碳纖維管:工業機械設備的“新寵”
越來越多的工業設備及科技、民用類產品開始大量采用碳纖維管替代傳統金屬材料管,這種更新換代賦予了設備或產品哪些新的競爭力?碳纖維復合材料可以為管材類部件帶來哪些方面的性能提升?國內較早實現碳纖維管材批量化生產的碳纖維零部件制造商智上新材料科技有限公司結合自身產品的實際應用情況,對碳纖維管的優勢予以以下說明。

1. 有利于提升機械設備的生產效率:
碳纖維復合材料密度小、強度大,與同型號的鋼制管體相比,能減重70%左右,與同型號的鋁合金管體相比,能減重約30%。智上新材料根據客戶要求,采用這種材料制作造紙機設備上的輥筒,在應用中不僅能有效減輕設備的自重,還大幅度地減小了輥體的運動慣量,有利于輥體高速穩定地運轉,從整體上提升了機械設備的生產效率。
2. 熱膨脹系數幾接近于零:
碳纖維復合材料具有可設計性,能夠根據結構的實際需要,通過優化的鋪層方案增加主方向的剛度、控制熱膨脹系數。例如,智上新材以碳纖維復合材料制作的光學鏡筒,采用一對一訂制化鋪層方式,通過平行于纖維方向的熱膨脹抵消其它方向的熱膨脹,使零部件熱膨脹系數幾近于零。
3.產品精度更可控:
碳纖維復合材料有多種成型方式,碳纖維管材的尺寸精度、表面質量主要取決于成型工藝以及嚴格的產品質量管控。良好的工藝水準可以有效減少成品表面的質量缺陷,使之光滑平整,保證尺寸公差。傳統金屬管件的機械加工具有變形的風險,對一些高精密儀器設備來說,更高的尺寸精度顯得尤為重要。以一款由空心薄壁的碳纖維圓管制成的天線支撐桿為例,
用碳纖維復合材料管替代原來的鋁制支撐桿,天線的尺寸穩定性和精度都得到了明顯提升。
4.使用壽命更長:
碳纖維復合材料耐疲勞性能好,材料本身的輕質化能夠減輕零部件的承重負荷,重量輕摩擦就小,用于旋轉輥體時,即便轉速很快,輥體也不容易產生較大的撓度,能有效避免輥體表面保護層及軸頭等相關部位的損傷,降低更換和維修的成本。碳纖維復合材料耐腐蝕性也很強,能抵御一般工業用化學劑的腐蝕(強堿強酸除外),保養清洗都比較方便。
5.振動?。?/div>
碳纖維復合材料管的剛度遠遠高于普通的鋼制管,將其用作輥體,在機械設備的高速運轉中,產生的振動較小。如智上新材為印刷機設備提供的碳纖維復合材料輥,與傳統的金屬輥相比,不僅可以實現更高的速度,還能獲得更高的印刷質量。
6.變形量:
碳纖維復合材料在拉伸、壓縮、彎曲、彎剪及扭轉等方面的性能表現較好,碳纖維管在長期的機械運行中變形量小,能為設備提供更好的工作狀態。例如,在紡織機械中使用碳纖維復合材料起毛輥,尺寸穩定性好,不易變形,尤其是在較長的輥體中,碳纖維復合材料的扭曲變形率遠低于傳統的鋼制輥。










































