Wat is gesmede koolstofvezel? De ultieme gids voor vervalste composieten

Welkom bij de ultieme gids voor Forged Carbon, ook bekend als Forged Carbon Fiber, ook bekend als Forged Composites. We zullen een diepe duik nemen in alles, van wat het is, hoe het verschilt van standaard koolstofvezel, hoeveel het kost, hoe het is gemaakt, en nog wat.

GERELATEERD:Thuis koolstofvezel maken van scratch

Waarom zou je vertrouwen op wat we zeggen? Carbon Fiber Gear is sinds 2007 gespecialiseerd in koolstofvezel. We leven dit spul. De meeste mensen die nieuw zijn met koolstofvezel hebben de neiging om te denken aan dingen als auto-onderdelen of fietsen. We maken lifestyle-producten zoals portemonnees van koolstofvezel, iPhone-hoesjes van koolstofvezel, ringen van koolstofvezel en hebben zelfs een collectie vervalste koolstofvezelproducten. Als je affiniteit hebt met koolstofvezelmateriaal en je houdt van het idee om het in je levensstijl te integreren, dan ben je hier aan het juiste adres.

Als je dit hebt gelezen, ben je een expert op het gebied van gesmede koolstofvezel. Gebruik onze inhoudsopgave om meer te weten te komen over een specifiek onderdeel dat u wilt weten, blader er doorheen en neem alles in u op.

In dit artikel:

1. De koolstofvezel die u al kent
2. Wat is gesmeed koolstof, ook wel gesmeed composiet genoemd?
3. Hoe wordt gesmede koolstofvezel gemaakt?
4. Wanneer is het zinvol om gesmeed koolstof te gebruiken?
5. Is gesmede koolstofvezel duur?
6. Is gesmede koolstofvezel beter?
7. Hoe vervalste composieten begonnen
8. Vraag naar gesmede koolstof

1. De koolstofvezel die u al kent

De koolstofvezel die de meesten van ons gewend zijn te zien in het patroon waar we van houden, begint bij een droog geweven stof dat een 2x2 twill of diagonaal weefsel wordt genoemd. Van daaruit wordt het in een mal geplaatst, doordrenkt met hars en uitgehard om een ​​stijf onderdeel van koolstofvezel te worden. Alles gezegd en gedaan; een onderdeel ziet er ongeveer zo uit:

Afgebeeld:klok van koolstofvezel gemaakt met stukjes uit een echte Formule 1-auto. Twill geweven koolstofvezelstof.

Een andere veel voorkomende geweven koolstofvezel is een 1x1, ook wel bekend als een platbinding.

Afgebeeld:Carbon Fiber Gear Stealth 2.0 pen met platbinding koolstofvezel.

Dit zijn enkele van de meest voorkomende manieren waarop koolstofvezel wordt geweven en te zien is in de uiteindelijke onderdelen. Het is waarschijnlijk wat je al hebt gezien op dingen van fietsframes tot de OEM-dashboardpanelen van een Tesla.

Lees hier meer over weefpatronen van koolstofvezel:koolstofvezel zoals je nog nooit eerder hebt gezien.

2. Wat is gesmeed koolstof, ook bekend als gesmeed composiet?

Gesmede koolstofvezel versus koolstofvezel, hier gaan we.

Het belangrijkste verschil tussen gewone geweven koolstofvezels en Forged Carbon Fiber (ook bekend als Forged Composite) is dat het is gemaakt van een pasta of kleine gehakte koolstofvezels. Er is geen duidelijk patroon omdat de vezels volledig willekeurig zijn georiënteerd, dus elk afgewerkt Forged Carbon-product zal uniek zijn voor zichzelf.

