Hiilikuitulevy on hiilikuidusta ja hartsista koostuvasta komposiittimateriaalista valmistettu rakennemateriaali. Komposiittimateriaalin ainutlaatuisten ominaisuuksien ansiosta tuloksena oleva tuote on kevyt mutta vahva ja kestävä.
Jotta hiilikuitulevyjä voitaisiin soveltaa eri aloilla ja teollisuudenaloilla, kuten ilmailu- ja autoteollisuudessa, myös niitä on monenlaisia. Tässä artikkelissa tarkastelemme tarkemmin, mihin hiilikuitulevyjä käytetään ja kuinka vahvoja ne ovat verrattuna muihin materiaaleihin.
Millä alueilla hiilikuitupaneeleja käytetään?
Hiilikuitulevyjä ja -levyjä voidaan käyttää monilla eri teollisuudenaloilla, kuten autoteollisuudessa, ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, soittimissa, urheiluvälineissä ja lääkinnällisissä laitteissa.
Autoteollisuudessa hiilikuitulevyjä käytetään vahvistamaan auton osia, kuten ovia, konepeltejä, puskureita, lokasuojia ja kattokiskoja. Autonvalmistajat käyttävät usein terästä näiden osien valmistukseen. Teräs on halvempaa, mutta paljon painavampaa kuin hiilikuitu. Ajoneuvojen, kuten kilpa-autojen, keventämiseksi hiilikuitulevyjä käytetään usein korvaamaan monia teräsosia.
Ilmailuteollisuudessa hiilikuitulevyjä käytetään lentokoneiden osien, kuten rungon paneelien, ohjauspintojen ja siipien kärkien, valmistukseen. Tuloksena olevat komponentit ovat kevyitä mutta kestäviä. Hiilikuitu on laajalti käytössä ilmailuteollisuudessa sen erinomaisen lujuus-painosuhteen ansiosta. Koska hiilikuidulla on niin kaunis ulkonäkö, se sopii erinomaisesti myös lentokoneiden sisätiloihin.
Samoin kuin autojen rakennemateriaaleissa, lentokoneiden valmistuksessa käytetään yleisesti materiaaleja, kuten alumiinia ja terästä. Kaupalliset lentoyhtiöt käyttävät kuitenkin yhä enemmän hiilikuitukomposiitteja kevyempien ja vahvempien runkojen luomiseen. Tämä johtuu siitä, että hiilikuitu on paljon kevyempää kuin teräs, paljon kevyempää kuin alumiini ja paljon vahvempaa, ja sitä voidaan muotoilla mihin tahansa muotoon.
Kuinka vahvoja hiilikuitupaneelit ovat?
Hiilikuitua verrattaessa muihin materiaaleihin, kuten teräkseen ja alumiiniin, otetaan huomioon useita ominaisuuksia. Tässä on joitakin yleisesti vertailussa käytettyjä suorituskykymittareita:
- Kimmokerroin = materiaalin jäykkyys. Jännityksen ja venymän suhde materiaalissa. Materiaalin jännitys-venymä-käyrän kulmakerroin kimmoisella alueella.
- Murtolujuus = Suurin rasitus, jonka materiaali kestää ennen murtumista.
- Tiheys = materiaalin massa tilavuusyksikköä kohti.
- Ominaisjäykkyys = kimmokerroin jaettuna materiaalin tiheydellä, käytetään vertailemaan eri tiheyksisiä materiaaleja.
- Ominaisvetolujuus = vetolujuus jaettuna materiaalin tiheydellä.
Hiilikuitulevyillä on erittäin korkea lujuus-painosuhde, mikä tarkoittaa, että ne ovat paljon vahvempia kuin muut samanpainoiset materiaalit. Esimerkiksi hiilikuidun ominaislujuus on lähes neljä kertaa alumiinin vahvuus, mikä tekee hiilikuitulevyistä ihanteellisen materiaalin moniin sovelluksiin, erityisesti silloin, kun paino on tärkeä tekijä.
Vaikka sekä hiilikuitu että teräs ovat erittäin kestäviä muodonmuutoksia vastaan, teräs on viisi kertaa tiheämpää kuin hiilikuitu. Hiilikuidun painosuhde on lähes kaksinkertainen teräkseen verrattuna.
Yhteenvetona voidaan todeta, että hiilikuitulevy on eräänlainen komposiittimateriaali, jolla on korkea lujuus, kevyt paino ja monipuolinen käyttö. Monilla teollisuudenaloilla hiilikuidun lujuus-painosuhde tarjoaa merkittäviä suorituskykyetuja.
Julkaisun aika: 13. toukokuuta 2022 
