Ano ang Carbon Fiber at ang Mga Aplikasyon Nito

Baka marinig ka tungkol sa Carbon Fiber, o ginagamit mo na, sa panahon ngayon, hindi na ito masyadong mahal na materyal, mula sa industriya hanggang sa ating buhay, makikita na natin ang mga produktong carbon fiber kahit saan. Dahil sa mga superyor na katangian nito, ang carbon fiber ay ginagamit sa patuloy na lumalawak na hanay ng mga aplikasyon. Ngayon, iniimbitahan ka ng Sinofibre na tuklasin ang kamangha-manghang mundo ng carbon fiber.

Ano ang Carbon Fiber?

Ang mga carbon fiber ay ginawa mula sa mga precursor tulad ng polyacrylonitrile (PAN) at rayon. Ang mga precursor fiber na ito ay sumasailalim sa chemical treatment, heating, at stretching, na sinusundan ng carbonization upang lumikha ng mga high-strength fibers. Sa nilalaman ng carbon na lampas sa 90%, ipinagmamalaki ng carbon fiber ang mga pambihirang bentahe sa pagganap, kabilang ang mataas na temperatura na resistensya, mataas na lakas, at corrosion resistance.

Proseso ng Produksyon para sa Carbon Fiber

Ang paggawa ng carbon fiber ay karaniwang nagsasangkot ng ilang mahahalagang hakbang:

Pag-ikot: Pag-convert ng mga precursor na materyales (tulad ng polyacrylonitrile – PAN) sa mga hibla.

Pagpapatatag: Pag-init ng mga hibla upang patatagin ang istruktura ng molekular.

Carbonization: Pagpapailalim sa mga na-stabilize na fibers sa mataas na temperatura (mahigit sa 1000°C) sa isang hindi gumagalaw na kapaligiran upang alisin ang mga hindi carbon na elemento.

Paggamot sa Ibabaw: Pinapahusay ang mga katangian ng pagbubuklod ng mga hibla.

Pagsusukat: Paglalagay ng proteksiyon na patong sa mga hibla upang mapabuti ang paghawak at pagproseso.

Paghahabi: Paghahabi ng mga carbon fiber sa iba't ibang pattern (hal., plain weave, twill weave, satin weave o Unidirectional weave) upang lumikha ng carbon fiber na tela. Napakahalaga ng hakbang na ito para sa mga application na nangangailangan ng mga partikular na katangian ng lakas ng direksyon.

Prepreg: Impregnating ang hinabing carbon fiber na tela na may resin upang makagawa ng mga prepreg na materyales. Ang mga prepreg ay handa nang gamitin na mga composite na materyales na nagsisiguro ng pare-parehong pamamahagi ng resin at pinakamainam na fiber wet-out.

Mga Hugis ng Mga Produktong Carbon Fiber

Dahil sa magandang flexible property nito, ang carbon fiber ay maaaring hubugin sa iba't ibang anyo gamit ang iba't ibang pamamaraan, kadalasang kinabibilangan ng:

Carbon Fiber Sheets: Compression o Autoclave technique

Carbon Fiber Tubes: Roll molding technique

Carbon Fiber Rods: Pultrusion technique

Mga Bahagi ng Carbon Fiber: Pagputol mula sa CNC router o Compression technique

Para sa detalyadong impormasyon sa mga diskarteng ito, i-click ang kaukulang link sa itaas.

Mga Katangian

Ang mga produkto ng carbon fiber ay may maraming mga katangian, gusto ito ng mga tao dahil ang mga pangunahing katangian nito:

Mataas na lakas: Ang carbon fiber ay limang beses na mas malakas kaysa sa bakal at dalawang beses na mas matigas, ngunit ito ay mas magaan. Ginagawa nitong perpekto para sa mga application kung saan binabawasan ang timbang na may mataas na lakas

Magaan: Ang density ng mga produktong carbon fiber ng Sinofibre ay 1.6 -1.8 g/cm³, mas magaan ito kaysa sa mga metal tulad ng aluminum (2.7 g/cm³), tanso (8.9 g/cm³), at bakal (7.8 g/cm³). ang pagbabawas ng timbang nito ay nangangahulugan ng pagtitipid ng gasolina at pinahusay na pagganap.

Super High Tensile Strength: Ang carbon fiber ay nagpapakita ng tensile strength na karaniwang nasa hanay na 3,500 hanggang 6,000 MPa (Batay sa grado mula T300 – T800), mas mataas ito kaysa sa aluminum (400-550 MPa), tanso (210 MPa), at bakal (500-1,200 MPa).

High Stiffness: Ang modulus ng elasticity ng carbon fiber ay humigit-kumulang 240 GPa, na mas mataas kaysa sa aluminum (69 GPa), tanso (110-128 GPa), at maihahambing sa bakal (200 GPa), na ginagawa itong kakaibang matibay at lumalaban sa deformation.

