ما هي أنابيب ألياف الكربون المستخدمة؟

أنابيب ألياف الكربون تعتبر الهياكل الأنبوبية مفيدة لمجموعة واسعة من التطبيقات. لذلك، لا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن الخصائص الفريدة لأنابيب ألياف الكربون تجعل الطلب عليها مرتفعًا في العديد من الصناعات. في كثير من الأحيان في هذه الأيام، تحل أنابيب ألياف الكربون محل أنابيب الصلب أو التيتانيوم أو الألومنيوم في التطبيقات التي يكون فيها الوزن عاملاً مهمًا. بوزن يصل إلى ⅓ وزن أنابيب الألومنيوم، فلا عجب أن أنابيب ألياف الكربون غالبًا ما تكون المفضلة في صناعات مثل الطيران والمركبات عالية الأداء والمعدات الرياضية، حيث يكون الوزن عاملاً حاسماً.

خصائص أنبوب ألياف الكربون
تتضمن بعض الخصائص الفريدة التي تجعل أنابيب ألياف الكربون أفضل من الأنابيب المصنوعة من مواد أخرى ما يلي:

نسبة عالية من القوة إلى الوزن والصلابة إلى الوزن
مقاومة التعب
استقرار الأبعاد بسبب معامل التمدد الحراري المنخفض للغاية (CTE)
خصائص أنبوب ألياف الكربون
يتم إنتاج أنابيب ألياف الكربون عادةً في أشكال دائرية أو مربعة أو مستطيلة، ولكن يمكن تصنيعها بأي شكل تقريبًا، بما في ذلك الأشكال البيضاوية أو الإهليلجية أو المثمنة أو السداسية أو الأشكال المخصصة. تتكون أنابيب ألياف الكربون المُجهزة مسبقًا والمغلفة باللف من لفات متعددة من نسيج قطني طويل و/أو نسيج ألياف الكربون أحادي الاتجاه. تعمل الأنابيب الملفوفة بشكل جيد مع التطبيقات التي تحتاج إلى صلابة انحناء عالية مع وزن منخفض.

وبدلاً من ذلك، تتكون أنابيب ألياف الكربون المضفرة من مزيج من جديلة ألياف الكربون ونسيج ألياف الكربون أحادي الاتجاه. توفر الأنابيب المضفرة خصائص التوائية ممتازة وقوة سحق، وهي مناسبة تمامًا لتطبيقات عزم الدوران العالي. عادةً ما يتم تصنيع أنابيب ألياف الكربون ذات القطر الكبير باستخدام ألياف الكربون المنسوجة ثنائية الاتجاه. من خلال الجمع بين الألياف الصحيحة، وتوجيه الألياف، وعملية التصنيع، يمكن إنشاء أنابيب ألياف الكربون بالخصائص المناسبة لأي تطبيق.

وتشمل الخصائص الأخرى التي يمكن أن تختلف حسب التطبيق ما يلي:

المواد - يمكن تصنيع الأنابيب من ألياف الكربون ذات معامل قياسي أو متوسط ​​أو عالي أو فائق الجودة.
القطر - يمكن تصنيع أنابيب ألياف الكربون بأقطار صغيرة جدًا إلى كبيرة. يمكن تلبية مواصفات المعرف المخصص وOD لاحتياجات معينة. يمكن صنعها بأحجام كسرية ومتري.
التناقص التدريجي - يمكن تناقص أنابيب ألياف الكربون لتحقيق الصلابة التدريجية على طول الطول.
سُمك الجدار - يمكن تصنيع أنابيب ألياف الكربون المُجهزة مسبقًا بأي سمك جدار تقريبًا من خلال الجمع بين طبقات ذات سُمك مختلف للتجهيز المسبق.
الطول—تأتي أنابيب ألياف الكربون الملفوفة بعدة أطوال قياسية أو يمكن تصنيعها بطول مخصص. إذا كان طول الأنبوب المطلوب أطول من الموصى به، فيمكن ربط أنابيب متعددة مع وصلات داخلية لإنشاء أنبوب أطول.
التشطيب الخارجي وأحيانًا الداخلي - عادةً ما تحتوي أنابيب ألياف الكربون المُجهزة مسبقًا على تشطيب لامع مغلف بالتشيلو، ولكن يتوفر أيضًا تشطيب أملس مصقول. عادةً ما تأتي أنابيب ألياف الكربون المضفرة بمظهر رطب ولامع. يمكن أيضًا أن تكون مغلفة بالتشيلو للحصول على لمسة نهائية لامعة، أو يمكن إضافة نسيج مقشر لتحسين الترابط. تم تصميم أنابيب ألياف الكربون ذات القطر الكبير من الداخل والخارج للسماح بربط كلا السطحين أو طلاءهما.
المواد الخارجية - يتيح استخدام أنابيب ألياف الكربون المُجهزة مسبقًا خيار اختيار طبقات خارجية مختلفة. وفي بعض الحالات، يمكن أن يسمح ذلك أيضًا للعميل باختيار اللون الخارجي.
تطبيقات أنبوب ألياف الكربون
يمكن استخدام أنابيب ألياف الكربون في العديد من التطبيقات الأنبوبية. بعض الاستخدامات الشائعة الحالية تشمل:

الروبوتات والأتمتة
أعمدة متداخلة
أجهزة القياس
بكرات المهمل
مكونات الطائرة بدون طيار
التلسكوبات
طبول خفيفة
الآلات الصناعية
رقاب الجيتار
تطبيقات الفضاء الجوي
مكونات سيارة سباق الفورمولا 1
بفضل وزنها الخفيف وقوتها وصلابتها الفائقة، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من الخيارات القابلة للتخصيص، بدءًا من عملية التصنيع إلى الشكل إلى الطول والقطر وأحيانًا خيارات الألوان، تعد أنابيب ألياف الكربون مفيدة للعديد من التطبيقات في العديد من الصناعات. إن استخدامات أنابيب ألياف الكربون محدودة حقًا فقط بخيال الشخص!