkaar gelijmde stukken.

Lay Up

De lay-up is het handmatige proces van het positioneren en stapelen van de carbonvezellagen in de mal voorafgaand aan de uitharding. Dit proces is cruciaal voor het bepalen van de uiteindelijke eigenschappen van het composiet, aangezien de oriëntatie, de volgorde, en het type weefsel van de vezels direct van invloed zijn op de sterkte, stijfheid, en het gewicht van het eindproduct.

Nano Tubes

Nano tubes, of koolstofnanobuisjes, zijn minuscule buisvormige structuren gemaakt van koolstofatomen. In de context van carboncomposieten worden ze toegevoegd aan de hars om de mechanische eigenschappen, zoals sterkte en stijfheid, te verbeteren zonder significant gewicht toe te voegen. Ze helpen ook de hoeveelheid hars te verminderen op plaatsen waar dit zonder versterking zou leiden tot zwakte.

Resin Infusion

Resin infusion is een fabricagemethode waarbij hars onder vacuüm door de droge vezels wordt getrokken in een mal. Dit zorgt voor een zeer gelijkmatige en precieze harsverdeling over de vezels, wat resulteert in een composiet met hoge prestaties en lage porositeit.

Vezeloriëntatie

De richting waarin de vezels binnen een composietmateriaal zijn georiënteerd, is cruciaal voor de uiteindelijke mechanische eigenschappen van het product. Door de vezels strategisch te oriënteren, kunnen specifieke eigenschappen zoals sterkte, stijfheid en flexibiliteit worden geoptimaliseerd voor de beoogde toepassing.

Thermoset vs. Thermoplastic

Thermoset en thermoplastic verwijzen naar de twee hoofdtypen polymeren gebruikt in carboncomposieten. Thermoset polymeren harden uit bij verhitting en kunnen niet opnieuw gesmolten worden, wat resulteert in een sterke en duurzame binding met de vezels. Thermoplastics daarentegen kunnen worden herverwarmd en opnieuw gevormd, wat flexibiliteit biedt in de productie en reparatie.

Interlaminar Shear Strength (ILSS)

ILSS meet de kracht die nodig is om de lagen van een composietmateriaal parallel aan elkaar te doen afschuiven. Een hoge ILSS-waarde is indicatief voor een goede binding tussen de lagen, wat belangrijk is voor de algehele duurzaamheid en integriteit van het composiet.

Void Content

Void content verwijst naar het volume van de luchtruimtes of poriën binnen een composietmateriaal. Een lagere void content duidt op een dichter, sterker materiaal met betere mechanische eigenschappen en een hogere duurzaamheid.

Impact Resistance

Impact resistance is het vermogen van een materiaal om energie te absorberen en weerstand te bieden tegen schade door plotselinge krachten of impacts. Voor veel toepassingen, zoals sportuitrusting en voertuigonderdelen, is hoge impact resistance essentieel voor veiligheid en prestaties.

Fatigue Life

Fatigue life is de verwachte levensduur van een materiaal onder herhaalde belasting en ontlasting cycli. Materialen met een lange fatigue life zijn bestand tegen vermoeiing en falen over langere perioden van gebruik, wat vooral belangrijk is in structurele toepassingen waar regelmatig cyclische belastingen voorkomen.

Conclusie

Deze uitgebreide begrippenlijst biedt een dieper inzicht in de complexiteit van het werken met carboncomposieten en de technische kennis die nodig is voor effectieve reparatie en fabricage in deze gespecialiseerde sector. Heb je vragen over carbon? Neem dan contact met ons op of kijk op onze carbonreparatie pagina.