แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุโครงสร้างที่เตรียมจากวัสดุคอมโพสิตที่ประกอบด้วยคาร์บอนไฟเบอร์และเรซิน เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวของวัสดุคอมโพสิต ผลิตภัณฑ์ที่ได้จึงมีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรงและทนทาน
แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์มีหลายประเภทเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานในสาขาและอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ อุตสาหกรรมยานยนต์ เป็นต้น ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกลงไปว่าแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ถูกนำไปใช้งานที่ไหน และมีความแข็งแรงเมื่อเทียบกับวัสดุอื่นๆ อย่างไร
แผงคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกนำมาใช้ในพื้นที่ใดบ้าง?
แผ่นและแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์สามารถใช้ได้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย เช่น ยานยนต์ อวกาศ เครื่องดนตรี อุปกรณ์กีฬา และอุปกรณ์ทางการแพทย์
ในอุตสาหกรรมยานยนต์ แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ถูกนำมาใช้เพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับส่วนประกอบยานยนต์ เช่น ประตู ฝากระโปรง กันชน บังโคลน และราวหลังคา ผู้ผลิตรถยนต์มักใช้เหล็กในการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้ แม้ว่าเหล็กจะมีราคาถูกกว่า แต่ก็มีน้ำหนักมากกว่าคาร์บอนไฟเบอร์มาก เพื่อให้ยานพาหนะ เช่น รถแข่งมีน้ำหนักเบาลง แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์จึงมักใช้แทนชิ้นส่วนเหล็กหลายๆ ชิ้น
ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ถูกนำมาใช้ในการผลิตส่วนประกอบของเครื่องบิน เช่น แผงลำตัวเครื่องบิน พื้นผิวควบคุม และปลายปีก ส่วนประกอบที่ได้จะมีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง คาร์บอนไฟเบอร์ได้รับการนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่เหนือกว่า เนื่องจากคาร์บอนไฟเบอร์มีรูปลักษณ์ที่สวยงาม จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตกแต่งภายในเครื่องบิน
วัสดุเช่นอลูมิเนียมและเหล็กมักใช้ในการผลิตเครื่องบินเช่นเดียวกับวัสดุโครงสร้างยานยนต์ อย่างไรก็ตาม สายการบินพาณิชย์หันมาใช้คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มากขึ้นเพื่อสร้างโครงเครื่องบินที่เบากว่าและแข็งแรงกว่า เนื่องจากคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบากว่าเหล็ก เบากว่าอลูมิเนียมมาก และแข็งแรงกว่ามาก และสามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงใดก็ได้
แผงคาร์บอนไฟเบอร์มีความแข็งแรงขนาดไหน?
เมื่อเปรียบเทียบคาร์บอนไฟเบอร์กับวัสดุอื่นๆ เช่น เหล็กและอลูมิเนียม จะพิจารณาคุณสมบัติหลายประการ ต่อไปนี้คือตัวชี้วัดประสิทธิภาพบางส่วนที่ใช้ในการเปรียบเทียบโดยทั่วไป:
- โมดูลัสของความยืดหยุ่น = ความแข็งของวัสดุ อัตราส่วนของความเค้นต่อความเครียดในวัสดุ ความชันของเส้นโค้งความเค้น-ความเครียดของวัสดุในช่วงยืดหยุ่น
- ความแข็งแรงแรงดึงสูงสุด = แรงดึงสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่จะแตกหัก
- ความหนาแน่น = มวลของวัสดุต่อหน่วยปริมาตร
- ความแข็งจำเพาะ = โมดูลัสของความยืดหยุ่นหารด้วยความหนาแน่นของวัสดุ ใช้เปรียบเทียบวัสดุที่มีความหนาแน่นต่างกัน
- ความแข็งแรงแรงดึงจำเพาะ = ความแข็งแรงแรงดึงหารด้วยความหนาแน่นของวัสดุ
แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงมาก ซึ่งหมายความว่าแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์มีความแข็งแรงเฉพาะที่เกือบ 4 เท่าของอะลูมิเนียม ซึ่งทำให้แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อน้ำหนักเป็นปัจจัยสำคัญ
แม้ว่าทั้งคาร์บอนไฟเบอร์และเหล็กจะมีความทนทานต่อการเสียรูปสูง แต่เหล็กมีความหนาแน่นมากกว่าคาร์บอนไฟเบอร์ถึง 5 เท่า อัตราส่วนน้ำหนักต่อน้ำหนักของคาร์บอนไฟเบอร์นั้นเกือบสองเท่าของเหล็ก
โดยสรุปแล้ว แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุคอมโพสิตชนิดหนึ่งที่มีความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา และใช้งานได้หลากหลาย ในอุตสาหกรรมต่างๆ อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักของคาร์บอนไฟเบอร์ให้ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่สำคัญ
เวลาโพสต์ : 13 พฤษภาคม 2565 
