CFK on kerge ja jäik materjal


Süsinikkiu tugevdatud plastik (CFRP) on kõnekeeles tuntud kui süsinik. Materjali nimetatakse ka süsinikkiust tugevdatud plastikuks KFK. Komposiit koosneb tavaliselt epoksüvaigust, mis on lamineeritud süsinikkiudude kihtidel. Maatriksstruktuur tagab stabiilsuse ja rebimistakistuse.

Tihedus ja kiudainete sisaldus

CFRP kõige silmapaistvam omadus on erakordne stabiilsus, mis sarnaneb terasele, kuid samal ajal väike kaal. Selle põhjuseks on CFRP madal tihedus, mis on umbes 1,5 grammi kuupmeetri kohta. Teras algab tihedusest 7,8 grammi kuupmeetri kohta.

Teine oluline aspekt CFRP-de tugevuse ja kandevõime seisukohast on komponentide ja toorikute suhteliselt kõrge kiusisaldus, mis on keskmiselt kuuskümmend protsenti. See on märkimisväärselt kõrgem kui klaaskiud- või GRP-konstruktsiooni kiudainete sisaldus.

Maatriksi ja kiudude suund

CFRP või süsinik on üles ehitatud epoksüvaiguga töötlemise ajal stabiliseerivas struktuuris, spetsiaalses maatriksis. Need vastastikku "hoidvad" hambad muudavad materjali eriti vastupidavaks tõmbamis- või keeramisjõudude suhtes.

Selleks, et saavutada stabiilsus kõigis jõudude suundades, lamineeritakse mustrilised kiudmatid vaheldumisi ja pikisuunas epoksüvaikus. Seega on maatriksi maksimaalne stabiilsus kiu voolu pikisuunas kogu toorikus või komponendis.

Manuaalne ja tööstuslik tootmine

Väikeste seeriate ja üksikute tükkide puhul vastab tootmine klaaskiust ja on lamineeritud käsitsi. Tööstustoodangus võib CFRP omadusi täiendavalt mõjutada.

Tavaline protseduur toimib survesurve ja sellele järgneva "küpsetamise" korral temperatuuridel kuni 900 kraadi. Selles tootmisprotsessis pressitakse süsinikkiud toetava vaigu, sageli fenoolvaiku, maatriksi struktuuri. Järgneva pürolüüsi ajal juhitakse lämmastikku materjalile kõrgel temperatuuril.

See protsess tekitab kõigepealt poorse struktuuri, mis suletakse pürolüüsi iga kordamisega tihedamalt. Maatriks tugevdab ilma kaalutõusuta. Lõppfaasis ei ole materjalis õhku ja CFK on tahke.

Nõuanded ja trikid

CFRP enda lamineerimiseks vaigu valimisel veenduge, et vaigu maatriksi kandev struktuur sobiks süsinikkiududega ja tagab stabiilsust määrava adhesiooni.


Video Board: ZEITGEIST: MOVING FORWARD | OFFICIAL RELEASE | 2011