Carbon fiber (koolstofvezel) is voor veel toepassingen een oplossing om gewicht te beperken. Het is het vijf keer lichter dan staal van dezelfde sterkte. Het wordt onder andere gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, in de bouw, bij de fabricage van sportartikelen en bij onderdelen van voertuigen als fietsen, boten en (race)auto’s. Het productieproces van carbon is behoorlijk prijzig, waardoor carbon zo’n dertig keer duurder is dan staal. Om dé Sonja Bakker van de automobielindustrie te worden, moet die prijs dus een stuk omlaag.
Meer dan zeventig procent van de carbon komt uit Japan. De Japanse producenten hadden vorig jaar al voorgenomen actief te zullen zoeken naar manieren om de productie op te schroeven en de kosten te reduceren. De grootste carbon producent ter wereld, het Japanse Toray Industries met een wereldwijd marktaandeel van dertig procent, onderstreept dit voornemen door uit te breiden in Europa. Hiervoor hebben de Japanners een belang van 21 procent genomen in hun Duitse concurrent ACE Advanced Composite Engineering GmbH. Het Duitse bedrijf is gespecialiseerd in de bewerking van carbon tot onderdelen voor voertuigen.
Voor Toray is deze zet vooral van strategisch belang. Ondermeer door steeds strengere CO2 regelgeving en de daarmee gepaard gaande opkomst van hybride en elektrische auto’s, zal de komende jaren de vraag naar carbon onderdelen sterk toenemen. Het gewicht van auto’s kan met gemak worden gehalveerd wanneer er veel meer gebruik zou worden gemaakt van carbon onderdelen. Dat dit nog niet op grote schaal gebeurt, komt hoofdzakelijk door de hoge prijs van het materiaal. Daar wordt dus aan gewerkt, maar verwacht op korte termijn geen wonderen. (via: automotive news)
psst.. het hele artikel staat op de frontpage :)
-edit: fixed-
Heeft het zin om uit te breiden in deze tijden?
zeer slim om een aluminium velg als foto te nemen…
-edit: Ook zeer slim dat je niet in de gaten hebt dat dit wel degelijk een carbon velg is.-
:lol: lol @ RenJie
Ik mag geen wonderen verwachten… Mag hopen wel?
@ wotevajjj
Carbon kun je ook een kleurtje geven hoor ;)
Natuurlijk mooi dat carbon steeds gebruikt gaat worden :D Het is mooi spul!
laat ze dan ook velgen maken zonder gespoten spaken. ik vind carbon er vet uit zien en zou die zo onder mijn auto zetten. het is wat anders als zwarte velgen. ;)
wotevajjjj: Eat your heart out.. DYMAG my friend!
I love carbon :) Maar stel me toch vragen bij het gebruik. In de carroserie heeft het weinig nut (zie die Elise.. 20kg winst).
Waar dan wel? Daar waar het nefaste gevolgen heeft als het breekt? Want carbon plooit niet, dat breekt en versplintert..
@GeoBem007.
Interieurdelen, deuren, achterklep en motorkap schelen allemaal al wat. Het dak is natuurlijk ook een goede. Aandrijfassen en remmen komen ook voor.
Chassis kan ook van carbonfiber.
Nadeel en voordeel is het afbrokkelen bij een aanrijding. Het nadeel is de reparatie achteraf. Voordeel is de energieafvoer tijdens de crash. Kijk naar de F1. De auto’s zijn bijna weg, de coureur stapt uit.
Bij hedendaagse auto’s ben je met een goede klapper ook gelijk klaar. Jij stapt uit(vaak wel), de auto is afgeschreven.
Daarbij kun je met carbonfiber ook crashzones inbouwen en daarmee kun je de meeste schades vrij makkelijk repareren door het vervangen van delen.
Ik zie dus eigenlijk geen enkel echt probleem in veiligheid en dagelijkse bruikbaarheid.
Voor de velgen zou ik ook eerder een ander materiaal kiezen. Die hebben vaak toch een wat zwaarder leven en zijn daardoor vrij kwetsbaar.
