Hur tillverkas kolfiber?
Kolfiber anses vara varje ingenjörs drömmaterial eftersom det är lätt samtidigt som det är extremt hållbart. Den består av tusentals parallella strängar. Dessa trådar kan tvinnas eller vävas till kolfiberkompositer. Kolfiber är ett extremt värdefullt material eftersom det är fem gånger starkare än stål.

För tillverkning av kolfibrer används PAN-fibrer av plast. Det består av tusentals filament som är tunnare än ett människohår. De förändrar den kemiskt för att bilda kedjor av kolatomer, som i sin tur används i slutprodukten. Det finns speciella maskiner som kan ordna tusentals av dessa fibrer. Efter maskinen passerar fibrerna genom en oxidationsugn i några minuter.

Temperaturen i ugnen är cirka 480 grader Fahrenheit. På grund av denna temperatur absorberar fibrerna syremolekyler från luften. Denna process omarrangerar fibrernas atomära struktur, vilket gör dem resistenta mot värme. När fibrerna oxiderar ändrar de färg och blir svarta. Efter oxidation är de redo för nästa process, förkolning.

Fibrerna värms upp i en syrefri gasblandning. På grund av denna process drivs icke-kolatomer ut. De återstående kolatomerna omvandlas till tätt bundna kristaller som löper parallellt med fiberns längd. Det är här materialet får sin styrka. Fibrerna körs sedan genom ett laddat vattenbad som kantar fiberytorna så att de absorberar hartset bättre.

Därefter appliceras ett lätt primerskikt av harts för att stärka den kemiska bindningen av fibrerna till formplasten. Efter denna process vävs fibrerna antingen till kolfibertyger eller blandas med harts för att bilda produkter. Det kan vara en rulle med kontinuerliga fibersträngar, vävda tyger av retikulerade trådar och prepreg-produkter, halvfabrikat färdiga att användas. Användningen av prepregs är utbredd över hela världen.

Detta harts är en formulering av epoxiharts med pulverformig härdare och accelerator. Arbetarna häller hartset i en filmmaskin, som trycker ut hartset i ett tunt, vått lager på papper. Samtidigt organiserar en annan maskin 200 till 300 kolfibrer till en kolfiberbana. Tjockleken på banan bestämmer tjockleken på prepreg.

Typiskt är två rullar hartsbestruket papper monterade på hartsimpregneringsmaskinen. Värmeelementet värmer banan när den kommer in för att underlätta hartsabsorptionen. Sedan placeras det uppvärmda kolfibernätet mellan två ark hartsbelagt papper. Tack vare högtrycksuppvärmda valsar tränger hartset in i miljontals kolfiberfilament.

Där det svalnar förvandlas det flytande hartset till en gel så att papperet kan tas bort vid nästa station. I nästa station är toppen av prepreg-arket täckt med en Mylar-film. Efteråt lindas arket till en rulle. I fabrikens laboratorium utför tekniker kvalitetskontrolltester på prepreg-prover. Sådana tester säkerställer att kolfiber har optimal styrka, hållbarhet och värmebeständighet.

Det behöver inte sägas att tillverkare runt om i världen använder olika tekniker som är företagshemligheter, men i stort sett är den tidigare nämnda tillverkningsprocessen för kolfiber den som alla följer.