Tworzywa konstrukcyjne wzmacniane włóknem węglowym to w zasadzie jedna z ciekawszych grup materiałów wykorzystywanych w inżynierii. Ich główną zaletą, absolutnie kluczową w praktyce, jest bardzo wysoka wytrzymałość mechaniczna, zwłaszcza przy zachowaniu niskiej masy. Moim zdaniem, to właśnie dlatego widzimy je w lotnictwie, przemyśle motoryzacyjnym czy w sporcie wyczynowym – tam, gdzie liczy się wytrzymałość przy jak najmniejszym ciężarze. Włókno węglowe dzięki swojej strukturze nadaje kompozytom bardzo dużą odporność na rozciąganie, a także nieco na ściskanie i skręcanie. Z mojego doświadczenia wynika, że standardem jest tutaj stosowanie norm takich jak ISO 1268 czy ASTM D3039 dotyczących badań mechanicznych tworzyw kompozytowych. Warto też pamiętać, że takie materiały charakteryzują się wysoką sztywnością, a przy tym, niestety, nie są zbyt plastyczne – nie odkształcają się łatwo, tylko raczej pękają przy zbyt dużym przeciążeniu. Praktycznie wygląda to tak, że w rowerach wyścigowych, kadłubach samolotów czy elementach robotów przemysłowych stawia się właśnie na te cechy. Trochę żałuję, że w powszechnych zastosowaniach jeszcze nie są tak dostępne, ale to kwestia kosztów. Ostatecznie, wybór kompozytów z włóknem węglowym wynika zawsze z potrzeby uzyskania wysokiej wytrzymałości mechanicznej i niskiej masy – to taka złota zasada branżowa.
W przypadku tworzyw konstrukcyjnych z dodatkiem włókna węglowego często pojawiają się pewne błędne przekonania dotyczące ich właściwości. Duża plastyczność, mimo że pożądana w niektórych aplikacjach, nie jest cechą włókien węglowych ani kompozytów na ich bazie. Wręcz przeciwnie – materiały te są z natury bardzo sztywne, a ich zdolność do trwałych odkształceń bez pękania jest dość ograniczona. Wynika to z samej struktury włókien węglowych, które są bardzo kruche i sztywne. Drugim nieporozumieniem jest wysoka przepuszczalność powietrza – kompozyty te, szczególnie po prawidłowym utwardzeniu i laminowaniu, są praktycznie nieprzepuszczalne dla gazów, co jest pożądane np. w konstrukcjach lotniczych czy sportowych. Wysoka przepuszczalność to raczej domena niektórych tekstyliów technicznych, a nie tworzyw konstrukcyjnych. Również kwestia niskiego zużycia energii podczas przetwórstwa nie jest tutaj prawdziwa – produkcja kompozytów z włóknem węglowym jest dość energochłonna i wymaga specjalistycznych procesów, np. autoklawowania albo infuzji żywicy, co jest skomplikowane i drogie. Z mojego doświadczenia wynika, że te błędne przekonania biorą się najczęściej z uproszczonego rozumienia cech materiałów kompozytowych, gdzie zamiennie traktuje się je jak tworzywa sztuczne o typowych właściwościach, a to zupełnie inna liga pod względem mechaniki materiałów. W praktyce zawsze chodzi o optymalne połączenie wytrzymałości mechanicznej i niskiej masy, co jest standardem w branży konstrukcyjnej, a nie o łatwą obróbkę czy przewiewność materiału.