Het eindproduct heeft een totaal andere esthetiek dan zijn geweven tegenhanger, die meer lijkt op een gemarmerde koolstofvezel dan op een geweven stof:

3. Hoe wordt gesmede koolstofvezel gemaakt?

Dus hoe komen we tot zo'n drastisch ander eindproduct? Bij Forged Carbon/Forged Composite worden de gehakte koolstofvezels meestal in een persvorm geplaatst. Hars wordt binnenin gegoten en alles wordt vervolgens met veel druk in de mal samengeperst (snap het, compressievorm 😛):

Afgebeeld:Langzauner hydraulische persen, die SMC-onderdelen van koolstofvezel produceren. Bron:Composites World.

Dit proces is vergelijkbaar met het smeden van metalen, vandaar de naam Forged Carbon. Technisch gezien is de persvormmethode de enige authentieke manier om iets gesmeed te noemen. Er zijn een paar andere manieren om het uiterlijk van Forged Carbon te krijgen zonder een persvorm die het bespreken waard is.

GESMEDE KOOLSTOFVEZEL PRE-PREG

Als je niet bekend bent met prepreg, het is een vrij eenvoudig concept. Wanneer u een onderdeel van koolstofvezel maakt, neemt u meestal een droge stof, doet u deze in een mal en laat u het materiaal vervolgens doordrenken (oftewel impregneren) met een epoxyhars. Er is een heel proces om ervoor te zorgen dat je de beste harsverhouding tot stof gebruikt (misschien een onderwerp voor een ander bericht?). Aan de andere kant wordt pre-preg "voorgeïmpregneerd" met de epoxyhars (in een perfecte verhouding) wanneer u het materiaal krijgt. Pre-preg is uitstekend, maar het is duur, vereist koude opslag en verloopt uiteindelijk als het niet wordt gebruikt.

Terug naar de pre-preg van gehakte vezels, dit zou in feite naar je toekomen in een vel dat je over een bestaand product zou kunnen leggen of in de buitenste laag van je mal om de Forged Carbon-look te krijgen zonder een compressiemal te gebruiken.

GESMEDE KOOLSTOF DROGE STOF

Een uniek materiaal dat we vonden, was een bepaalde droge Forged Carbon-stof gemaakt door Ulticarbon. Dit materiaal versmelt een laag gehakte vezels met een fijne, niet-geweven koolstofvezelrug.

Dit houdt alle gehakte vezels subtiel bij elkaar, waarna epoxyhars kan worden aangebracht om uw project te voltooien. Dit is een uitstekend alternatief voor prepreg omdat er geen hars is en daarom geen koude opslag vereist of een houdbaarheidsdatum heeft. Het is nog steeds een duur materiaal en je moet je hars op het materiaal kunnen aanbrengen om je voltooide onderdeel te maken.

Hier is een voorbeeld van hoe een onderdeel met dit materiaal is gemaakt:

HAND-PLAATSEN GEHAKTE VEZELS

Het goedkoopste alternatief is om gehakte vezels te kopen, die meestal per pond en in verschillende lengtes worden verkocht. U kunt deze vezels vervolgens met de hand in een mal plaatsen of over een bestaand product leggen als u alleen maar de esthetiek wilt krijgen.

Afgebeeld:Gehakte koolstofvezels.
Bron:ACP Composites

Je kunt zelfs een geweven stof nemen en deze zelf opknippen, zoals in deze video:

4. Wanneer is het zinvol om gesmede koolstof te gebruiken?

Waarom zou je het, afgezien van het proberen om de Forged Carbon-look te krijgen, ooit over een geweven stof gebruiken?

Grote vraag. Ik ben blij dat je het vraagt! Er zijn twee belangrijke redenen waarom je voor een Forged Carbon zou gaan:vorm en snelheid.

Met een geweven stof zijn er enkele beperkingen aan de vormen die je kunt maken. Dingen als een hoek van 90 graden zijn onmogelijk om te doen met een geweven stof, omdat je het materiaal gewoon niet perfect in de hoek kunt knijpen.

Het kan erg tijdrovend zijn om een ​​geweven stof op te leggen, met veel ruimte voor fouten. Gesmede koolstof kan in elke vorm worden gemaakt (de mal is uw limiet) en u kunt onderdelen supersnel wegpompen. Bovendien kunt u een solide driedimensionaal onderdeel maken dat verder kan worden bewerkt.