Ondanks de sterkte zou ik toch erg angstig voor stoeprandjes zijn. :?
@ iedereen
no way dat die spaken in carbon zijn waarom zouden ze er anders opzitten met schroeven en niet gewoon in een stuk?
Waarom blijft iedereen focussen op carbon? Koolstofvezelcomposieten zijn slechts één soort composieten, de beste maar ook wel de duurste. Trouwens carbon versplintert enkel maar omwille van de epoxy die gebruikt is als matrix structuur. Perfect mogelijk om dat te vervangen door een thermoplast met flexibelere eigenschappen..
allright over 20 jaar enkel zwarte auto’s :-D
Deuren, achterklep & motorkap zitten al vermeld bij mij hé.
Een standaard Elise weegt 900kg. Bespaar daar 30kg op door carbon, dat is een winst van 3.33%
Doe hetzelfde met een S-klasse en je haalt er waarschijnlijk wel meer uit, gewoon omdat het procentueel meer gaat uitmaken en die Elise zowiezo al van licht materiaal gebruik maakt.
Toch, de helft lichter door carbon? Ik geloof er niet in!
Maar ik ben wel voorstander van het gebruik, love it :)
@GeoBem007.
Dat begrijp ik ook wel. Ik was gewoon goed mogelijke toepassingen aan het opsommen.
De gewichtsbesparing bij de Elise is misschien niet veel, het zit wel op de juiste plek. ;)
De helft lichter is inderdaad een beetje overdreven bij de meeste auto’s.
De beste gewichtsbesparing is de meest onwaarschijnlijke. Alle luxe en veiligheidshulpjes er uit halen.
Dat zie ik alleen niet snel gebeuren..
@ wotevajjj
Om de velg aan het onderstel te bevestigen?
@wotevajjjj: Omdat carbon geen gietbaar materiaal is zoals meeste kunststoffen en legeringen.
Wat je doet is een mal maken, door omheen of in doe je een weefsel van acryldraad.
Vervolgens verkool je het en doe je er een kunsthars (epoxy o.a.) over.
Dan heb je een deel. Carbondelen zijn vaak aan elkaar gelijmt of genageld.
ik bedoelde de velg aan de spaken
conclusie: velg in carbon, spaken in aluminium
is trouwens onmorgelijk om scroefdraad in carbon te maken
@ wotevajjj
Waarom zou je een schroefdraad nodig hebben dan?
@ra999
op de foto kun je toch duidelijk zien dat ze vast zitten met imbussen ?
volgens mij hebben die noch altijd schroefdraad
trouwens waarom maken ze niet gewoon lichtere banden ?
De elise heeft geen stalen body, die had al een composiet body.
Daarom was de winst minimaal.
@ Nick:
Meeste carbondelen worden mbv pre-preg weefsels gemaakt, i.e. koolstofvezelweefsels waar al ongepolymeriseerd matrix is aan toegevoegd, dus enkel aanbrengen en laten uitharden. De carbonisatie van de acryldraden gebeurd reeds op voorhand.
@ wotevajjjj
wat is dit?
http://www.autoblog.nl/image-gallery?file=0_Tuners/360_Forged/Ferrari_F430_Straight_5ive_Carbon/ferrari-f430-straight-5ive-carbon-11.jpg
en zoals RA999 schrijft, ik ken weinig voertuigen waarbij er schroefdraad in de wielen zit.
Wotevajjjj, o ja, is het onmogelijk om schroefdraad in carbon te maken? Vandaar dat het dagelijks gebeurd in het bedrijf waar ik werk.
@ Wotevajjj…
een imbus heeft idd schroefdraad ja ..
daarom hoeft de velg geen schroefdraad te hebben ???
alleen de bout aan de andere kant.
