คู่มือการเลือกใช้ไฟเบอร์คาร์บอนแบบครบวงจร: จากเส้นใยสั้น (Chopped) ไปจนถึงเส้นใยต่อเนื่อง (Continuous) – วิธีการเลือกเพื่อเสริมพลังการออกแบบและการผลิต

เส้นใยคาร์บอนซึ่งมักถูกขนานนามว่าเป็น "ทองคำสีดำ" ของอุตสาหกรรมยุคใหม่ มีรูปแบบที่หลากหลายแตกต่างกัน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อวิธีการแปรรูป คุณสมบัติในการใช้งาน และสาขาที่นำไปประยุกต์ใช้ ตั้งแต่เส้นใยต่อเนื่องที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงทนทาน ไปจนถึงเส้นใยแบบสับซึ่งสามารถขึ้นรูปได้ง่าย รูปแบบแต่ละชนิดล้วนเปิดโอกาสใหม่ๆ ในการนวัตกรรมในหลากหลายอุตสาหกรรม ขั้นตอนแรกในการเลือกใช้เส้นใยคาร์บอนให้ถูกต้องคือการเข้าใจความแตกต่างของรูปแบบหลักเหล่านี้

ไฟเบอร์คาร์บอนส่วนใหญ่ผลิตจากเส้นใยพอลิอะคริโลไนไตรล์ (PAN) ผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การคาร์บอไนเซชันที่อุณหภูมิสูง ขึ้นอยู่กับความยาวของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและรูปแบบการแปรรูปต่อเนื่อง สามารถแบ่งออกเป็นประเภทหลักดังนี้:

1.Continuous Carbon Fiber: คำพ้องความหมายของประสิทธิภาพสูง
Continuous carbon fiber หมายถึง เส้นใยประสิทธิภาพสูงที่สามารถยาวเป็นกิโลเมตร ปกติจะถูกม้วนใส่แกนเป็นเส้นด้ายหรือเส้นพัน (tow) โดยแต่ละเส้นพันประกอบด้วยเส้นใยเดี่ยวๆ จำนวน 1,000 เส้น (1K), 3,000 เส้น (3K), 12,000 เส้น (12K) หรือมากกว่านั้น โดยทั่วไปแล้ว ตัวเลข K ที่ต่ำแสดงถึงความสามารถในการทอได้ดี เหมาะสำหรับใช้ในชิ้นงานที่มีลักษณะโค้งซับซ้อน ในขณะที่ตัวเลข K ที่สูงจะให้ประสิทธิภาพในการวางชั้นสูง เหมาะสำหรับโครงสร้างขนาดใหญ่

ลักษณะประสิทธิภาพ: มีค่าความแข็งแรงและค่ามอดุลสูงสุดของเส้นใยคาร์บอน ให้คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม (เช่น รุ่น T300, T700, T800) มีคุณสมบัติแอนิสโซโทรปิกสูง ซึ่งหมายความว่าสมรรถนะขึ้นอยู่กับทิศทางของเส้นใยเป็นหลัก นักออกแบบสามารถตอบสนองข้อกำหนดเชิงกลในทิศทางเฉพาะได้อย่างแม่นยำผ่านการออกแบบชั้นวัสดุ (ply design)

ขอบเขตการใช้งาน:
→ การบินและอวกาศ: โครงปีกและลำตัวเครื่องบิน ชิ้นส่วนดาวเทียม แขนอากาศยานไร้คนขับ (UAV)
→ อุปกรณ์กีฬาระดับสูง: เฟรมจักรยาน, ไม้เทนนิส, คันเบ็ด, เรือแข่ง
→ อุตสาหกรรมและพลังงาน: แกนใบพัดกังหันลม, ถังเก็บไฮโดรเจน, แขนหุ่นยนต์, ลูกกลิ้งน้ำหนักเบา

ตำแหน่งทางการตลาด: อยู่ในตลาดระดับสูงที่มีอุปสรรคทางเทคนิคสูง พร้อมทั้งราคาที่สูงตามไปด้วย โดยราคาอยู่ระหว่างหลายสิบถึงหลายร้อยดอลลาร์ต่อกิโลกรัม (ขึ้นอยู่กับเกรด) เมื่อต้นทุนลดลง มันค่อย ๆ ขยายตัวเข้าสู่พื้นที่ต่าง ๆ เช่น ชิ้นส่วนยานยนต์ระดับสูง (เช่น กล่องแบตเตอรี่)

2. เส้นใยคาร์บอนยาว (Long Carbon Fiber): วัสดุเสริมแรงประสิทธิภาพสูงสำหรับเทอร์โมพลาสติก
ไฟเบอร์คาร์บอนยาว (LCF) โดยทั่วไปหมายถึงเส้นใยที่มีความยาวตั้งแต่หลายมิลลิเมตรไปจนถึงหลายสิบมิลลิเมตร ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแรงให้กับพอลิเมอร์เทอร์โมพลาสติก โดยยังคงการจัดแนวและความยาวของเส้นใยไว้ภายในเม็ดพลาสติก

