Carbon.

Carbon – Koolstofvezel.

Carbon wordt in het Nederlands koolstofvezel genoemd.
Koolstofvezel is een materiaal dat bestaat uit extreem dunne vezels van koolstof. De vezels met een dikte van ca. 5 – 10 micrometer bestaan uit langgerekte koolstofkristallen die min of meer evenwijdig zijn met de vezelas. De vezel kenmerkt zich door een zeer kleine rek voordat de vezel breekt (minder dan een kwart van die van aramidevezel). Enige duizenden vezels worden getwijnd tot garen, dat als zodanig toegepast wordt, of eerst tot matten geweven wordt. De vezels en de matten worden voornamelijk gebruikt als versterking in kunsthars voor de fabricage van zeer sterke en lichte composieten. Koolstofvezel wordt soms “grafietvezel” genoemd. Dit is incorrect omdat grafiet een zeer zachte vorm van koolstof is die geen vezelstructuur heeft.

Koolstofvezels worden gemaakt uit acrylvezels die door middel van pyrolyse bij temperaturen tot 3000 °C verkoold worden.

Koolstofvezel heeft als eigenschap dat het niet oxideert onder invloed van water en zuurstof.
Het heeft een aanmerkelijk lagere dichtheid dan staal, een grote treksterkte en een lage uitzettingscoëfficiënt.
Deze eigenschappen maken koolstofvezel-composieten zeer geschikt voor toepassingen waar een laag gewicht, grote sterkte en grote stijfheid nodig zijn, zoals in:

  • de luchtvaart
  • de auto-industrie
  • sportartikelen, zoals polsstokken, fietsen, masten en gieken voor de windsurfbranche en voor zeiljachten.
  • de bouwindustrie, voornamelijk als uitwendige wapening.

bron: Wikipedia

Tijdbalk carbon

Relatief vlot is carbon doorgedrongen tot in de aller snelste fietsen ter wereld.

  • Eind 19 eeuw
    De Amerikaanse uitvinder Thomas Edison gebruikt verkoolde katoen- en bamboevezels als draden in zijn elektrische gloeilamp”.
  • Jaren ’30
    Eerste gedocumenteerde gebruik van composiet versterkt met glasvezel (op bootrompen).
  • Jaren ’40
    Het Amerikaanse leger gebruikt een composiet van glasvezel in vliegtuigen, raketten en atoombommen. In 1945 gaat het al om jaarlijks 3000 ton.
  • Eind jaren ’50
    Union Carbide vindt uit hoe je carbon vezels maakt van rayon en kunsthars. Nu bestaat de meeste carbon uit dat composiet.
  • 1963
    Royal Aircraft Establishnent in Farinborough maakt de eerste met carbon vezels versterkte kunststof voor in vliegtuigen. De geboorte van ons carbon!
  • 1975
    De Exxon Graftek is ’s werelds eerste fiets met carbon buizen en metalen lugs. Het merk houdt het kort vol, evenals de meeste van die frames.
  • 1992
    Chris Boardman wordt olympisch kampioen en wereldrecordhouder achtervolging in Barcelona, op zijn Lotus Sport met monocoque carbon frame.
  • 1999
    Lance wint zijn eerste Tour, voor het eerst wint een carbon frame en dat is sindsdien niet veranderd. Metalen fietsen lossen van lieverlee uit het peloton.
  • 2000
    De UCl stelt dat een fiets tijdens een koers minimaal 6,8 kg moet wegen. Dus moeten sommige profs hun fiets met gewichten verzwaren
  • 2011
    Het UCI presenteert zijn Approval Protocol for Frames and Forks, voor carbon fietsen op de weg, baan en cyclo CrOSS.

Carbon jargon

Modulus
Young’s modulus of wel elasticiteitsmodulus geeft stijfheid aan: hoeveel vervormt een materiaal onder belasting? Hoe hoger de modulus, hoe stijver. Maarte stijf is ook weer niet fijn, want je wilt ook comfortabel fietsen.

Unidirectional (UD)
Composiet waarbij de carbon vezels in een en dezelfde richting lopen.

Gewoven carbon vezel
Composiet met carbon vezels die in verschillende richtingen zijn gelegd, om plaatselijk bepaalde eigenschappen te krijgen, zoals comfort. Het aantal carbon vezels per streng ligt bij fietsen meestal tussen de 1000 (1k) en 12.000 (12k).

Comfort
Carbon staat bekend als stijf, maar we willen ook wat comfort, dus claimen fabrikanten dat ze carbon zodanig in laagjes hebben aangebracht, dat hun frames verticaal een beetje meegeven (verticaal comfort’). Veelgebruikte term in tests, comfort, maar het laat zich moeilijk precies of objectief meten.

Monocoque
Hierbij zijn carbon frameonderdelen samen in één mal gelegd (anders dan bij buizen, die via lugs met elkaar zijn verbonden). Monocoque frames bestaan niet echt uit één stuk: de driehoek voor en de driehoek achter worden apart gevormd en daarna samengesmolten.

Lay-up
De manier waarop vezellaagjes worden aangebracht voordat ze met de kunsthars worden samengebracht. Via vezellaagjes kun je een frame specifieke eigenschappen geven.

G/M2
De dikte van de carbon vezel wordt uitgedrukt in gewicht: grammen per vierkante meter (g/m3). Een Look-voorvork bestaat uit carbon van 110 g/mo, kopieerpapier uit 80 g/mo.

Geef een reactie

%d bloggers liken dit: