Glavna svrha sendvič pjene od ugljičnih vlakana je spoj sa smolom, metalom, keramikom i drugim matriksom za izradu strukturnog materijala. Kompozitni materijali od epoksidne smole ojačani ugljičnim vlaknima imaju veću specifičnu čvrstoću i sveobuhvatne indekse specifičnog modula među postojećim konstrukcijskim materijalima. U područjima sa strogim zahtjevima kao što su gustoća, krutost, težina, karakteristike zamora itd., u prilikama koje zahtijevaju visoku temperaturu i visoku kemijsku stabilnost, sendvič pjena od karbonskih vlakana ima prednosti.
Ugljična vlakna proizvedena su ranih 1950-ih kao odgovor na potrebe vrhunske znanosti i tehnologije kao što su rakete, zrakoplovstvo i zrakoplovstvo, a naširoko se koriste u sportskoj opremi, tekstilu, kemijskim strojevima i medicini. Sa sve strožim zahtjevima vrhunske tehnologije na tehničke performanse novih materijala, znanstveni i tehnološki radnici neprestano teže poboljšanju. Početkom 1980-ih, karbonska vlakna visokih i ultra visokih performansi pojavljuju se jedno za drugim, što je bio još jedan skok u tehnologiji, a također je označilo da su istraživanje i proizvodnja karbonskih vlakana ušli u naprednu fazu.
Kompozitni materijal sastavljen od ugljičnih vlakana i epoksidne smole postao je zrakoplovni materijal zbog male specifične težine, dobre krutosti i velike čvrstoće. Budući da je svaki kilogram težine svemirske letjelice smanjen, raketa-nosač može se smanjiti za 500 kilograma. Stoga postoji utrka za usvajanje naprednih kompozitnih materijala u zrakoplovnoj industriji. Postoji lovac za okomito polijetanje i slijetanje, a kompozitni materijal od karbonskih vlakana koji se koristi u njemu čini 1/4 težine cijelog zrakoplova i 1/3 težine krila.
Prema izvješćima, ključne komponente triju raketnih potisnika na američkom svemirskom brodu, kao i lansirna cijev za projektile MX, izrađene su od naprednih kompozitnih materijala od karbonskih vlakana. F1 (Svjetsko prvenstvo Formule 1) trkaći automobil, većina strukture karoserije izrađena je od materijala od karbonskih vlakana. Velika prodajna prednost vrhunskog sportskog automobila je korištenje ugljičnih vlakana po cijeloj karoseriji za poboljšanje aerodinamike i čvrstoće strukture.
Karbonska vlakna se mogu preraditi u tkanine, filc, prostirke, remenje, papir i druge materijale. U tradicionalnoj uporabi, ugljična vlakna se općenito ne koriste sama osim kao toplinski izolacijski materijal, a uglavnom se dodaju smoli, metalu, keramici, betonu i drugim materijalima kao materijal za pojačanje kako bi se formirao kompozitni materijal. Kompozitni materijali ojačani ugljičnim vlaknima mogu se koristiti kao konstrukcijski materijali zrakoplova, elektromagnetski zaštitni i antistatički materijali, umjetni ligamenti i drugi materijali za zamjenu tijela, kao i u proizvodnji kućišta raketa, motornih čamaca, industrijskih robota, automobilskih lisnatih opruga i pogonskih osovina, itd.