ลักษณะประสิทธิภาพ: ให้ความแข็งแรงในการกระแทก ความแข็ง และความต้านทานต่อการเหนื่อยล้าได้ดีกว่าเส้นใยแบบตัดสั้นอย่างมาก เนื่องจากสามารถรักษารูปร่างและความยาวของเส้นใยไว้ได้ดีกว่าระหว่างกระบวนการฉีดขึ้นรูป ทำให้เกิดโครงสร้างเครือข่ายแบบสามมิติ คุณสมบัติโดยรวมมีความสมดุลมากกว่าเส้นใยต่อเนื่อง แม้ว่าจะยังคงมีลักษณะไม่สมมาตรอยู่บ้าง

ขอบเขตการใช้งาน:
→ ชิ้นส่วนรถยนต์: ฝาครอบเครื่องยนต์ กรอบเบาะนั่ง ถาดแบตเตอรี่
→ อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า: ตัวเครื่องแล็ปท็อป โครงเครื่องบินไร้คนขับ (UAV) ตัวเรือนเซ็นเซอร์
→ สินค้าบริโภค: ตัวเครื่องมือไฟฟ้า อุปกรณ์เสริมสำหรับกีฬา

ตำแหน่งทางการตลาด: ส่วนที่เติบโตอย่างรวดเร็วซึ่งสามารถผสมผสานสมรรถนะสูงเข้ากับความสามารถในการแปรรูปอย่างรวดเร็ว เหมาะสำหรับการลดน้ำหนักในอุตสาหกรรมยานยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

3. เส้นใยคาร์บอนแบบตัดสั้น: สารเติมแต่งประสิทธิภาพเยี่ยมสำหรับพลาสติกที่ผ่านการปรับปรุง
เส้นใยคาร์บอนที่ถูกหั่นเป็นชิ้นสั้น ๆ โดยทั่วไปมีความยาวประมาณ 0.1–12 มม. (โดยทั่วไปนิยมที่ 6 มม.) มีลักษณะคล้ายเมล็ดข้าวหรือทรงกระบอก ใช้สำหรับผสมและปรับปรุงคุณสมบัติเรซินเทอร์โมพลาสติก

ลักษณะประสิทธิภาพ: ให้คุณสมบัติแบบไอโซโทรปิก (isotropic properties) เนื่องจากการกระจายตัวแบบสุ่มภายในแมทริกซ์ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุดั้งเดิมในด้านความแข็งแรง ความแข็งเกร็ง ความต้านทานการสึกหรอ การนำไฟฟ้า/การนำความร้อน และความคงทนต่อรูปร่าง ให้การไหลตัวที่ดีเยี่ยมในการแปรรูป

ขอบเขตการใช้งาน:
→ พลาสติกวิศวกรรม: เติมลงในไนลอน (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP, เป็นต้น เพื่อผลิตชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงสูง มีคุณสมบัติต้านทานไฟฟ้าสถิต และทนต่อการสึกหรอ
→ วัสดุสำหรับงานเสียดสี: ผ้าเบรก จานคลัตช์
→ วัสดุเชิงหน้าที่: เคลือบผิวหรือหมึกที่นำไฟฟ้าได้ การเสริมความแข็งแรงให้คอนกรีต (ลดการแตกร้าว เพิ่มความแข็งแรงในการดึง)

ตำแหน่งทางการตลาด: หนึ่งในรูปแบบของผลิตภัณฑ์เส้นใยคาร์บอนที่มีปริมาณการผลิตสูงที่สุดและราคาถูกที่สุด เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ (commoditized) ได้รับความต้องการอย่างกว้างขวางจากทั้งภาคอุตสาหกรรมและผู้บริโภค

4. ผ้าเส้นใยคาร์บอน: โครงสร้างหลักของวัสดุคอมโพสิต
โครงสร้างสองมิติที่ผลิตโดยการทอเส้นใยคาร์บอนต่อเนื่องด้วยเทคนิคสิ่งทอ เป็นรูปแบบกึ่งสำเร็จรูปที่สำคัญของเส้นใยต่อเนื่อง ซึ่งรวมถึงผ้าทอแบบต่างๆ เช่น ผ้าทอเนื้อผ้า (plain weave), ผ้าทอเนื้อทเวล (twill weave), และผ้าทอเนื้อซาติน (satin weave) รวมถึงผ้าแบบไม่เคลื่อน (non-crimp) ที่มีทิศทางเดียว (unidirectional: UD) โดยในผ้า UD เส้นใยส่วนใหญ่จะถูกจัดแนวขนานไปในทิศทางเดียว และเย็บยึดเบาๆ ในทิศทาง 90° เพื่อให้คุณสมบัติการใช้งานในทิศทางหลักใกล้เคียงกับเส้นใยต่อเนื่องนั้นเอง