@ iedereen …
De velg is van Carbon .. het binneste is van Magnesium ;)
Carbon-composieten worden te vaak als de holy grail in materialen gezien. Het is niet alleen peperduur, maar ook zijn de eigenschappen niet alleen maar gunstig. Het is stijf, maar als het breekt, breekt het plotseling en rigoreus. Het is dus erg afhankelijk van welke eeisen je stelt aan het het onderdeel of product dat je maken wilt. En last but not least, het is milieu-onvriendelijk en niet recyclebaar. Helemaal ridicuul is dat carbon als trend wordt gezien en men (al dan niet imitaties van) carbonpanelen als een soort fineer op allerlei zaken plakt om de status en high-tech look van carbon te verkrijgen. Echt sjonnie-praktijken zijn dat. Tegenwoordig worden ook veel natuurlijke vezels gebruikt en onderzocht als vezelmateriaal voor de massaproductie van (lichtgewicht) onderdelen en ook natuurlijke harsen.
@wotevajjjj Het is inderdaad onmogelijk schroefdraad in carbon te maken.
Als oplossing worden vaak stalen deeltjes in het Carbon onderdeel gegoten, dit zie je vaak bij racefietsen op de plaats waar de remmen bevestigd zijn, ik vermoed dat dit ook op die manier werkt.
Het is onzin om te zeggen dat een auto de helft weegt als er veel carbon wordt gebruikt. Het koolstof chassis van een Ferrari Enzo weegt 92kg, het aluminium chassis van een Lotus Elise 68kg…Als je koolstof gebruikt moet je meerdere functies integreren anders heeft het weinig nut. En een Enzo weegt toch ook niet de helft van een F40 (even gewichtvoordeel van de V8 tov V12 niet meegerekend)?
Nog een voordeel van carbon:
Lichter –> minder motorvermogen nodig voor dezelfde prestatie’s –> minder brandstofverbruik (dit voor de groene sokken onder ons)
Ander voordeel van carbon:
Lichter –> meer prestatie’s uit hetzelfde motorvermogen –> meer rijplezier
En nog een voordeel:
Lichter –> minder wegenbelasting!!!
Wat ook wel leuk is:
http://www.performance-trim.com/
Kan je nu alvast een koolstof motorkap, kofferdeksel, dak en nog wat delen bestellen. OK het is momenteel nog maar een beperkt aantal auto-modellen, maar dit wordt steeds verder uitgebreid. Leuk speelgoed voor een minder leuk prijsje.
@JH
Ik gok dat een enzo voor iets andere krachten is ontworpen dan de elise. Dat kan je dus niet zo maar vergelijken.
En op zich is alluminium ook al erg licht en makkelijker te bewerken dan Carbon en dr is ook genoeg van op de wereld. Dat gaat eerst uitgebuit worden denk ik.
O en trouwens het voordeel van carbon is niet alleen dat t lichter is, er zijn veel meer mogelijkheid om het onderdeel naar de krachten te ontwerpen die er op uitgeoefend worden.
Bij alluminium doe je dit door de vorm, maar bij carbon kan dit ook door de plaatsing van het weefsel. En ik gok dat de materialen vast wel verbeterd worden. Ook een probleem is dat het ontwerpproces en het productie proces zijn totaal anders dan bij metalen en dat moet dus helemaal ontwikkeld worden.
Natuurlijk is een Enzo anders geconstrueerd..rijdt ook ietsje sneller dan een Elise ;) maar 92kg op 1100kg is al niet veel dus blijkbaar zit het gewicht ergens anders? (de V12 motor is bij de Enzo beslist een zwaar onderdeel
En het toont dat een aluminium chassis niet zoveel hoeft te wegen. Interessant zou zijn hoeveel een carbon chassis voor een Elise zou wegen?
En zoals JML schrijft is de toekomst niet carbon maar bijvoorbeeld hennepvezels in een epoxy gemaakt uit soja…alles bio en recyclebaar ;)
@JHL
Als een velg breekt dan breekt die en is die voor de vuilbak, of die nu van aluminium is of van composiet, maakt niet uit. Een gedeukte alu velg is ook voor de vuilbak, of je kan deze herstellen, maar meestal voor de vuilbak.
Ik snap niet goed naar waar je wilt gaan met je verhaal, wil je nu zeggen dat composiet geen goed idee is?
