Kolfiber - hur ömtåligt?

[tiddelipom]

Jag kommer att utöka flottan med en något slankare och längre skönhet i kolfiber. Att vikten är ca 8 kg lägre än glasfibervarianten är bra på flera sätt men samtidigt är kolfiber "sprödare" och belaget tunnare. Hur mycket ömtåligare är ett kolfiberskrov? Vilka är de praktiska skillnaderna i hanterbarhet?

 

[soderkisen]

Finns det kajaker gjorda av enbart kolfiber? Har aldrig sett nån själv men kör du en blandnig av kolfiber och kevlar så blir kajaken både lättare och tåligare än med glasfiber. Har knäckt många glasfiberlådor i forsen men bara en enda kol/kevlar...


[Ändrat av soderkisen 2006-10-03 kl 12:46]

 

[Tumbleweed]

Kolfiberlaminat är precis som glasfiber känsligt för främst slag. Då materialet är så sprött finns inget direkt flex som kan absorbera kraften i slaget, utan istället bildas sprickor i matrisen (fint ord som egentligen bara beskriver fibrerna och plasten de är indränkta i). Ofta lägger man ett slagskydd ytterst av t.ex. aramid (Kevlar är ett varumärke), som har mycket segare egenskaper än ren kolfiber.

 

[tiddelipom]

Tack för bra och informativ beskrivning!!
Javisst är det en blandning av kolfiber/kevlar(aramid). Invändigt syns dock endast kolfibern .. och nu har jag fått förklaring till varför det är så.. Skrovet och däcket görs dock tunnare och därmed flexar det mer när man trycker på det. Om jag förstått det rätt så innebär det inte att det i praktiken är ömtåligare ... utan kanske till och med det motsatta.

 

[Brune]

Komposithandboken

Jag länkade för några dagar sedan till Komposithandboken i en annan fråga om armering

http://www.e.kth.se/~viebke/komposit/Fiberkompositlaminering.pdf (4.55 MB)

och till http://fiber.get.to/

Per Brune

 

[sohrab]

Varning för myt

Kolfiberlaminat är precis som glasfiber känsligt för främst slag. Då materialet är så sprött finns inget direkt flex som kan absorbera kraften i slaget, utan istället bildas sprickor i matrisen (fint ord som egentligen bara beskriver fibrerna och plasten de är indränkta i). Ofta lägger man ett slagskydd ytterst av t.ex. aramid (Kevlar är ett varumärke), som har mycket segare egenskaper än ren kolfiber.

1. Aramidfiber är inte "segare" än kolfiber och utgör definitivt inte något slagskydd. Däremot är aramid mer slittåligt.

Med andra ord: Om du tappar en sten på en platta gjord av aramidkomposit kommer den inte att skydda bättre än en platta gjord av kolfiberkomposit.

2. Aramid har betydligt lägre densitet (vikt per volym) än kolfiber och kan av den anledningen vara väldigt fördelaktig att använda i kanotkonstruktioner för att få ner vikt men bibehålla viss godstjocklek.

Att din kajak skulle vara mer slagtålig än en gjord i enbart kolfiber (med samma godstjocklek) är med andra ord "nonsens".

/Sohrab

PS. Matris är enbart plasten i en komposit (komposit = två eller fler komponenter, i det här fallet kolfiber och expoxi (plast)).

 

[soderkisen]

Har paddlat/tävlat fors sedan 1989, kan definitivt säga att en kol/kevlarkajak håller bättre både i slitstyrka och slagtålighet än en i glasfiber. Nonsens vet jag inte...

 

[sohrab]

Har paddlat/tävlat fors sedan 1989, kan definitivt säga att en kol/kevlarkajak håller bättre både i slitstyrka och slagtålighet än en i glasfiber. Nonsens vet jag inte...

I slitstyrka ja (som jag beskrivit ovan). I slagtålighet nej.

