炭素繊維の用途

自転車などの多くのスポーツ用品は炭素繊維でできています。

アレクセイ・ブブリャク/ゲッティイメージズ

繊維強化複合材料では、ガラス繊維は業界の「主力製品」です。多くの用途で使用されており、木材、金属、コンクリートなどの従来の材料と非常に競争力があります。な グラスファイバー 製品は強く、軽量で、非導電性であり、グラスファイバーの原材料コストは非常に低いです。

強度の向上、軽量化、または化粧品のためのプレミアムがある用途では、他のより高価な強化繊維が FRP 複合材料に使用されます。

アラミド繊維 、デュポンのケブラーなど、アラミドが提供する高い引張強度を必要とするアプリケーションで使用されます。この例は、繊維の高い引張強度により、アラミド強化複合材の層が高出力のライフル弾を防ぐことができる車体および車両の装甲です。

炭素繊維 軽量、高剛性、高伝導性、またはカーボンファイバーの織り方が望ましい場所で使用されます。

航空宇宙における炭素繊維

航空宇宙と宇宙は、炭素繊維を採用した最初の産業の一部でした。炭素繊維の高いモジュラスは、アルミニウムやチタンなどの合金を置き換えるのに構造的に適しています。炭素繊維が提供する軽量化は、炭素繊維が航空宇宙産業で採用された主な理由です。

1 ポンドの重量削減は、燃料消費量に大きな違いをもたらす可能性があります。そのため、ボーイングの新しい 787 ドリームライナーは、史上最も売れた旅客機となっています。この飛行機の構造の大部分は、炭素繊維強化複合材です。

スポーツ用品

レクリエーション スポーツは、より高いパフォーマンスのために喜んでより多くの金額を支払うもう 1 つの市場セグメントです。テニス ラケット、ゴルフ クラブ、ソフトボール バット、ホッケースティック、アーチェリーの矢と弓はすべて、一般的に炭素繊維強化複合材で製造される製品です。

強度を損なうことなく軽量化された装備は、スポーツにおいて明確な利点となります。たとえば、軽量のテニス ラケットを使用すると、ラケットの速度がはるかに速くなり、最終的にボールをより強く、より速く打つことができます。アスリートは、装備の優位性を求め続けています。これが、本格的なサイクリストがすべてカーボン ファイバー製の自転車に乗り、カーボン ファイバー製の自転車用シューズを使用する理由です。

風力タービンブレード

風力タービン ブレードの大部分はグラスファイバーを使用していますが、大きなブレード (多くの場合、長さが 150 フィートを超える) には、ブレードの長さに沿った補強リブであるスペアが含まれています。これらのコンポーネントは多くの場合 100% カーボンで、ブレードの根元で数インチの厚さです。

カーボンファイバーを使用することで、重量を大幅に増やすことなく、必要な剛性を確保しています。風力タービン ブレードが軽量であるほど、発電効率が向上するため、これは重要です。

自動車

量産車はまだ炭素繊維を採用していません。これは、原材料費の増加とツールの必要な変更によるものですが、それでもメリットを上回ります.ただし、フォーミュラ 1、NASCAR、および高級車は炭素繊維を使用しています。多くの場合、それは特性や重量による利点ではなく、見た目によるものです。

多くのアフターマーケットの自動車部品は炭素繊維で作られ、塗装ではなくクリア コー​​ティングされています。特徴的な炭素繊維の織り方は、ハイテクと高性能の象徴となっています。実際、単層の炭素繊維であるが、コストを下げるために下に複数のガラス繊維層があるアフターマーケットの自動車部品をよく見かけます。これは、炭素繊維の外観が実際の決定要因である例です。

これらは炭素繊維の一般的な用途の一部ですが、多くの新しい アプリケーション ほぼ毎日見られます。炭素繊維の成長は速く、わずか 5 年でこのリストはさらに長くなります。