Η πλάκα από ανθρακονήματα είναι ένα δομικό υλικό που παρασκευάζεται από σύνθετο υλικό που αποτελείται από ίνες άνθρακα και ρητίνη. Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του σύνθετου υλικού, το προϊόν που προκύπτει είναι ελαφρύ αλλά ταυτόχρονα ισχυρό και ανθεκτικό.
Προκειμένου να προσαρμοστούν σε εφαρμογές σε διαφορετικούς τομείς και βιομηχανίες, όπως η αεροδιαστημική, η αυτοκινητοβιομηχανία κ.λπ., τα φύλλα από ανθρακονήματα θα έχουν επίσης πολλούς διαφορετικούς τύπους. Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε πιο προσεκτικά πού εφαρμόζονται τα φύλλα από ανθρακονήματα και πόσο ισχυρά είναι σε σύγκριση με άλλα υλικά.
Σε ποιες περιοχές θα χρησιμοποιηθούν πάνελ από ανθρακονήματα;
Τα φύλλα και οι μεμβράνες από ανθρακονήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μια ευρεία γκάμα βιομηχανιών, όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, η αεροδιαστημική, τα μουσικά όργανα, τα αθλητικά είδη και οι ιατρικές συσκευές.
Στην αυτοκινητοβιομηχανία, τα φύλλα από ανθρακονήματα χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση εξαρτημάτων αυτοκινήτων, όπως πόρτες, καπό, προφυλακτήρες, φτερά και ράγες οροφής. Οι αυτοκινητοβιομηχανίες χρησιμοποιούν συχνά χάλυβα για την κατασκευή αυτών των εξαρτημάτων. Ο χάλυβας, αν και φθηνότερος, είναι πολύ βαρύτερος από τις ανθρακονήματα. Για να γίνουν οχήματα όπως τα αγωνιστικά αυτοκίνητα ελαφρύτερα, τα φύλλα από ανθρακονήματα χρησιμοποιούνται συχνά για την αντικατάσταση πολλών χαλύβδινων εξαρτημάτων.
Στην αεροδιαστημική βιομηχανία, τα φύλλα από ανθρακονήματα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή εξαρτημάτων αεροσκαφών, όπως πάνελ ατράκτου, επιφάνειες ελέγχου και άκρα φτερών. Τα εξαρτήματα που προκύπτουν είναι ελαφριά, αλλά στιβαρά. Οι ίνες άνθρακα υιοθετούνται ευρέως από την αεροδιαστημική βιομηχανία λόγω της ανώτερης αναλογίας αντοχής προς βάρος. Επειδή οι ίνες άνθρακα έχουν τόσο όμορφη εμφάνιση, είναι επίσης ιδανικές για εσωτερικούς χώρους αεροσκαφών.
Όπως και τα δομικά υλικά των αυτοκινήτων, υλικά όπως το αλουμίνιο και ο χάλυβας χρησιμοποιούνται συνήθως για την κατασκευή αεροσκαφών. Ωστόσο, οι εμπορικές αεροπορικές εταιρείες χρησιμοποιούν όλο και περισσότερο σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα για να δημιουργήσουν ελαφρύτερα και ανθεκτικότερα σκελετά αεροσκαφών. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ανθρακονήματα είναι πολύ ελαφρύτερα από τον χάλυβα, πολύ ελαφρύτερα από το αλουμίνιο και πολύ ισχυρότερα, και μπορούν να διαμορφωθούν σε οποιοδήποτε σχήμα.
Πόσο ανθεκτικά είναι τα πάνελ από ανθρακονήματα;
Κατά τη σύγκριση των ινών άνθρακα με άλλα υλικά όπως ο χάλυβας και το αλουμίνιο, λαμβάνονται υπόψη ορισμένες ιδιότητες. Ακολουθούν ορισμένες μετρήσεις απόδοσης που χρησιμοποιούνται συνήθως για σύγκριση:
- Μέτρο ελαστικότητας = ακαμψία του υλικού. Ο λόγος τάσης προς παραμόρφωση σε ένα υλικό. Η κλίση της καμπύλης τάσης-παραμόρφωσης του υλικού στην ελαστική περιοχή.
- Μέγιστη αντοχή σε εφελκυσμό = Η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει ένα υλικό πριν σπάσει.
- Πυκνότητα = μάζα υλικού ανά μονάδα όγκου.
- Ειδική ακαμψία = μέτρο ελαστικότητας διαιρούμενο με την πυκνότητα του υλικού, που χρησιμοποιείται για τη σύγκριση υλικών με διαφορετικές πυκνότητες.
- Ειδική αντοχή σε εφελκυσμό = αντοχή σε εφελκυσμό διαιρούμενη με την πυκνότητα του υλικού.
Τα φύλλα από ανθρακονήματα έχουν πολύ υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος, πράγμα που σημαίνει ότι είναι πολύ πιο ανθεκτικά από άλλα υλικά του ίδιου βάρους. Για παράδειγμα, τα ανθρακονήματα έχουν ειδική αντοχή σχεδόν 4 φορές μεγαλύτερη από αυτή του αλουμινίου, γεγονός που καθιστά τα φύλλα από ανθρακονήματα ιδανικό υλικό για μια ποικιλία εφαρμογών, ειδικά όταν το βάρος είναι ένας σημαντικός παράγοντας.
Ενώ τόσο οι ίνες άνθρακα όσο και ο χάλυβας είναι πολύ ανθεκτικοί στην παραμόρφωση, ο χάλυβας είναι 5 φορές πυκνότερος από τις ίνες άνθρακα. Η αναλογία βάρους προς βάρος των ινών άνθρακα είναι σχεδόν διπλάσια από αυτή του χάλυβα.
Συνοψίζοντας, η πλάκα από ανθρακονήματα είναι ένα είδος σύνθετου υλικού με υψηλή αντοχή, ελαφρύ βάρος και ευελιξία. Σε πολλές βιομηχανίες, η αναλογία αντοχής προς βάρος των ινών άνθρακα παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα απόδοσης.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Μαΐου 2022 