Däremot skall jag påpeka att de kajaker som är byggda med aramid/kolfiber förmodligen använder betydligt bättre tillverkningsprocesser (VARM & PREPREG) än en traditionell glasfiberkajak (handuppläggning & sprutning) vilket resulterar i ett bättre laminat.

Sedan har matrisen (plasten) en väldigt viktig betydelse när det kommer till slagtålighet och slittålighet. En aramid/kolfiberkajak använder förmodligen epoximatris medan en glasfiberkajak använder polyestermatris. Ett väl valt epoxisystem är betydligt slag- och slittåligare än ett polyestersystem.

Där i ligger nog förklaringen till varför din tävlingskajak är mer slittålig än enklare glasfiberkajaker.

Att ett laminat med aramidfibrer skulle vara mera slagtåligt än ett i glasfiber är fortfarande lite nonsens

/Sohrab
(som ser fram emot att börja paddla seriöst till våren!)

 

[Tumbleweed]

Som jag förstått det är det ju själva vitsen att aramiden tar upp kraften i slaget genom att spricka, för att på så sätt skona den underliggande kolfibern. Sen var det nåt med att aramiden reagerade genom at spricka längs med fibrerna snarare är tvärs dom, så att laminatet höll ihop även om det spruckit. Nu minns jag inte vart jag lärde mig detta, men det var förmodligen i ett icke kanotrelaterat sammanhang. Aramid (Kevlar) används ju för tusan som lining i skottsäkra fordon för att fånga upp splitter, så helt värdelöst kan det inte vara.
/Rilleman

 

[skogenskonung]

Kajak helt i kolfiber?!

Ja, jag har en själv. Kolla i mitt fotoalbum. 100% kol, inget trams.

 

[sohrab]

Överkurs i kompositer

Som jag förstått det är det ju själva vitsen att aramiden tar upp kraften i slaget genom att spricka, för att på så sätt skona den underliggande kolfibern. Sen var det nåt med att aramiden reagerade genom at spricka längs med fibrerna snarare är tvärs dom, så att laminatet höll ihop även om det spruckit. Nu minns jag inte vart jag lärde mig detta, men det var förmodligen i ett icke kanotrelaterat sammanhang. Aramid (Kevlar) används ju för tusan som lining i skottsäkra fordon för att fånga upp splitter, så helt värdelöst kan det inte vara.
/Rilleman

Nu börjar det bli avancerat .

Fibrer "spricker" inte i den benämning du tänker, det gör däremot laminatet (dvs. blandningen fiber/matris). Själva sprickan sker i matrisen eller i interfacet mellan fiber/matris. Fibrer kan bl.a. krossas, gå sönder i drag- eller tryckkraft.

När ett laminat utsätts för ett slag är det troligast att energi absorberas i form av att matrisen spricker, matrisen krossas, laminatet delaminerar och fibrer krossas. Återigen är skillnaden mellan glasfiber, kolfiber och aramidfiber väldigt litet. De är alla väldigt spröda.

Skottsäkra västar:
I skottsäkra västar använder man mycket riktigt aramidfibrer. Däremot inte på samma sätt som i en kanot. Här har man en väv utan någon matris. När en kula träffar västen absorberas energi genom att fibrerna glider över varandra och väven liksom fångar upp kulan. Jag vet inte exakt hur det fungerar (vet inte hur officiellt sådan information är) men det är definitivt en helt annan energiabsorberande princip än den du har i ett kompositlaminat. Anledningen att man använder just aramid är för dess låga densitet. Tror dock att det skulle fungera lika bra med kolfiber eller glasfiber. Dessutom är aramidfibrer som sagt väldigt slittålig och svårt att skära i.

/Sohrab

 

[soderkisen]

Okej får väl ge mig med tanke på alla vetenskapliga fakta som slängts fram. Men vidhåller dock fortfarande att en kol/kevlarkajak inte krossas lika lätt i praktiken då man dundrar in i t.ex. en stor sten i forsen. Om det beror på dess slagtålighet eller inte vet jag ej?