ลักษณะประสิทธิภาพ: ผ้าทอแต่ละแบบมีสมดุลระหว่างความอ่อนตัว (drapeability), ความคงทน (stability), และคุณสมบัติเชิงกล (mechanical properties) ช่วยให้การวางชั้นของแผ่นผ้าใย (ply layup) ในการผลิตวัสดุคอมโพสิตง่ายขึ้น โดยเฉพาะในกระบวนการเช่น การวางชั้นด้วยมือ (hand lay-up), การขึ้นรูปภายใต้แรงดันลบ (vacuum bagging), และการอบแข็งตัวภายใต้ความดัน (autoclave curing) สามารถออกแบบคุณสมบัติเชิงกลของโครงสร้างได้อย่างแม่นยำผ่านการวางชั้นในหลายทิศทาง

ขอบเขตการใช้งาน: เปลือกเครื่องบิน, ชิ้นส่วนป้องกันลม (fairings), แขนกลหุ่นยนต์, แผ่นโต๊ะสำหรับเครื่องเอ็กซเรย์ทางการแพทย์, โครงเครื่องบินไร้คนขับ (UAV airframes), แผ่นตัวถังรถยนต์

5. ผ้าใยคาร์บอนแบบพรีเพ็ก (Carbon Fiber Prepreg): ทางเลือกสำหรับกระบวนการผลิตคุณภาพสูง
วัสดุกึ่งสำเร็จรูปชนิดหนึ่งที่เส้นด้ายหรือผ้าใยคาร์บอนต่อเนื่องถูกชุบด้วยเรซินที่ผ่านการบ่มบางส่วนไว้ล่วงหน้า

ลักษณะประสิทธิภาพ: ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถทำงานได้ง่ายขึ้น เนื่องไม่ต้องจัดการเรซินแยกต่างหากหรือกระบวนการชุบ ต้องทำเพียงแค่ตัด จัดวาง และบ่มภายใต้ความร้อนและความดันเท่านั้น มีคุณภาพสูงและสม่ำเสมอ ควบคุมปริมาณเนื้อใยได้อย่างแม่นยำ แต่มีราคาสูงกว่าเนื่องจากเรซินและกระบวนการเตรียมที่ซับซ้อน ต้องเก็บในที่เย็น

ขอบเขตการใช้งาน: โครงรถจักรยานสูงสุด ไม้ตีลูก แผ่นสกี โครงสร้างรองในอากาศยาน (เช่น แผ่นภายใน ตัวยึด) ชิ้นส่วนรถยนต์สมรรถนะสูง

ไม่ว่าคุณจะต้องการเส้นใยคาร์บอนแบบสับ ผ้าใยคาร์บอน Prepreg หรือวัสดุกึ่งสำเร็จรูปคาร์บอนไฟเบอร์อื่น ๆ - Dr.reinforcement คือพันธมิตรที่เชื่อถือได้สำหรับทุกคำตอบด้านการเสริมแรง!

เรามีความเชี่ยวชาญด้าน:
เส้นใยคาร์บอนแบบสับ: เหมาะสำหรับระบบเรซินต่างๆ รวมถึง PA (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP, LCP เป็นต้น มีประสิทธิภาพการใช้งานคุ้มค่า ช่วยขยายขอบเขตการใช้งานได้อย่างมาก
ผ้าใยคาร์บอนไฟเบอร์: มีลวดลายและการถักทอที่หลากหลาย รวมถึงน้ำหนักพื้นที่ รองรับความต้องการแบบกำหนดเอง
ซีรีส์พรีกรีพ: ครอบคลุมทั้งชนิดเทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมเซตติ้ง รองรับการผลิตต้นแบบอย่างรวดเร็วและการผลิตสินค้าประสิทธิภาพสูง

ดรีอินฟอร์ซยึดมั่นในคุณภาพเป็นหัวใจหลัก ช่วยให้ลูกค้าบรรลุนวัตกรรมวัสดุและการอัพเกรดผลิตภัณฑ์ หากคุณกำลังมองหาซัพพลายเออร์คาร์บอนไฟเบอร์มืออาชีพ สินค้า โปรดติดต่อเราได้ทุกเมื่อ – ให้เราเป็นผู้มอบ วัสดุที่แข็งแรงกว่า เบากว่า และเชื่อถือได้มากกว่า ให้กับคุณ!

อีเมล: [email protected]

Whatsapp:+86 19121157199