Karbonska vlaknena plošča je konstrukcijski material, izdelan iz kompozitnega materiala, sestavljenega iz ogljikovih vlaken in smole. Zaradi edinstvenih lastnosti kompozitnega materiala je nastali izdelek lahek, a hkrati močan in vzdržljiv.
Da bi se prilagodili uporabi na različnih področjih in v različnih panogah, vključno z vesoljsko in avtomobilsko industrijo itd., obstajajo tudi plošče iz ogljikovih vlaken v številnih različnih vrstah. V tem članku si bomo podrobneje ogledali, kje se plošče iz ogljikovih vlaken uporabljajo in kako močne so v primerjavi z drugimi materiali.
Na katerih področjih se bodo uporabljale plošče iz ogljikovih vlaken?
Plošče in plošče iz ogljikovih vlaken se lahko uporabljajo v najrazličnejših panogah, vključno z avtomobilsko, vesoljsko, glasbeno, športno in medicinsko industrijo.
V avtomobilski industriji se plošče iz ogljikovih vlaken uporabljajo za ojačanje avtomobilskih komponent, kot so vrata, pokrovi motorja, odbijači, blatniki in strešne letve. Proizvajalci avtomobilov za izdelavo teh delov pogosto uporabljajo jeklo. Jeklo je sicer cenejše, a veliko težje od ogljikovih vlaken. Da bi bila vozila, kot so dirkalni avtomobili, lažja, se plošče iz ogljikovih vlaken pogosto uporabljajo za zamenjavo številnih jeklenih delov.
V letalski in vesoljski industriji se plošče iz ogljikovih vlaken uporabljajo za izdelavo komponent letal, kot so trupne plošče, krmilne površine in konice kril. Nastale komponente so lahke, a hkrati robustne. Ogljikova vlakna se v letalski in vesoljski industriji pogosto uporabljajo zaradi odličnega razmerja med trdnostjo in težo. Ker imajo ogljikova vlakna tako lep videz, so idealna tudi za notranjost letal.
Podobno kot avtomobilski konstrukcijski materiali se tudi materiali, kot sta aluminij in jeklo, pogosto uporabljajo za izdelavo letal. Vendar pa komercialne letalske družbe vse pogosteje uporabljajo kompozite iz ogljikovih vlaken za izdelavo lažjih in močnejših letalskih okvirjev. To je zato, ker so ogljikova vlakna veliko lažja od jekla, veliko lažja od aluminija in veliko močnejša ter jih je mogoče oblikovati v poljubno obliko.
Kako močne so plošče iz ogljikovih vlaken?
Pri primerjavi ogljikovih vlaken z drugimi materiali, kot sta jeklo in aluminij, se upoštevajo številne lastnosti. Tukaj je nekaj metrik učinkovitosti, ki se pogosto uporabljajo za primerjavo:
- Modul elastičnosti = togost materiala. Razmerje med napetostjo in deformacijo v materialu. Naklon krivulje napetost-deformacija materiala v elastičnem območju.
- Natezna trdnost = Največja obremenitev, ki jo material lahko prenese, preden se zlomi.
- Gostota = masa materiala na enoto prostornine.
- Specifična togost = elastični modul, deljen z gostoto materiala, ki se uporablja za primerjavo materialov z različnimi gostotami.
- Specifična natezna trdnost = natezna trdnost, deljena z gostoto materiala.
Plošče iz ogljikovih vlaken imajo zelo visoko razmerje med trdnostjo in težo, kar pomeni, da so veliko močnejše od drugih materialov enake teže, na primer ogljikova vlakna imajo specifično trdnost, ki je skoraj 4-krat večja od trdnosti aluminija, zaradi česar so plošče iz ogljikovih vlaken idealen material za različne aplikacije, zlasti kadar je teža pomemben dejavnik.
Čeprav sta tako ogljikova vlakna kot jeklo zelo odporna na deformacije, je jeklo 5-krat gostejše od ogljikovih vlaken. Razmerje med težo in težo ogljikovih vlaken je skoraj dvakrat večje od jekla.
Če povzamemo, je plošča iz ogljikovih vlaken nekakšen kompozitni material z visoko trdnostjo, lahko težo in vsestranskostjo. V mnogih panogah razmerje med trdnostjo in težo ogljikovih vlaken zagotavlja znatne prednosti pri delovanju.
Čas objave: 13. maj 2022 