Composiet is de toekomst, ik werk zelf in de lucht- ruimtevaart en geloof mij, dit is gewoon de toekomst. de A380, de dreamliner van Boeing zijn goede voorbeelden. In de ruimtevaart is het gebruik nog veel meer.
Composiet is het antwoord op lichtere voertuigen en het gaat niet lang meer duren of de bodemplaat van een auto zal voor grote delen uit composiet bestaan. Zoals een eerder artikel hier op deze blog zei dat het tijdsperk van de meeste pk’s onder je kap pasé is omdat veel pk’s automatisch leiden tot een grotere motor, stijver koetswerk, => gewicht dus.
De uitdaging van de volgende generatie wagens zal bestaan uit een combinatie van verschillende factoren. Waarbij gewicht een van de belangrijkste factoren zal zijn.
F=m.a
een halvering van het gewicht geeft een verdubbeling van de versnelling voor eenzelfde kracht F. Waarbij F de netto kracht is die inwerkt op het voertuig (dus netto uit kracht door de wielen overgebracht, dragkracht, rolweerstand, etc)
Uit deze formule zie je hoe belangrijk gewicht is. De prestaties zijn dus niet eenduidig bepaald uit pk’s onder je kap. want versnelling die een voertuig ondergaat:
a=F/m
Laat m ->0 gaan en a-> inf
Al reeds veel onderzoek verricht, zie hier de VW lupo
http://www.kuleuven.be/ck/international/13.pdf
Er zijn een paar hele grote verschillen tussen de luchtvaart industrie en de automobiel industrie. in de luchtvaart betekent minder gewicht meer geld (meer passagiers/vracht) en daarvoor wil men betalen. De autoindustrie wil maximaal rond de 5 euro per gespaarde kilo betalen; hoe zit dat met de luchtvaartindustrie?
Daarnaast is de grootschaligheid van de productie een groot verschil. Bouw je 5000 auto’s per jaar dan is composiet ok kwa productiecapaciteiten. Bouw je er 100.000 dan wordt het al een groot probleem (hoeveelheid autoclaven, etc.) En dan is er nog een groot verschil tussen een vliegtuigromp (groot volume, dunwandig) of een autocarosserie/chassis en de bijbehorende technische problemen kwa productie (om 100.000 stuks per jaar te halen)
Composieten hebben zeker de toekomst maar er moet een hoop omgedacht worden, steun van de overheid komen (lichte auto’s minder belasten is een goede start) en alle constructeuren moeten leren omdenken…overigens denk ik niet dat de luchtvaartindustrie zich zorgen maakt om recyclebaarheid, toch?
“Het gewicht van auto’s kan met gemak worden gehalveerd wanneer er veel meer gebruik zou worden gemaakt van carbon onderdelen.”
Dat is onzin.Er zijn al veel auto’s waar veel alluminium in wordt gebruikt, en carbon is heus geen 5 keer zwaarder dan alluminium.
Ook moet je rekening houden welk onderdeel je in carbon wilt maken.Voorbeeld: een achtervork van een koersfiets weegt in sommige gevallen minder in alluminium, dan in carbon.Dat komt omdat men moet rekening houden op welke manier er krachten worden op uitgeoefend.
Het voordeel van carbon is dat men onderdelen zo kan maken, dat het heel stijf is op één manier, maar redelijk buigzaam op een andere manier.
Met auto’s zul je met bepaalde onderdelen wel het probleem gaan hebben dat je zo voor zo veel verschillende krachten moet construeren, dat het beter is dat ze in alluminium of staal worden uitgevoerd.
Ook kan je niet alles in carbon gaan maken.Als je bumpers in carbon gaat maken, kan je voor elk klein deukje of gaatje een volledige nieuwe bumper gaan kopen omdat het zeer ingewikkeld te herstellen is.
Conclussie is dat auto’s wel een stuk lichter kunnen worden, maar de helf is weer sterk overdreven.
Als je echt dik CARBON spul wilt voor je wagen moet je dit ff checken:
http://www.hdv-racing.nl
Ik heb ook een aantal dingen laten maken daar, het is echt super vet en betaalbaar!