Cẩm nang Cuối cùng về Các dạng Sợi Carbon: Từ Sợi Cắt đến Sợi Liên tục – Làm thế nào để Lựa chọn Đúng đắn nhằm Tối ưu Thiết kế và Sản xuất?

Sợi carbon, thường được mệnh danh là "vàng đen" của ngành công nghiệp hiện đại, có nhiều dạng khác nhau, trực tiếp quyết định phương pháp gia công, đặc tính hiệu suất và lĩnh vực ứng dụng của nó. Từ những sợi liên tục nhẹ và bền bỉ đến những sợi cắt dễ dàng định hình, mỗi dạng mở ra khả năng đổi mới trong các lĩnh vực khác nhau. Bước đầu tiên để lựa chọn đúng sợi carbon là hiểu rõ sự khác biệt giữa các dạng cốt lõi.

Sợi carbon chủ yếu được sản xuất từ sợi tiền thân polyacrylonitrile (PAN) thông qua các quá trình như carbon hóa ở nhiệt độ cao. Dựa trên độ dài sản phẩm cuối và các hình thức gia công tiếp theo, vật liệu này có thể được phân loại chủ yếu thành các dạng sau:

1.Sợi Carbon Liên Tục: Đồng Nghĩa Với Hiệu Suất Cao
Sợi carbon liên tục đề cập đến các sợi filament hiệu suất cao có thể dài tới hàng kilômét, thường được quấn vào các cuộn chỉ như sợi hoặc tow (bó sợi). Mỗi bó tow bao gồm 1.000 (1K), 3.000 (3K), 12.000 (12K), hoặc thậm chí nhiều hơn các sợi đơn lẻ. Số K càng thấp thường cho thấy khả năng dệt tốt hơn, phù hợp với các bề mặt cong phức tạp; số K càng cao mang lại hiệu suất xếp lớp tốt hơn, lý tưởng cho các cấu trúc quy mô lớn.

Đặc điểm hiệu suất: Giữ lại độ bền và mô-đun cao nhất của sợi carbon, mang lại tính chất cơ học vượt trội (ví dụ: các cấp độ như T300, T700, T800). Vật liệu này có tính dị hướng cao, nghĩa là hiệu suất của nó phụ thuộc mạnh vào hướng sắp xếp sợi. Các nhà thiết kế có thể đáp ứng chính xác yêu cầu cơ học theo các hướng cụ thể thông qua thiết kế lớp sợi.

Lĩnh Vực Ứng Dụng:
→ Ngành hàng không: Kết cấu cánh và thân máy bay, bộ phận vệ tinh, cánh UAV.
→ Thiết Bị Thể Thao Cao Cấp: Khung xe đạp, vợt tennis, cần câu cá, thuyền đua.
→ Công Nghiệp & Năng Lượng: Xà cánh tuabin gió, bình chứa hydro, tay robot, con lăn nhẹ trọng lượng.

Vị Trí Trên Thị Trường: Thuộc phân khúc cao cấp với rào cản kỹ thuật cao và mức giá tương ứng cũng cao hơn, dao động từ vài chục đến vài trăm USD mỗi kilogram (tùy theo cấp độ). Khi chi phí được tối ưu hóa, vật liệu này đang dần thâm nhập vào các lĩnh vực như linh kiện ô tô cao cấp (ví dụ: hộp pin).

2. Sợi Carbon Dài: Thành Phần Gia Cường Chủ Lực Cho Nhựa Nhiệt Dẻo
Sợi carbon dài (LCF) thường chỉ các sợi có độ dài vài milimét đến hàng chục milimét, chủ yếu được sử dụng để gia cố các polymer nhiệt dẻo, duy trì một phần định hướng và độ dài của sợi bên trong các hạt nguyên liệu.

Đặc điểm hiệu suất: Cung cấp độ bền va đập, độ cứng và khả năng chống mỏi vượt trội so với sợi cắt ngắn nhờ khả năng giữ được độ dài sợi tốt hơn trong quá trình đúc phun, tạo thành cấu trúc mạng ba chiều. Các tính chất này cân bằng hơn so với sợi liên tục, mặc dù vẫn còn một mức độ dị hướng nhất định.

Lĩnh Vực Ứng Dụng:
→ Chi tiết Ô tô: Nắp máy, khung ghế, khay pin.
→ Điện tử & Điện tử: Vỏ máy tính xách tay, thân UAV, vỏ cảm biến.
→ Hàng tiêu dùng: Vỏ dụng cụ điện, phụ kiện thiết bị thể thao.

Vị Trí Trên Thị Trường: Một phân khúc đang tăng trưởng nhanh, cân bằng giữa hiệu suất cao và khả năng gia công nhanh, đặc biệt phù hợp cho việc giảm trọng lượng xe hơi và ngành điện tử tiêu dùng.

3. Sợi Carbon Cắt Ngắn: Chất độn lý tưởng cho nhựa cải tiến
Sợi carbon xơ ngắn, thường có độ dài từ 0,1–12 mm (độ dài phổ biến là 6mm), có hình dạng như hạt gạo hoặc hình trụ, được sử dụng để trộn và cải tiến nhựa nhiệt dẻo.