5. Is gesmede koolstofvezel duur?

Als je het hebt over het gebruik van Forged Carbon in een productieomgeving om een ​​hoog volume aan onderdelen te maken, moet je de hierboven genoemde compressievormroute volgen.

Een van de nadelen is dat de kosten vooraf voor het maken van een compressievorm (laat staan ​​de mogelijkheid om in de eerste plaats compressievormen te maken) vele malen duurder zijn dan uw standaardvormen, die al niet goedkoop zijn. Dit is een van de redenen waarom het alleen zinvol is om Forged Carbon te overwegen als je tonnen en tonnen onderdelen wegpompt, zodat je kunt helpen de initiële kosten over elk onderdeel te spreiden.

Laten we hier wat cijfers achter zetten, zodat u een goed begrip kunt hebben van waar u aan moet denken. Stel dat het $ 25.000 kost om uw eerste compressievorm te maken. Vervolgens kost het u $ 100 om elk onderdeel te maken. Als u slechts één onderdeel van die mal bouwt, kost dat onderdeel u in totaal $ 25.100. Als u er 10.000 onderdelen van kunt maken, worden uw kosten per onderdeel $ 102,50. De initiële malkosten voegden slechts $ 2,50 (2,5%) per onderdeel toe bij dat volume.

6. Is gesmede koolstofvezel beter?

Het is vermeldenswaard dat liefhebbers van koolstofvezel erop wijzen dat je een sterker onderdeel kunt maken met standaard geweven stof. Geweven stof kan sterker en duurzamer zijn vanwege de controle in de treksterkte, de richting(en) waarin de stof is uitgelijnd. Je hebt volledige controle over de sterkte, terwijl gehakte vezels kort zijn en niet in een bepaalde richting zijn uitgelijnd.

Elke methode heeft zijn voor- en nadelen, en het is echt afhankelijk van de toepassing en het eindproduct welke methode logischer is. De belangrijkste factoren en vereisten om over na te denken zijn (in willekeurige volgorde):

• Esthetiek
• Kracht
• Gedeeltelijk volume
• Vorm
• Kosten
• Tijd

GERELATEERD:Hoe sterk is koolstofvezel? | Ontdek wat dit element zo moeilijk maakt

7. Hoe vervalste composieten begonnen

Tijdens een project voor Boeing vond Dr. Paolo Feraboli de technologie uit voor wat door Lamborghini Forged Composites zou worden genoemd. In 2008 ontwikkelde Dr. Feraboli het verder met zowel Callaway als Lamborghini tegelijk.

Deze eerste ontwikkeling leidt tot twee belangrijke productreleases. Van Callaway kwam de Diablo Octane driver:

Tegelijkertijd ontwikkelde Lamborghini een conceptauto die je je misschien nog herinnert, de Sesto Elemento:

Dit was Lamborghini's kans om te laten zien hoe Forged Composites in een voertuig kunnen worden gebruikt, en de Sesto Elemento was daar een eerbetoon aan. Het hele monocoque-chassis, de draagarmen en tal van andere stukjes en beetjes waren allemaal gemaakt van gesmede composieten.

Sinds de release van het concept gebruikt Lamborghini het materiaal in steeds meer van zijn reguliere voertuigen, zoals in de Huracán Performante:

Zoals die? Je zult deze geweldig vinden:

• Street Legal Pagani Zonda Revolucion
• Porsche Taycan met koolstofvezel aerokit 
• Ford GT500 met koolstofvezelaccessoires

8. Vraag naar gesmede koolstof

Lamborghini's veelbesproken lancering van het materiaal heeft er echt toe bijgedragen dat het in de mainstream en gepopulariseerde Forged Carbon is terechtgekomen als alternatief voor de traditionele geweven stoffen. Zelfs in ons eigen klantenbestand met lifestyle-producten zien we steeds meer vraag naar producten.