机织碳纤维：实际应用的演变

投稿专栏 • 2022年12月15日 13:30 • 阅读 5842

坚固、轻便、坚硬的编织碳纤维已在制造业中使用多年。机织碳纤维包括人造丝和聚丙烯腈（PAN）等碳纤维前身，经化学加热、处理、拉伸和碳化处理而成。因此，制造出深受制造业工程师和设计师欢迎的高强度纤维。

让我们更详细地研究一下这种物质……

碳纤维的制造

由耐用且细的结晶碳丝制成，当像纱线一样编织在一起时，会增加强度。然后，将纱线编织在一起形成可以铺在模具上并涂上树脂或塑料的布。

碳纤维根据它们具有多少碳丝来计费，例如3k、6k、12k和15k。最常见的组织是平纹组织、综缎和斜纹组织。其他不太常见的编织有鱼纹编织、单向编织、辫子编织和定制编织。

除了强度之外，碳纤维的优点还包括它坚硬、低重量强度比、高抗拉强度、耐高温和耐化学品，以及低热膨胀。由于这些综合特性，它在制造业中很受欢迎。

此外，碳纤维可以提高当今汽车的燃油经济性，因为与重型汽车相比，轻型汽车加速所需的能量更少。如果制造商将汽车重量减轻 10%，则燃油经济性可提高 8% 。

由于重量轻、耐温、强度高和刚性好，军事航天工业首先使用了这种碳纤维。由于高强度重量比，它们在历史上也被用于制造结构性车辆部件。这包括行李箱、引擎盖、行李箱扰流板和前唇扰流板。

以汽车制造为例，编织碳纤维早已被 F1 使用 30 多年，并用于超级跑车制造。MP4/1 是第一款采用碳纤维底盘的 F1 赛车。

如今，奥迪、丰田、福特、奥迪等主流汽车制造商都在制造中使用编织碳纤维。特别是为了减轻重量和质量，用碳纤维复合材料代替钢部件。碳纤维编织物的常见用途示例包括挡泥板、行李箱盖、引擎盖和底盘。