Hlavným účelom sendvičovej peny z uhlíkových vlákien je spojenie so živicou, kovom, keramikou a inou matricou, aby sa vytvoril konštrukčný materiál. Kompozitné materiály z epoxidovej živice vystužené uhlíkovými vláknami majú medzi existujúcimi konštrukčnými materiálmi vyššiu špecifickú pevnosť a komplexné indexy špecifického modulu. V oblastiach s prísnymi požiadavkami, ako je hustota, tuhosť, hmotnosť, únavové charakteristiky atď., V prípadoch vyžadujúcich vysokú teplotu a vysokú chemickú stabilitu má sendvičová pena z uhlíkových vlákien výhody.
Uhlíkové vlákno bolo vyrobené na začiatku 50. rokov 20. storočia v reakcii na potreby špičkovej vedy a techniky, ako sú rakety, letectvo a kozmonautika, a je tiež široko používané v športovom vybavení, textíliách, chemických strojoch a medicíne. So stále prísnejšími požiadavkami špičkových technológií na technický výkon nových materiálov sa vedeckí a technologickí pracovníci neustále snažia zlepšovať. Začiatkom osemdesiatych rokov sa vysokovýkonné a ultravýkonné uhlíkové vlákna objavovali jeden po druhom, čo bol ďalší technologický skok a tiež znamenalo, že výskum a výroba uhlíkových vlákien vstúpili do pokročilého štádia.
Kompozitný materiál zložený z uhlíkových vlákien a epoxidovej živice sa stal leteckým materiálom vďaka svojej malej špecifickej hmotnosti, dobrej tuhosti a vysokej pevnosti. Pretože sa zníži každý kilogram hmotnosti kozmického dopravného prostriedku, nosná raketa sa môže znížiť o 500 kilogramov. Preto existuje závod o prijatie pokročilých kompozitných materiálov v leteckom priemysle. Je tu stíhačka s vertikálnym vzletom a pristátím a kompozitný materiál z uhlíkových vlákien, ktorý je v nej použitý, predstavuje 1/4 hmotnosti celého lietadla a 1/3 hmotnosti krídla.
Podľa správ sú kľúčové komponenty troch raketových motorov na americkom raketopláne, ako aj odpaľovacia trubica rakiet MX, vyrobené z pokrokových kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien. Závodné auto F1 (World Formula One Championship), väčšina konštrukcie karosérie je vyrobená z materiálov z uhlíkových vlákien. Veľkou devízou špičkového športového auta je použitie uhlíkových vlákien po celej karosérii na zlepšenie aerodynamiky a konštrukčnej pevnosti.
Uhlíkové vlákna možno spracovať na tkaniny, plsti, rohože, pásy, papier a iné materiály. Pri tradičnom použití sa uhlíkové vlákna vo všeobecnosti nepoužívajú samostatne, s výnimkou tepelnoizolačného materiálu, a väčšinou sa pridávajú do živice, kovu, keramiky, betónu a iných materiálov ako výstužný materiál na vytvorenie kompozitného materiálu. Kompozitné materiály vystužené uhlíkovými vláknami možno použiť ako konštrukčné materiály lietadiel, elektromagnetické tienenie a antistatické materiály, umelé väzivá a iné materiály nahrádzajúce telo, ako aj pri výrobe plášťov rakiet, motorových člnov, priemyselných robotov, automobilových listových pružín a hnacích hriadeľov, atď.
