— ความสามารถอันน่าทึ่งของโพลีเมอร์เสริมคาร์บอนไฟเบอร์
คาร์บอนไฟเบอร์Reinforced Polymer Composites (CFRP) เป็นวัสดุน้ำหนักเบาและแข็งแรงที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์มากมายที่ใช้ในชีวิตประจำวันของเรา เป็นคำที่ใช้อธิบายการเสริมด้วยเส้นใยวัสดุคอมโพสิตที่ใช้คาร์บอนไฟเบอร์เป็นส่วนประกอบโครงสร้างหลัก ควรสังเกตว่า "P" ใน CFRP ยังสามารถย่อมาจาก "พลาสติก" แทน "โพลีเมอร์"
โดยทั่วไป คอมโพสิต CFRP จะใช้เรซินเทอร์โมเซตติง เช่น อีพอกซีโพลีเอสเตอร์หรือไวนิลเอสเตอร์- แม้ว่าเรซินเทอร์โมพลาสติกใช้ในคอมโพสิต CFRP "คอมโพสิตเทอร์โมพลาสติกเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์" มักใช้ตัวย่อของตัวเองว่า คอมโพสิต CFRTP
เมื่อทำงานกับคอมโพสิตหรือภายในอุตสาหกรรมคอมโพสิต สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจคำศัพท์และตัวย่อ ที่สำคัญกว่านั้นคือต้องทำความเข้าใจกับคุณสมบัติของคอมโพสิต FRPและความสามารถของการเสริมกำลังต่างๆ เช่น คาร์บอนไฟเบอร์
คุณสมบัติของคอมโพสิต CFRP
วัสดุคอมโพสิตที่เสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์นั้นแตกต่างจากคอมโพสิต FRP อื่นๆ โดยใช้วัสดุแบบดั้งเดิม เช่น ไฟเบอร์กลาสหรือเส้นใยอะรามิด- คุณสมบัติของคอมโพสิต CFRP ที่เป็นประโยชน์ ได้แก่ :
น้ำหนักเบา:แบบดั้งเดิมคอมโพสิตเสริมใยแก้วโดยใช้ใยแก้วต่อเนื่องที่มีเส้นใยแก้ว 70% (น้ำหนักแก้ว / น้ำหนักรวม) โดยทั่วไปจะมีความหนาแน่น .065 ปอนด์ต่อลูกบาศก์นิ้ว
ในขณะเดียวกัน คอมโพสิต CFRP ที่มีน้ำหนักไฟเบอร์เท่ากัน 70% โดยทั่วไปอาจมีความหนาแน่น 0.055 ปอนด์ต่อลูกบาศก์นิ้ว
ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น:คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ไม่เพียงแต่มีน้ำหนักเบาเท่านั้น แต่คอมโพสิต CFRP ยังมีความแข็งแกร่งและแข็งกว่ามากต่อหน่วยน้ำหนัก สิ่งนี้จะเกิดขึ้นจริงเมื่อเปรียบเทียบคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์กับใยแก้ว แต่จะยิ่งกว่านั้นเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะ
ตัวอย่างเช่น หลักทั่วไปที่ดีในการเปรียบเทียบเหล็กกับคอมโพสิต CFRP ก็คือ โครงสร้างคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีความแข็งแรงเท่ากัน มักจะมีน้ำหนัก 1/5 ของเหล็ก คุณคงจินตนาการได้ว่าทำไมบริษัทยานยนต์จึงหันมาใช้คาร์บอนไฟเบอร์แทนเหล็ก
เมื่อเปรียบเทียบคอมโพสิต CFRP กับอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นหนึ่งในโลหะที่เบาที่สุดที่ใช้ ข้อสันนิษฐานมาตรฐานคือโครงสร้างอะลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงเท่ากันน่าจะมีน้ำหนักมากกว่าโครงสร้างคาร์บอนไฟเบอร์ถึง 1.5 เท่า
แน่นอนว่ามีตัวแปรมากมายที่สามารถเปลี่ยนการเปรียบเทียบนี้ได้ เกรดและคุณภาพของวัสดุอาจแตกต่างกัน และสำหรับวัสดุผสมนั้นกระบวนการผลิตสถาปัตยกรรมไฟเบอร์ และคุณภาพต้องนำมาพิจารณาด้วย
ข้อเสียของคอมโพสิต CFRP
ค่าใช้จ่าย:แม้ว่าวัสดุจะน่าทึ่ง แต่ก็มีเหตุผลว่าทำไมคาร์บอนไฟเบอร์ถึงไม่ได้ใช้ในทุกการใช้งาน ในปัจจุบัน คอมโพสิต CFRP มีข้อจำกัดด้านต้นทุนในหลายกรณี ขึ้นอยู่กับสภาวะตลาดในปัจจุบัน (อุปสงค์และอุปทาน) ประเภทของคาร์บอนไฟเบอร์ (เกรดการบินและอวกาศเทียบกับเชิงพาณิชย์) และขนาดใยพ่วง ราคาของคาร์บอนไฟเบอร์อาจแตกต่างกันอย่างมาก
คาร์บอนไฟเบอร์ดิบในราคาต่อปอนด์อาจมีราคาแพงกว่าไฟเบอร์กลาสถึง 5 เท่าถึง 25 เท่า ความแตกต่างนี้ยิ่งใหญ่กว่าเมื่อเปรียบเทียบเหล็กกับคอมโพสิต CFRP
การนำไฟฟ้า:นี่อาจเป็นทั้งข้อดีของคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ หรือเป็นข้อเสีย ขึ้นอยู่กับการใช้งาน คาร์บอนไฟเบอร์เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้สูง ในขณะที่ใยแก้วเป็นฉนวน มากมายการใช้งานใช้ใยแก้วและไม่สามารถใช้คาร์บอนไฟเบอร์หรือโลหะได้เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าอย่างเคร่งครัด
ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมสาธารณูปโภค ผลิตภัณฑ์จำนวนมากจำเป็นต้องใช้ใยแก้ว นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ว่าทำไมบันไดจึงใช้ใยแก้วเป็นรางบันได หากบันไดไฟเบอร์กลาสสัมผัสกับสายไฟ โอกาสที่ไฟฟ้าช็อตจะต่ำกว่ามาก กรณีนี้จะไม่เป็นเช่นนั้นกับบันได CFRP
แม้ว่าต้นทุนของคอมโพสิต CFRP จะยังคงสูง แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีใหม่ในการผลิตยังคงดำเนินต่อไปเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่คุ้มค่ามากขึ้น หวังว่าในช่วงชีวิตของเรา เราจะสามารถเห็นคาร์บอนไฟเบอร์ที่คุ้มต้นทุนซึ่งใช้ในการใช้งานของผู้บริโภค อุตสาหกรรม และยานยนต์ที่หลากหลาย
เวลาโพสต์: 10-02-23