航空宇宙産業における炭素繊維の利点
世界の炭素繊維市場は2020年に37億ドルに達し、2031年までに89億ドルに成長すると予想されています。
炭素繊維にはいくつかの特徴があり、今日入手できる最も有用で用途の広い材料の1つです。
炭素繊維の使用は多くの利点をもたらすことができます。理由を知るために、読み続けてください。
炭素繊維とは
炭素繊維は、織り合わされた繊維で構成されたポリマーです。これらの繊維は、人間の髪の毛よりも直径が約5〜10マイクロメートル小さいストランドで構成されています。
これらの繊維を一緒に織ると、炭素繊維織物になります。次に、布を型の上に置き、樹脂またはプラスチックでコーティングして、永続的な形状にすることができます。
炭素繊維の利点
強さ
おそらく、炭素繊維の最もよく知られている特徴は、その強度です。通常、最大引張強度は約500 ksi（3.5 Gpa）です。
これを概観すると、鋼とアルミニウムの最大引張強度は通常、それぞれ65ksiと125ksiです。
重量
カーボンファイバーの強度はすでに印象的ですが、重量を考慮すると本当に目立ち始めます。
金属に関する限り、アルミニウムは最高の強度対重量比の1つです。カーボンファイバーはアルミニウムよりも大幅に強度が高く、重量は約40％軽量です。
航空機部品を設計する際の最も重要な要素の2つは強度と重量であるため、これにより航空宇宙産業で非常に有用な材料になります。
アルミニウムの上に炭素繊維を使用する飛行機は、20％も軽量化できます。軽量の素材は燃料効率の向上を意味し、キログラムが削減されるごとに、航空機の寿命全体で約100万ドルのコストを節約できると推定されています。
空気力学
製造プロセスにより、炭素繊維部品は非常に複雑でありながら非常に滑らかになります。したがって、部品を空気力学用に最適化することができます。
これは燃料効率を改善するのに役立ち、航空機が全体的に速くなることを意味します。剛性は、民間航空機の後退翼を備えた航空機の製造にも理想的です。これにより抗力が減少し、燃料消費量を最大5％削減できます。
耐食性
鋼には鉄が含まれているため、特定の種類の鋼は錆びやすくなります。アルミニウムは錆びませんが、湿気やその他の外部要素に長時間さらされると、腐食し始める可能性があります。
航空宇宙用途やその他の用途に非常に役立つのは、炭素繊維が錆と腐食の両方に完全に耐性があることです。
一般的なアプリケーション
その多くの利点により、炭素繊維はいくつかの用途に使用される一般的な材料になりました：
- 航空機
- スポーツ用品（テニスラケット、ホッケースティック、ゴルフクラブ、アーチェリーの弓矢など）
- 風力タービンブレード
- 自動車産業（フォーミュラ1、NASCAR、および高級車）
- 医療機器（X線/画像機器および義肢）
機械的特性を超えて、炭素繊維は単にその外観のために使用されることがあります。これは高級車で最も一般的です。
必要なもの
炭素繊維の使用は多くの点で役立ちます。 SMI Compositesは、高品質の部品と専門的なサービスのプロデューサーです。
大量または少量の注文、SMIはそれをカバーしています。
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