碳纤维管为什么会逐渐取代金属管的应用?

  随着碳纤维生产和加工技术的不断提升,碳纤维管开始逐步地取代金属材料管在工业设备、航空飞行器等多方面的应用,这种更新换代赋予了设备和产品性能的不断提升,本文博实将结合自身的实际情况,对碳纤维管的优势做个简要的说明。

  1. 轻质量高强度

  碳纤维管密度小强度大,与同等型号的钢管相比,可以减少约70%的重量,与同等型号的铝合金管相比,可以减少30%的重量。根据客户的反馈,将碳纤维管应用取代原先的无人机机臂、起落架等部件,不仅可以很好的减少无人机的自重,而且还可以提升无人机运行的稳定性和续航能力。

  2. 可设计性强

  碳纤维复合材料具有可设计性,能够根据管材的实际需要,通过优化的铺层方案增加主方向的刚度、控制热膨胀系数。例如,博实定制的空间望远镜的镜筒,采用一对一订制化铺层方式,通过平行于纤维方向的热膨胀抵消其它方向的热膨胀,使零部件热膨胀系数几近于零。

  3.产品精度更可控

  碳纤维复合材料有多种成型方式,碳纤维管材的尺寸精度、表面质量主要取决于成型工艺以及严格的产品质量管控。良好的工艺水准可以有效减少成品表面的质量缺陷,使之光滑平整,保证尺寸公差。传统金属管件的机械加工具有变形的风险,对一些高精密仪器设备来说,更高的尺寸精度显得尤为重要。用碳纤维管代替之后,尺寸稳定性和精度都得到了明显提升。

  4.使用寿命更长

  碳纤维管耐疲性能好,材料本身的轻质化能够减轻零部件的承重负荷,重量轻摩擦就小,不容易产生较大的挠度,能有效避免关键部位的损伤,降低更换和维修的成本。碳纤维复合材料耐腐蚀性也很强,能抵御一般工业用化学剂的腐蚀(强碱强酸除外),维护保养会比较方便。

  5.振动小

  碳纤维复合材料管的刚度远远高于普通的钢制管,将其用作机械臂,在机器人的长时间运行中,产生的振动较小。江苏博实为空间机器人提供的碳纤维机械臂的定制,与传统的金属机械臂相比,不仅可以减少将近40%的重量,还节省了能耗,延长了机器人的使用寿命。