Gerichte sterkte bij koolstofvezelweefsel

Hoe vezeloriëntatie de sterkte stuurt

Gerichte sterkte ontstaat doordat koolstofvezels in een weefsel niet alle richtingen evenveel ondersteunen. Bij een unidirectioneel weefsel liggen de vezels parallel, zodat de trekkracht vrijwel volledig langs die as wordt opgenomen. De elasticiteitsmodulus ligt dan richting 270 GPa en de treksterkte rond 5.000 MPa voor een product als de Koolstofvezelweefsel CPLY SPU -45 – 200g/m² CT 3,4. Die hoge waarden gelden vooral in de hoofdrichting; haaks daarop is het laminaat bewust minder stijf.

Unidirectioneel, biaxiaal of triaxiaal

De materiaalkeuze hangt af van de belasting die je verwacht. Een unidirectioneel weefsel is logisch wanneer er één dominante krachtrichting is, bijvoorbeeld bij een strip of ligger die vooral op trek wordt belast.

• Unidirectioneel: maximale gerichte stijfheid voor één belastingrichting
• Biaxiaal: verdeelt de sterkte over twee oriëntaties, bijvoorbeeld 0° en 45°
• Triaxiaal: biedt een bredere sterkteverdeling met 0°, +45° en -45°

Je kiest dus niet alleen op basis van maximale waarden, maar ook op basis van hoe de krachten door de constructie lopen.

Wanneer gerichte sterkte belangrijk is

Gerichte sterkte is vooral zinvol bij structurele versterking waar je gewicht wilt besparen en de belasting duidelijk is. Denk aan dunne profielen, verstevigingsstroken of onderdelen voor luchtvaart, architectuur, scheepsbouw en transport. In dat soort toepassingen wil je de sterkte niet overal gelijk verdelen, maar precies daar leggen waar de spanning het hoogst is.

Voor de verwerking combineer je het weefsel bij voorkeur met een epoxyhars en technieken zoals handlamineren, vacuüminfusie of RTM. Houd daarbij de vezelrichting nauwkeurig aan, want een kleine verdraaiing verandert de effectieve stijfheid al merkbaar.