近年來碳纖維持續熱門，很多行業的領航者都想提前布局碳纖維的應用，以免錯過這個成為技術領先的又一次機會。那為什么大家都想試試碳纖維呢？

這里分析以下幾點原因，供參考：

原因1：

人們考慮使用碳纖維的主要原因是其高剛度重量比，碳纖維非常堅固、非常堅硬并且相對較輕。
材料的剛度是通過其彈性模量來測量的。
碳纖維的模量通常為 34 MSI (234 Gpa)。
碳纖維的極限拉伸強度通常為 600-700 KSI (4-4.8 Gpa)。
與 2024-T3 鋁相比，其模量僅為 10 MSI，極限拉伸強度為 65 KSI，或與 4130 鋼相比，其模量為 30 MSI，極限拉伸強度為 125 KSI。
由于碳纖維材料和加工的改進，還可以提供高模量和超高模量碳纖維或高強度碳纖維。
復合碳纖維部件是碳纖維和樹脂（通常是環氧樹脂）的組合。
碳纖維復合材料部件的強度和剛度將是纖維和樹脂的強度和剛度組合的結果。復合材料零件的局部強度和剛度的大小和方向由層壓板中的局部纖維密度和方向控制。
在工程中，通常根據強度與重量比（比強度）和剛度與重量比（比剛度）來量化結構材料的優勢，特別是在減輕重量與提高性能或降低生命周期成本相關的情況下。
由標準模量平紋碳纖維以平衡且對稱的 0/90 鋪層制成的碳纖維板的彈性彎曲模量約為10 MSI。它的體積密度約為 0.050 磅/立方英寸。因此，該材料的剛度重量比或比剛度為 200 MSI。該板的強度約為 200 MSI。 90 KSI，因此該材料的比強度為 1800 KSI
相比之下，6061 鋁的彎曲模量為 10 MSI，強度為 35 KSI，體積密度為 0.10 磅。這會產生 100 MSI 的比剛度和 350 KSI 的比強度。 4130 鋼的剛度為 30 MSI，強度為 125 KSI，密度為 0.3 lb/in3，這會產生 100 MSI 的比剛度和 417 KSI 的比強度。
材料比剛度比強度
碳纖維   200 MSI   1800 KSI
6061 鋁  100 MSI   350 KSI
4130 鋼  100 MSI   417 KSI
因此，即使是基本的平紋碳纖維面板的比剛度也比鋁或鋼大 2 倍。它的比強度是鋁的 5 倍，是鋼的 4 倍以上。
當人們考慮通過最優化的纖維鋪放定制碳纖維面板剛度的選擇，并考慮利用輕質芯材的夾層結構可能顯著增加剛度時，碳纖維復合材料在各種應用中的優勢顯而易見。具體數字取決于構造和應用的細節，這就需要有設計和研發經驗的廠商提供適合的結構和材料組合。例如，泡沫芯夾層結構在彎曲時具有極高的強度重量比，但在壓縮或壓碎時不一定具有極高的強度重量比。此外，任何組件的載荷和邊界條件對于特定結構來說都是獨特的。因此，如果不仔細考慮所有設計因素，就不可能提供在給定應用中直接替代鋼板的碳纖維板的厚度。這是通過仔細的工程分析和實驗驗證來完成的。
碳纖維設計靈活性的一個例子是沿特定軸定制剛度的梁的定制設計。江蘇優培德的碳纖維管制造方法，以實現沿每個彎曲軸的最佳剛度。此類管的抗彎性能與工字鋼相似，但仍保留了管的高扭轉剛度。

原因2：低熱膨脹
選擇碳纖維的一個重要好處是其隨溫度變化的尺寸穩定性。碳纖維的熱膨脹系數小于每攝氏度百萬分之1.4cm，而鋼的熱膨脹系數為每攝氏度百萬分之9.8cm，鋁的熱膨脹系數為每攝氏度百萬分之1.4cm。

原因3：各向異性特性
在設計復合材料零件時，不能簡單地將碳纖維與鋼、鋁或塑料的性能進行比較。這些材料具有均勻性（所有點的屬性都相同）和各向同性（沿所有軸的屬性都相同）。相比之下，碳纖維部件既不是均勻的也不是各向同性的。在碳纖維部件中，強度沿纖維的軸線分布，因此纖維密度和取向極大地影響機械性能。

因此碳纖維材料性能優勢最大化的運用于產品和功能，其重要因素在于設計制造環節，最大發揮其特性，優培德技術團隊多年實戰于設計研發碳纖維等復合材料產品，可參與前期的B面設計、模具設計等，有任何需求請直接聯系技術支持13968211586.