Преимущества углеродного волокна в аэрокосмической промышленности

В 2020 году мировой рынок углеродного волокна достиг 3,7 миллиарда долларов и, как ожидается, вырастет до 8,9 миллиарда долларов к 2031 году.

Углеродное волокно обладает рядом характеристик, которые делают его одним из самых полезных и универсальных материалов, доступных сегодня.

Использование углеродного волокна может дать много преимуществ. Чтобы узнать почему, продолжайте читать.

Что такое углеродное волокно

Углеродное волокно - это полимер, состоящий из переплетенных волокон. Эти волокна состоят из прядей диаметром примерно 5–10 микрометров - меньше, чем у человеческого волоса.

Когда эти волокна сплетаются вместе, получается ткань из углеродного волокна. Затем ткань можно положить на форму и покрыть смолой или пластиком, чтобы придать ей постоянную форму.

Преимущества углеродного волокна

Сила

Пожалуй, самой известной характеристикой углеродного волокна является его прочность. Обычно я могу иметь предел прочности на разрыв около 500 тысяч фунтов на квадратный дюйм (3,5 ГПа).

Для сравнения:сталь и алюминий обычно имеют предел прочности на растяжение 65 тысяч фунтов на квадратный дюйм и 125 тысяч фунтов на квадратный дюйм соответственно.

Вес

Прочность углеродного волокна уже впечатляет, но с учетом веса оно действительно начинает выделяться.

Что касается металлов, у алюминия одно из лучших соотношений прочности к весу. Углеродное волокно значительно прочнее алюминия и весит примерно на 40% меньше.

Это делает его невероятно полезным материалом в аэрокосмической промышленности, поскольку прочность и вес являются двумя наиболее важными факторами при разработке деталей самолетов.

Самолет, в котором используется углеродное волокно вместо алюминия, может весить на 20% меньше. Легкий материал означает лучшую топливную экономичность, и, по оценкам, на каждый уменьшенный килограмм можно сэкономить около 1 миллиона долларов в течение всего срока службы самолета.

Аэродинамика

Производственный процесс позволяет деталям из углеродного волокна быть очень сложными, но при этом очень гладкими. Следовательно, детали можно лучше оптимизировать с точки зрения аэродинамики.

Это помогает повысить топливную эффективность и означает, что самолет в целом будет быстрее. Жесткость также идеальна для изготовления самолетов со стреловидным крылом в коммерческих самолетах. Это уменьшило лобовое сопротивление и может снизить расход топлива до 5%.

Коррозионная стойкость

Сталь содержит железо, которое делает некоторые виды изделий восприимчивыми к ржавчине. Алюминий не ржавеет, но при длительном воздействии влаги и других внешних элементов может начать коррозию.

Что очень полезно для аэрокосмических приложений, а также для других целей, так это то, что углеродное волокно полностью устойчиво как к ржавчине, так и к коррозии.

Общие приложения

Благодаря своим многочисленным преимуществам углеродное волокно стало обычным материалом для использования в нескольких областях:

• Самолет
• Спортивные товары (теннисные ракетки, хоккейные клюшки, клюшки для гольфа, луки и стрелы для стрельбы из лука и т. д.)
• Лопасти ветряных турбин
• Автомобильная промышленность (Формула 1, NASCAR и элитные автомобили).
• Медицинское оборудование (рентгеновское оборудование и оборудование для визуализации и протезы конечностей).

Помимо механических свойств, иногда углеродное волокно используется просто для его внешнего вида. Это чаще всего встречается в автомобилях высокого класса.

Что вам нужно

Использование углеродного волокна может помочь во многих отношениях. SMI Composites - производитель высококачественных запчастей и экспертных услуг.

SMI позаботится о больших или малых объемах заказов.

Заинтересованы сделать заказ? Есть вопросы? Поэтому не стесняйтесь обращаться к нам. Свяжитесь с нами, нажав здесь.