Noha a szakértők körében továbbra is a legmodernebb könnyűszerkezet-erősítési módként van számon tartva a karbonszálas technológia, nehezen képes betörni a tömeggyártás és a tömegpiac területére. Az autóipar, az építőipar és egyéb ágazatok az olcsóbb üvegszálas és természetes szálas technológiákat használják. Ennek fő oka a szénszál esetében felmerülő magas gyártási költség. Ahhoz, hogy széles körben népszerűvé váljon ez a megoldás az említett ágazatokban, jelentős árcsökkenés szükséges.

A német Fraunhofer Intézet kutatói új módszert fejlesztettek ki a karbonszál gyártásához, amely jóval költséghatékonyabb a jelenleg elterjedt és széles körben alkalmazott technológiánál. Ennek lényege a poliakrilonitril szálban rejlik (PAN), amely egy prekurzor anyaga a hagyományos szénszálnak, és amely a gyártási költségek körülbelül felét teszi ki. Ezen prekurzor szálak alapesetben nem olvaszthatók, emiatt drága, oldószeres centrifugálással születnek.

60%-os költségcsökkentés

„Egy olyan alternatívát fejlesztettünk ki a PAN-alapú előanyag technológiához, amely körülbelül 60%-os prekurzor költségcsökkenést eredményez. Nagy vonalakban, ez az olcsó olvasztásos centrifugálásos folyamaton alapszik, speciális, olvasztható PAN kopolimereken, amelyet kifejezetten erre a célra fejlesztettünk ki” – magyarázta Johannes Ganster professzor, a bipolimer-kutató részleg vezetője. „Amint szilárd állapotba hozhatók ezen kopolimerek, a költséghatékony prekurzor szálaik bedolgozhatók a karbonszálakba – éppen úgy, mint a hagyományos és megszokott esetben.”

Az intézet szerint számos gazdasági és ökológiai előnye van az olvasztásos tekercselésnek az oldószeres megoldáshoz képest. Nincsen szükség környezetkárosító oldószerek drága újrahasznosítására például, illetve ezek elhagyásával a tekercseléskor alkalmazott megforgatási sebesség az eredeti sokszorosa lehet a 100%-ban homogén anyagnak köszönhetően.

A prekurzor szálakat stabilizáló és karbonizáló folyamatoknak kell alávetni ahhoz, hogy karbonszálak válhassanak belőlük. Éppen ezért az olvasztva fonott szálaknak szilárd állapotba kell kerülniük. Amint az előstabilizálódás befejeződött, a többszálú fonalat folyamatosan hagyományos stabilizáló kemencébe továbbítják, ahol karbonizálódik egészen 1600 Celsius-fokos hőmérsékleten.