CFRP कंपोझिट समजून घेणे

— कार्बन फायबर प्रबलित पॉलिमरची आश्चर्यकारक क्षमता.

कार्बन फायबरप्रबलित पॉलिमर कंपोजिट्स (CFRP) हे हलके, मजबूत साहित्य आहे जे आपल्या दैनंदिन जीवनात वापरल्या जाणाऱ्या असंख्य उत्पादनांच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाते. हे फायबर-प्रबलित वर्णन करण्यासाठी वापरले जाणारे एक शब्द आहेसंमिश्र साहित्यजे प्राथमिक संरचनात्मक घटक म्हणून कार्बन फायबर वापरते. हे लक्षात घेतले पाहिजे की CFRP मधील “P” हा “पॉलिमर” ऐवजी “प्लास्टिक” देखील असू शकतो.

सर्वसाधारणपणे, सीएफआरपी कंपोझिट थर्मोसेटिंग रेजिन वापरतात जसे की इपॉक्सी,पॉलिस्टर, किंवा विनाइल एस्टर. तरीथर्माप्लास्टिक रेजिनCFRP कंपोझिटमध्ये वापरले जातात, "कार्बन फायबर प्रबलित थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट्स" बहुतेकदा त्यांचे स्वतःचे संक्षिप्त रूप, CFRTP कंपोझिट्स द्वारे जातात.

कंपोझिटसह किंवा कंपोझिट उद्योगात काम करताना, अटी आणि परिवर्णी शब्द समजून घेणे महत्त्वाचे आहे. सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे ते समजून घेणे आवश्यक आहेएफआरपी कंपोझिटचे गुणधर्मआणि कार्बन फायबर सारख्या विविध मजबुतीकरणांची क्षमता.

CFRP कंपोझिटचे गुणधर्म

संमिश्र साहित्य, कार्बन फायबरसह प्रबलित, पारंपारिक साहित्य जसे की फायबरग्लास किंवाaramid फायबर. फायदेशीर असलेल्या CFRP कंपोझिटच्या गुणधर्मांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

हलके वजन:एक पारंपारिकफायबरग्लास प्रबलित संमिश्र70% ग्लास (काचेचे वजन / एकूण वजन) च्या फायबरसह सतत ग्लास फायबर वापरणे, सामान्यतः .065 पाउंड प्रति घन इंच घनता असेल.

दरम्यान, समान 70% फायबर वजनासह CFRP संमिश्र, सामान्यत: .055 पाउंड प्रति घन इंच घनता असू शकते.

वाढलेली ताकद:केवळ कार्बन फायबर कंपोझिटचे वजन कमी असते असे नाही तर CFRP कंपोझिट वजनाच्या प्रति युनिट जास्त मजबूत आणि कडक असतात. काचेच्या फायबरशी कार्बन फायबर कंपोझिटची तुलना करताना हे खरे आहे, परंतु धातूंच्या तुलनेत त्याहूनही अधिक.

उदाहरणार्थ, CFRP कंपोझिटशी स्टीलची तुलना करताना अंगठ्याचा एक सभ्य नियम असा आहे की समान शक्तीची कार्बन फायबर रचना बहुतेकदा स्टीलच्या 1/5व्या वजनाची असते. ऑटोमोटिव्ह कंपन्या स्टीलऐवजी कार्बन फायबर का वापरत आहेत याची आपण कल्पना करू शकता.

CFRP कंपोझिटची तुलना ॲल्युमिनियमशी करताना, वापरल्या जाणाऱ्या सर्वात हलक्या धातूंपैकी एक, एक मानक गृहितक असा आहे की समान ताकदीच्या ॲल्युमिनियमच्या संरचनेचे वजन कार्बन फायबरच्या संरचनेच्या 1.5 पट असू शकते.

अर्थात, अशी अनेक व्हेरिएबल्स आहेत जी ही तुलना बदलू शकतात. सामग्रीची श्रेणी आणि गुणवत्ता भिन्न असू शकते आणि कंपोझिटसह, दउत्पादन प्रक्रिया, फायबर आर्किटेक्चर आणि गुणवत्ता विचारात घेणे आवश्यक आहे.

CFRP कंपोझिटचे तोटे

खर्च:जरी आश्चर्यकारक सामग्री असली तरी, कार्बन फायबर प्रत्येक अनुप्रयोगात वापरले जात नाही याचे एक कारण आहे. याक्षणी, CFRP कंपोझिट अनेक उदाहरणांमध्ये खर्च-प्रतिबंधक आहेत. सध्याच्या बाजारपेठेतील परिस्थिती (पुरवठा आणि मागणी), कार्बन फायबरचा प्रकार (एरोस्पेस विरुद्ध व्यावसायिक दर्जा), आणि फायबर टो आकारानुसार, कार्बन फायबरची किंमत नाटकीयरित्या बदलू शकते.

कच्च्या कार्बन फायबरची किंमत-प्रति-पाउंड आधारावर फायबरग्लासपेक्षा 5-पट ते 25-पट जास्त महाग असू शकते. स्टीलची CFRP कंपोझिटशी तुलना करताना ही विषमता अधिक आहे.

चालकता:हे कार्बन फायबर कंपोझिटसाठी एक फायदा किंवा ऍप्लिकेशनवर अवलंबून नुकसान दोन्ही असू शकते. कार्बन फायबर अत्यंत प्रवाहकीय आहे, तर काचेचे फायबर इन्सुलेटर आहे. अनेकअनुप्रयोग ग्लास फायबर वापरतात, आणि कार्बन फायबर किंवा धातू वापरू शकत नाही, चालकतेमुळे काटेकोरपणे.

उदाहरणार्थ, युटिलिटी उद्योगात, अनेक उत्पादनांसाठी काचेच्या तंतूंचा वापर करणे आवश्यक आहे. शिडीसाठी काचेच्या फायबरचा वापर शिडीच्या रेल म्हणून का होतो हे देखील एक कारण आहे. जर फायबरग्लासची शिडी पॉवर लाईनच्या संपर्कात आली असेल तर, वीज पडण्याची शक्यता खूपच कमी आहे. CFRP शिडीच्या बाबतीत असे होणार नाही.

जरी CFRP कंपोझिटची किंमत अजूनही उच्च आहे, तरीही उत्पादनातील नवीन तांत्रिक प्रगती अधिक किफायतशीर उत्पादनांना अनुमती देत ​​आहेत. आशा आहे की, आमच्या जीवनकाळात, आम्ही ग्राहक, औद्योगिक आणि ऑटोमोटिव्ह अनुप्रयोगांच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये वापरलेले स्वस्त-प्रभावी कार्बन फायबर पाहण्यास सक्षम होऊ.