碳纤维复合材料在各领域的轻量化应用

  碳纤维最主要的应用形式是作为树脂材料的增强体,所形成的碳纤维增强树脂(CFRP)具有优异的综合性能,与上世纪七十年代,碳纤维复合材料完成了从体育领域向航空航天领域的高端化发展,至此,碳纤维复合材料凭借质轻高强等众多优势在航空航天、轨道交通、高端医疗、汽车制造等众多领域立足,目前已经进入人们生活的方方面面。

  一、航空航天行业

  飞机机身多采用钢、铝、钛等金属和复合材料制成。为减少燃油损失和提高续航能力,减轻机身质量一直是研究人员在飞机设计制造技术中的重大挑战,而碳纤维复合材料在机身中的轻量化应用为研究人员提供了更广的思路。例如,以金属材料为主加上3%的碳纤维复合材料制成的波音767飞机机身质量为60t,将碳纤维复合材料的用量提升到50%时,新型波音767飞机机身质量下降到48t,为节约能源和保护环境做出了巨大的贡献。这一特性,让碳纤维复合材料在无人机的制作中也有着广泛地应用。

  二、医疗器械行业

  碳纤维复合材料在医疗器械中的应用也屡见不鲜,比如在放射医疗中,碳纤维复合材料可以用作放射医疗板、头托和床板的制作,不仅可以减少x射线对病人及医护人员的辐射伤害,并且成像更清晰,更有利于医生对病情的诊断。比如医疗床板、轮椅、担架等,采用金属材料制作太笨重,采用塑料制作容易变形和损坏,使用碳纤维复合材料不仅可以减少重量,而且强度高更经久耐用,能够提高运送病人的效率。

  三、纺织印刷行业

  在纺织和印刷行业,碳纤维复合材料轻量化应用最多的案例就是碳纤维辊轴。碳纤维辊轴与金属材料辊轴相比,可以减少70%的质量,碳纤维复合材料蠕变小,尤其是在开启和停止的时候反应更快,能耗更低,便于提高工作效率。碳纤维辊耐磨性、稳定性、耐化学腐蚀性更好,不用经常更换,可以保证辊轴使用寿命的延长和工作效率的提升。

  四、轨道交通行业

  中国轨道交通事业的发展是全世界有目共睹的,提高动车的速度可以从车身的轻量化进行着手。碳纤维复合材料可以用于动车车厢、驾驶舱、转向架、座椅等部件的制作碳纤维复合材料能够减轻动车整车重量15%-20%,这一方面就能够减少高铁火车的引力,提高其运行速度。

  碳纤维轻量化的优势,在日常生活也有,但是都是属于高端消费品,比如碳纤维行李箱、碳纤维自行车、碳纤维球杆、碳纤维名片盒等。碳纤维产品能够被广泛认可重要的原因就在于其质量非常轻,并且力学性能也有优势。江苏博实碳纤维有着丰富的碳纤维产品生产加工经验,欢迎有轻量化需求的朋友来图加工定制。

 

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