Đặc điểm hiệu suất: Cung cấp tính chất đẳng hướng nhờ sự phân bố ngẫu nhiên trong ma trận. Nó cải thiện chức năng của vật liệu gốc như độ bền, độ cứng, khả năng chống mài mòn, dẫn điện/dẫn nhiệt và độ ổn định kích thước. Có khả năng lưu động tốt trong quá trình gia công.

Lĩnh Vực Ứng Dụng:
→ Nhựa kỹ thuật: Được thêm vào Nylon (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP, v.v. để tạo ra các bộ phận được gia cường, chống tĩnh điện và chịu mài mòn.
→ Vật liệu ma sát: Má phanh, đĩa ly hợp.
→ Vật liệu chức năng: Lớp phủ/mực dẫn điện, gia cường bê tông (giảm nứt, tăng độ bền kéo).

Vị Trí Trên Thị Trường: Một trong những dạng sợi carbon có giá thấp nhất, sản lượng cao nhất, là sản phẩm sợi carbon khá "hàng hóa". Được thúc đẩy bởi nhu cầu rộng rãi trong các ngành công nghiệp và tiêu dùng.

4. Vải sợi carbon: Khung xương của vật liệu composite
Đây là cấu trúc hai chiều được tạo ra bằng cách dệt các sợi carbon liên tục theo kỹ thuật dệt may, một dạng trung gian quan trọng của sợi liên tục. Bao gồm các loại vải dệt như vải lanh, vải twill và vải satin, cũng như các loại vải một chiều (UD) không cuộn. Trong vải UD, hầu hết các sợi được sắp xếp song song theo một hướng, được khâu nhẹ theo hướng 90°, mang lại hiệu suất theo hướng chính gần bằng với hiệu suất của sợi liên tục.

Đặc điểm hiệu suất: Các kiểu dệt khác nhau cân bằng giữa độ mềm dẻo, độ ổn định và tính chất cơ học. Giúp việc xếp lớp vật liệu trở nên dễ dàng hơn trong sản xuất vật liệu composite, đặc biệt là các quy trình như thủ công xếp lớp, đóng túi chân không và đóng rắn trong nồi hấp. Cho phép thiết kế chính xác các tính chất cơ học cấu trúc thông qua việc xếp lớp đa hướng.

Lĩnh Vực Ứng Dụng: Vỏ ngoài máy bay, các tấm che chắn; cánh tay robot; các tấm bàn trong thiết bị chụp hình y tế; khung máy bay không người lái (UAV); các tấm thân xe ô tô.

5. Tấm sợi carbon ngâm keo (Prepreg): Lựa chọn cho các quy trình chất lượng cao
Đây là vật liệu trung gian trong đó các sợi carbon liên tục hoặc vải carbon được tẩm sẵn với hệ thống nhựa chưa đông rắn hoàn toàn.

Đặc điểm hiệu suất: Đơn giản hóa quy trình cho người dùng bằng cách loại bỏ nhu cầu xử lý và tẩm nhựa riêng biệt. Chỉ cần cắt, xếp lớp và sau đó đông rắn dưới nhiệt độ và áp suất. Đảm bảo chất lượng cao và ổn định, kiểm soát chính xác hàm lượng sợi. Chi phí cao hơn do hệ thống nhựa và quy trình chuẩn bị phức tạp. Yêu cầu bảo quản lạnh.

Lĩnh Vực Ứng Dụng: Khung xe đạp cao cấp, vợt, ván trượt tuyết; cấu trúc phụ hàng không (ví dụ: tấm nội thất, giá đỡ); bộ phận ô tô hiệu suất cao.

Dù bạn cần sợi carbon cắt đoạn, vải carbon, prepreg hay các vật liệu trung gian carbon khác – Dr.reinforcement luôn là đối tác đáng tin cậy cung cấp giải pháp gia cường cho bạn!

Chúng tôi chuyên về:
Sợi Carbon Cắt Đoạn: Phù hợp với nhiều hệ thống nhựa nhiệt dẻo khác nhau bao gồm PA (PA66, PA6), PPA, PP, PC, PPS, PEEK, LCP, v.v. Cung cấp hiệu quả chi phí cao, mở rộng đáng kể phạm vi ứng dụng.
Vải Sợi Carbon: Có nhiều loại dệt và trọng lượng bề mặt khác nhau, hỗ trợ nhu cầu tùy chỉnh.
Dòng Prepreg: Bao gồm cả loại nhiệt dẻo và nhiệt rắn, hỗ trợ chế tạo mẫu nhanh và sản xuất sản phẩm hiệu suất cao.

Dr.reinforcement kiên định với chất lượng làm cốt lõi, giúp khách hàng đạt được đổi mới vật liệu và nâng cấp sản phẩm. Nếu bạn đang tìm kiếm một nhà cung cấp sợi carbon sẢN PHẨM chuyên nghiệp, vui lòng liên hệ với chúng tôi – hãy để chúng tôi cung cấp cho bạn giải pháp vật liệu mạnh mẽ hơn, nhẹ hơn và đáng tin cậy hơn !

Email:[email protected]

Whatsapp:+86 19121157199