Thermal Resistance: Ang carbon fiber ay maaaring makatiis sa mga temperaturang higit sa 1,000°C nang hindi nawawala ang lakas nito, hindi katulad ng mga metal na maaaring humina o matunaw sa mataas na temperatura.

Paglaban sa Kemikal: Ito ay lumalaban sa kaagnasan at pag-atake ng kemikal, hindi katulad ng mga metal na maaaring masira kapag nalantad sa kahalumigmigan at mga kemikal.

Fatigue Resistance: Ang carbon fiber ay nagpapakita ng mahusay na fatigue resistance, pinapanatili ang mga mekanikal na katangian nito sa ilalim ng cyclic loading na kondisyon na mas mahusay kaysa sa maraming mga metal.

Mababang Thermal Expansion: Ito ay may napakababang koepisyent ng thermal expansion, ibig sabihin, hindi ito lumalawak o kumukontra nang malaki sa mga pagbabago sa temperatura, na tinitiyak ang dimensional na katatagan.

丨Paghahambing sa Iba Pang Materyal

Ari-arian	Carbon Fiber	bakal	aluminyo	tanso	Titanium
Densidad (g/cm³)	1.6	7.8	2.7	8.9	4.5
Lakas ng Tensile (MPa)	3,500 – 6,000	500 – 1,200	400 – 550	210	900 – 1,200
Modulus of Elasticity (GPa)	240	200	69	110-128	110
Thermal Conductivity (W/mK)	5-10	50	235	400	22
Paglaban sa Kaagnasan	Mahusay	mahirap	Mabuti	mahirap	Mahusay
Paglaban sa Pagkapagod	Mahusay	Mabuti	Mabuti	Patas	Mahusay

Mga Aplikasyon ng Mga Produktong Carbon Fiber

Tulad ng nabanggit namin sa simula, ang presyo ng carbon fiber ay mas mababa kaysa dati, kaya ito ay ginamit sa parami nang parami:

UAV / Drone

Karamihan sa UAV o Drone ay gawa sa carbon fiber plate at tube dahil mayroon itong magaan, mataas na lakas na mga katangian, nagpapahusay sa pagganap at kahusayan ng flight, upang makakuha ng mas mataas na buhay ng baterya.

Mga Gamit sa Palakasan

Dahil sa magaan at matibay na maaaring mapahusay ang pagganap ng mga tool, parami nang parami ang mga tool na gawa sa carbon fiber, tulad ng Mga Bisikleta, Tennis racket, Golf club, Fishing rod at Paddle atbp.

Sasakyan

Ito rin ay dahil sa magaang timbang at mataas na lakas nito, na nag-aambag sa mas mahusay na kahusayan at pagganap ng gasolina.

Industriya ng Aerospace

Sa aerospace, ang carbon fiber ay mahalaga para sa pagbabawas ng bigat ng sasakyang panghimpapawid at spacecraft, na humahantong sa pinahusay na kahusayan at pagganap ng gasolina. Nakikinabang ang mga bahagi tulad ng mga fuselage, pakpak, at mga istruktura ng satellite mula sa magaan at mataas na lakas nitong mga katangian. Gayunpaman, ang grado ay mas mataas kaysa sa karaniwang carbon fiber. Kung nais mong malaman ang higit pang grado tungkol sa grado ng carbon fiber, mangyaring sumangguni sa aking post<What is T300, T700 and T800 Carbon Fiber>

Medikal na Larangan

Sa larangang medikal, ginagamit ang carbon fiber sa mga prosthetics, orthotic device, at medical imaging equipment dahil sa lakas nito, magaan ang timbang, at radiolucency (transparency sa X-ray).

Enerhiya ng Hangin

Ang mga wind turbine blades na gawa sa carbon fiber ay mas mahusay at matibay kaysa sa tradisyunal na isa tulad ng Fiberglass, na humahantong sa mas mahusay na pagkuha ng enerhiya at nabawasan ang mga gastos sa pagpapanatili.

Kinabukasan ng Carbon Fiber

Sa pamamagitan ng mga teknolohikal na tagumpay ay binabawasan ang mga gastos sa pagmamanupaktura at hilaw na materyal, ang carbon fiber ay nagiging mas naa-access at abot-kaya. Parami nang parami ang materyal na mababago sa mga produktong carbon fiber na may mataas na lakas, na magpapalawak sa mga aplikasyon at accessibility nito.

Konklusyon

Ang carbon fiber ay isang kapansin-pansin at bagong materyal na may mga natatanging katangian at malawak na hanay ng mga aplikasyon. Ito ay naging mas at mas popular higit sa lahat dahil sa kanyang magaan, Flexible, Superior mataas na tensile lakas, na maaaring makatipid ng enerhiya at mapahusay ang mga katangian. Habang umuunlad ang teknolohiya, ang carbon fiber ay walang alinlangan na magiging malawak na hanay ng materyal sa hinaharap.