Betekent vlasvezel het einde van koolstofvezel?

Carbon fiber, beter bekend als koolstofvezel, is een hoogwaardig composiet dat een uitzonderlijk hoge treksterkte combineert met een minimaal gewicht. Synthetische precursoren worden onder extreme temperaturen (ruim boven de 1.000 °C) omgezet in koolstofdraden en vervolgens geweven tot flexibele matten. Deze weefsels worden daarna in een mal met een harsmatrix (meestal epoxy) onder druk uitgehard.

Afhankelijk van de weefstructuur en de harsmatrix kan een koolstofvezelcomponent tot wel 80 procent lichter zijn dan staal, terwijl het aanzienlijk stijver is dan aluminium. Het materiaal kent geen corrosie en is uitstekend hittebestendig.

Vanwege deze superieure gewicht-stijfheidsverhouding wordt koolstofvezel al decennia toegepast in de top van de autosport en de sportwagenindustrie:

·        Structurele componenten: Monocoques en chassisdelen die zorgen voor een ongekende torsiestijfheid en maximale stuurprecisie bij extreme snelheden.

·        Aerodynamica en carrosserie: Achtervleugels, motorkappen en dakpanelen die het zwaartepunt van de auto verlagen en de luchtstroom optimaliseren.

·        Interieur en onderstel: Kuipstoelen, middenconsoles en koolstofkeramische remschijven die het gewicht drastisch terugbrengen.

Scheuren in het imago van carbon fiber

Ondanks zijn technische superioriteit begint het imago van koolstofvezel de laatste jaren scheurtjes te vertonen. De productie van koolstofvezel slurpt energie en gaat gepaard met een enorme CO₂-uitstoot. Bovendien gaat er bij het uitsnijden van de weefselmatten in de fabriek al snel 30 tot 40 procent van het materiaal verloren als snijafval. Ook is echte circulaire recycling tot op heden vrijwel onmogelijk voor koolstofvezel, zonder dat dit ten koste gaat van de materiaalsterkte. 

Voor de sportwageneigenaar wringt de schoen vooral bij schadeherstel. Waar staal en aluminium bij een aanrijding vervormt en vaak te repareren valt, versplintert koolstofvezel bij een impact. Een beschadigde splitter of carrosseriedeel betekent nagenoeg altijd complete vervanging. Dat drijft zowel de onderhoudskosten als de verzekeringspremie voor moderne sportwagens op.

Vlasvezel als serieus alternatief

Autofabrikanten en toeleveranciers zoeken daarom naar materialen met dezelfde voordelen die koolstofvezel biedt, zonder de ecologische en praktische nadelen. Een van de meest veelbelovende alternatieven zijn vlascomposieten.

Bedrijven zoals het Zwitserse Bcomp hebben deze technologie inmiddels naar productieniveau getild. Volgens hun data verlaagt de productie van auto-onderdelen met materialen zoals de ampliTex-serie de CO₂-uitstoot in de fabricagefase met zo'n 80 procent in vergelijking met koolstofvezel. In combinatie met biogebaseerde harsen kan dat voordeel zelfs oplopen tot 96 procent. Daarnaast is het productieafval van vlascomposiet beter te verwerken en te hergebruiken ten opzichte van koolstofvezel.

Ook op het gebied van comfort en veiligheid scoort vlasvezel verrassend goed. Uit rapporten van marktonderzoeksbureau IDTechEx over duurzame autocomposieten blijkt dat vlasvezels een tot wel twee à drie keer betere trillingsdemping bieden dan koolstofvezel. Dit resulteert in minder resonantie en een stiller interieur. Bij een eventueel auto-ongeluk vertoont het materiaal bovendien een gunstiger breukgedrag door niet te versplinteren maar te scheuren. 

Succesvolle voorbeelden van vlascomposiet

Inmiddels wordt vlascomposiet door verschillende sportwagenmerken succesvol toegepast. 

Porsche heeft sinds 2019 voor zijn Porsche 718 Cayman GT4 Clubsport MR een complete carrosseriekit van composietmaterialen op basis van natuurlijke vezels.

BMW maakt sinds 2022 gebruik van de op vlas gebaseerde materialen van Bcomp voor zijn exterieur- en interieuronderdelen, evenals voor onderdelen die voorheen van koolstofvezel werden gemaakt. Het gaat hierbij om onderdelen zoals het dak, de spiegels en diffusors.

Ook Lola gebruikt voor de volledige carrosserie van de T70S een hoogwaardige combinatie van natuurlijke vezels en plataardige hars. Volgens Lola biedt dit materiaal een vergelijkbare stijfheid als glasvezel- en polyestercomposiet, gecombineerd met superieure geluids- en trillingsdemping.

Betekent dit het einde van koolstofvezel?

Voor dragende, zwaar belaste chassisdelen waar de stijfheid-gewichtsverhouding heilig is, blijft  koolstofvezel voorlopig het beste materiaal. 

Wel wordt verwacht dat het duurzame alternatief voor koolstofvezel de komende jaren door steeds meer sportwagenmerken vaker toegepast gaat worden. Het overgrote deel van de koolstofvezel onderdelen op een sportwagen vervult meestal een cosmetische of aerodynamische functie, waarin extreme stijfheid technisch gezien niet eens nodig is.

In combinatie met een betere trillingsdempel en minder gevaarlijke splinters bij een aanrijding kan dit een gunstig effect hebben op de herstelkosten en schadeposten. Vlas vervangt koolstofvezel dus niet volledig, maar dwingt de sportwagenindustrie wel tot een veel slimmere, kritischere materiaalkeuze om ook op termijn relevant te blijven.