Karbon fiber nedir?

2025-09-29 09:44:05

Karbon fiber, %90'ın üzerinde karbon içeriğine sahip rafine edilmiş bir fiber malzemedir. Günlük yaşamda sıklıkla gördüğümüz yüksek performanslı ürünlerin çoğu sadece karbon fiberden ibaret değil; bunlar daha çok karbon fiber kompozitlerdir. Bunlar, yüksek performanslı kompozitler oluşturmak için karbon fiber öncüllerinin reçineyle kaynaştırılmasıyla yapılır. Bu kompozitler daha sonra gelişmiş mekanik özellikler elde etmek için işlenir ve kalıplanır. Otomotiv, tıp, havacılık ve tüketici uygulamalarında kullanılırlar.

Karbon Fiberin Avantajları

Karbon fiber kompozitlerin bu kadar çok alanda kullanılmasının temel nedeni, başta yüksek mukavemet, yüksek modül, düşük yoğunluk, korozyon direnci, yüksek sıcaklık direnci, yorulma direnci, düşük termal genleşme katsayısı, mükemmel X-ışını geçirgenliği ve elektromanyetik koruma özellikleri olmak üzere çok sayıda avantaj sunmalarıdır. Aynı zamanda "siyah altın" olarak da bilinir. Karbon fiber ile güçlendirilmiş kompozitler bu özellikleri miras alarak performans ve avantajlar açısından geleneksel metal ve plastik malzemelerden önemli ölçüde daha iyi performans göstererek çeşitli alanlarda yaygın uygulamalarına yol açmaktadır.

Karbon fiber neden bu kadar pahalı?

Karbon elyafın bu kadar pahalı olmasının nedeni, aslında karbon elyaf ürünlerinin yüksek fiyatına, genellikle benzer metal malzemelerin fiyatının birkaç katına karşılık gelir. Bunun bir örneği, bir arabanın karbon fiber kaputudur. Bir çarpışmadan sonraki hasar onbinlerce yuan'a mal olabilir. Karbon fiber ürünlerinin yüksek fiyatı iki faktörden kaynaklanmaktadır: Karbon fiber malzemenin kendisinin yüksek maliyeti ve tam makineleşmeyi engelleyen üretim sürecinin kendisi.

Karbon fiber kompozitlerin üretimi karmaşıktır. Her bir karbon fiber filamanın birbirine bağlanmasını sağlamak, optimum ürün performansı sağlamak ve bitmiş üründe üstün kesme ve çekme mukavemeti sağlamak için reçine emprenyesine ihtiyaç duyarlar.

Karbon fiber ürünler için birçok farklı üretim prosesi bulunmaktadır. 

Burada karbon fiber üreticileri tarafından yaygın olarak kullanılan bazı yöntemleri tartışacağız:

Vakum şekillendirme: Karbon fiber kompozit malzeme önceden emprenye edilmiş bantlar haline getirilip bir kalıba yerleştirildikten sonra belirli bir basınç altında şekillendirilir. Bu kapalı vakum basıncı, bitmiş ürünün görünümünü ve performansını artırarak tüm karbon fiber ürünü daha kompakt hale getirir.

Sarma: Bu işlem öncelikle karbon fiber kompozit filamanların karmaşık boru şeklindeki ürünler için bir çekirdek kalıp üzerine sarılmasını, ardından sertleştirmeyi ve kalıptan çıkarmayı içerir.

Sıkıştırmalı kalıplama: Bu işlemde, ürünü ısıtmak ve daha sonra sertleştirmek için kalıplara basınç uygulanan, biri diğerinin üzerinde olan iki kalıp kullanılır.

Rulo şekillendirme: Zhishang rulo şekillendirme, sarma işlemine benzer şekilde, daha sonra bir çekirdek kalıba yuvarlanan ve kalıptan ayrılan karbon fiber önceden emprenye edilmiş bant kullanır.

Bu işlemler basit görünüyor ancak her adım, yerleştirme, kesme, haddelenmiş ürünü PP filmle kaplama ve ardından kalıptan çıkarma ve işleme gibi manuel işçilik gerektiriyor. Bu, karbon fiber kompozit ürünler için nispeten yüksek bir fiyatla sonuçlanır.

Şu anda termoplastik karbon fiber kompozit ürünler nispeten uygun fiyatlıdır ve üretim süreci nispeten olgunlaşmıştır. Uluslararası alanda, termoplastik reçinelerle zayıf emprenye edilmeleri nedeniyle, öncelikle termoplastik karbon fiberlerde, karbon fiber kompozit araştırma ve geliştirmesi öndedir. Yüksek hassasiyetli uygulamalarda kullanılan karbon fiber kompozitler, termoplastik karbon fiberler gerektirir.