Wie wir alle wissen, handelt es sich bei Kohlenstofffasern um ein Strangmaterial. Je nach Größe des Strangs innerhalb der Faser können Kohlenstofffasern in kleine Strangfasern (Anzahl der Stränge kleiner oder gleich 24K) und große Strangfasern (Anzahl der Stränge > 24K) unterteilt werden, wobei K für tausend Monofilamente im Strang steht. Beispielsweise bedeutet Kohlenstofffaser der Spezifikation 3K, dass sich in jedem Strang 3.000 Monofilamente befinden, und Kohlenstofffaser der Spezifikation 12K bedeutet, dass sich in jedem Strang 12.000 Monofilamente befinden. Beispielsweise bedeutet Kohlenstofffaser der Spezifikation 3K 3.000 Monofilamente pro Strang, während Kohlenstofffaser der Spezifikation 12K 12.000 Monofilamente pro Strang bedeutet.
Je nach Vorläuferquelle variiert der Durchmesser jedes Monofilaments im Kohlenstofffaserkabel. Beispielsweise beträgt der Monofilamentdurchmesser von pechbasierten Kohlenstofffasern mehr als 10 μm, während der Monofilamentdurchmesser von PAN-basierten Kohlenstofffasern 5-8 μm beträgt und der Kohlenstoffgehalt etwa 95 % beträgt. Bei hochmoduligen PAN-basierten Kohlenstofffasern kann der Durchmesser der Monofilamente nur 4,5 μm betragen und der Kohlenstoffgehalt kann über 99 % betragen.
In diesem Dokument werden die Hauptmerkmale und typischen Anwendungen von Kohlenstofffasern unterschiedlicher Spezifikationen wie 1K, 2K, 3K, 6K usw. kurz vorgestellt.
1K Kohlefaser
1K-Kohlefaser: Dies ist eine sehr seltene Faser, sie ist leichter als andere Fasern und sehr teuer. Sie wird hauptsächlich zur Oberflächenveredelung verwendet. Die meisten Unternehmen können nicht einmal die Spannung innerhalb des Gewebes berechnen. Die ungefähre Fadendichte beträgt 66 g/1000 m.
2K Kohlefaser
2K-Kohlefaser: Dies ist die seltenste Kohlefaser auf dem Markt und wird derzeit von nicht mehr als zwei Kohlefaserherstellern weltweit hergestellt. Sie verleiht Kohlefaserplatten perfekte Steifigkeit, geringes Gewicht und gute vertikale Nachgiebigkeit (Komfort), ist aber auch sehr teuer.
3K Kohlefaser
3K-Kohlefaser: die beliebteste und gebräuchlichste Art von Kohlefaser. Sie verleiht Kohlefaserplatten einen klassischen Kohlefaser-Look. 3K ist das Arbeitspferd der Kohlefaser, es ist leicht, relativ stark und einfach herzustellen. 3K hat eine höhere Bruchdehnung und Zugfestigkeit als 6K, 9K oder 12K.
Da 3K-Fasern dünnere Stränge haben, können sie zum Weben dünnerer Stoffe als 12K-Fasern und zum Wickeln dünner Röhren mit feinen Filamenten verwendet werden. Sie werden hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt, der Industrie, im Bauwesen sowie bei Sport- und Freizeitartikeln verwendet und haben eine typische Drahtdichte von 198 g/1000 m.
6K Kohlefaser
6K-Kohlefaser: 6K ist leichter zu infiltrieren und hat eine bessere Drapierung als 12K. Sie wird in der Luft- und Raumfahrt, zur Verstärkung von Konstruktionen, zur Fahrzeugmodifikation usw. verwendet. Die lineare Dichte beträgt 396 g/1000 m.
12K Kohlefaser
12K-Kohlefaser: Die meisten Kohlefaserhersteller verwenden wahrscheinlich 12K, um Kosten zu sparen, da 12K-Gewebe billiger sind als andere K-Gewebe. 12K ist einfacher herzustellen, erfordert weniger Arbeit und ist billiger. Es hat eine höhere Zugfestigkeit, ist aber für einige Strukturen in Fahrrädern nicht geeignet. Es wird hauptsächlich für Militär-, Industrierobotik- und wissenschaftliche Geräte verwendet und hat eine lineare Dichte von 800 g/1000 m.
24K und 48K Kohlefaser
24K- und 48K-Kohlefaser: Überwiegend wird Kohlefaser in Industriequalität verwendet, daher wird sie vor allem bei der Herstellung von Filtern, Isolierungen, zum Nähen von Arbeitskleidung, Polstermöbeln und zur Matratzenherstellung eingesetzt.
