เลือกอ่านตามหัวข้อได้เลยครับ :))
คาร์บอนไฟเบอร์ คืออะไร
หลังจากลงบทความ 5 งานฝีมือสร้างรายได้ ที่หาวัสดุได้ในร้านเรซิ่นเอสเจ ไปแล้วนั้น เอสเจเลยสังเกตว่าเรายังไม่ได้อธิบายจริงจังเลยว่าคาร์บอนไฟเบอร์ คืออะไร เอสเจเลยไม่รอช้าเขียนบทความขึ้นมาเพื่ออธิบายทุกคน
คาร์บอน ไฟเบอร์ หรือไฟเบอร์แกรไฟต์ หรือ CF คือวัสดุทางวิทยาศาสตร์ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบอย่างน้อยร้อยละ 90 มีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 5-10 ไมโครเมตร
ในการผลิตเส้นใยคาร์บอน ตัวคาร์บอนอะตอมจะถูกมัดรวมกันในผลึกจำนวนมากหรือน้อยตามแนวขนานกับแกนยาวของเส้นใย เป็นแนวคริสตัล โดยอัตราส่วนความแข็งแรงขแงเส้นใยต่อปริมาณสูง จึงทำให้เส้นใยมีความแข็งแกร่ง คาร์บอนหลายพันเส้นจะถูกมัดรวมเข้าด้วยกันในรูปแบบกลุ่มเส้นใย ซึ่งบางที่อาจใช้เฉพาะตัวเส้นใยคาร์บอน แต่บางที่ก็นำมาทอเป็นผ้าคาร์บอนเพื่อทำให้ทนทานและเข้ากับงานในแต่ละรูปแบบ
คาร์บอนไฟเบอร์ เป็นวัสดุอะไร ?
คาร์บอนไฟเบอร์ เป็นวัสดุคอมโพสิตที่มักจะใช้ร่วมกันวัสดุอื่นๆเพื่อเสริมความแข็งแรงให้วัตถุนั้นๆ ให้แข็งแรงยิ่งขึ้นไปอีก
วัสดุคอมโพสิต (Composite Materials) คืออะไร?
วัสดุคอมโพสิต คือ วัสดุที่ เกิดจาการนำวัสดุ 2 ชนิดมาประกอบกันเพื่อคุณสมบัติที่ดีขึ้นกว่าเดิม ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศประโยชน์จากความแข็งแรง ของคอมโพสิตในแง่ของการออกแบบโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบาจะเห็นได้ชัด นอกจากนี้ลักษณะลามิเนตของวัสดุคอมโพสิตที่มีประสิทธิภาพสูงช่วยให้นักออกแบบสามารถปรับแต่งคุณสมบัติเชิงกลที่เหมาะสม โดยการปรับทิศทางเส้นใย
คาร์บอนไฟเบอร์ คืออะไร
คาร์บอนไฟเบอร์ คือ ใยคาร์บอนที่ถูกคิดค้นขึ้นในปี ค.ศ. 1860 โดย Thomas Edison โดยการอบฝ้ายหรือเศษไม้ไผ่ที่อุณภูมิสูง แต่ยังไม่ได้นำมาใช้แบบปัจจุบัน ใยคาร์บอนถูกคิดค้นมาเพื่อใช้ทำหลอดไฟฟ้าเท่านั้น ต่อมาในปี ค.ศ. 1958 ถึงได้มีการนำมาต่อยอดให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอีก แต่ก็ยังไม่แข็งแรงเท่าปัจจุบันเพราะมีคาร์บอนประมาณ 20% และมีความแข็งแรงต่ำ ต่อมาในปี ค.ส. 1960 ได้มีการนำไปต่อยอดให้มีประสิทธิภาพขึ้นไปอีก แต่มีคาร์บอนประมาณ 55% ซึ่งก็ยังไม่แข็งแรงเท่าคาร์บอนในปัจจุบันอยู่ดี ต่อมาในปี ค.ศ. 1963 ที่กระบวนการผลิดที่ถูกพัฒนาขึ้น จนได้รับการจดสิทธิบัตรโดยกระทรวงกลาโหมแห่งสหราชอาณาจักร
คุณสมบัติคาร์บอน ไฟเบอร์
- อัตราการขยายตัวต่อความร้อนต่ำ
- ต้านทานแรงดึงสูง
- มีความแข็งแรงสูง
- น้ำหนักเบา
- ทนต่ออุณหภูมิสูง
- ทนต่อสารเคมีสูง
เส้นใยคาร์บอนจึงเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมมากในอุตสาหกรรมมอเตอร์สปอร์ต อุตสาหกรรมการบิน วิศวกรรมอวกาศ การทหาร และการแข่งขันกีฬาอื่นๆ แต่เส้นใยคาร์บอนมีราคาค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับเส้นใยชนิดอื่น อาทิ เส้นใยแก้วหรือเส้นใยพลาสติก
ข้อเสียของคาร์บอนไฟเบอร์ มีอะไรบ้าง ?
แม้ว่าคาร์บอนไฟเบอร์จะมีข้อดีหลายประการ ทั้งน้ำหนักเบา ทนต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรงสูง แต่ก็มีข้อเสียหลายประการที่ควรจะพิจารณา ว่าเรารับได้ไหม ดังนี้ครับ
1.) มีต้นทุนที่สูง
โดยทั่วไปแล้วคาร์บอนไฟเบอร์จะมีราคาแพงกว่าวัสดุแบบเดิมอยู่แล้ว เช่น เหล็ก หรือ อะลูมิเนียม ซึ่งจะทำให้ต้นทุนการผลิต และ การซ่อมแซมส่วนประกอบคาร์บอนไฟเบอร์สูงกว่าต้นทุนที่ทำจากวัสดุอื่นๆ
2.) การซ่อมแซมที่ยาก
การซ่อมแซมชิ้นส่วนคาร์บอนไฟเบอร์อาจเป็นเรื่องยาก และ มีราคาแพง เนื่องจากต้องใช้ความรู้และอุปกรณ์เฉพาะทาง ในบางกรณี การเปลี่ยนส่วนประกอบอาจคุ้มค่ากว่าการพยายามซ่อมแซมนั่นเอง
3.) การไวต่อความรังสี UV
เส้นใยคาร์บอนสามารถเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไปเมื่อสัมผัสกับรังสี UVเป็นระยะเวลานาน ซึ่งอาจทำให้เปราะบางและสูญเสียความแข็งแรง หรือ ทำให้เหลืองได้นั่นเอง
โดยรวมแล้ว แม้ว่าคาร์บอนไฟเบอร์จะมีข้อดีหลายประการ แต่ต้นทุนที่สูงขึ้นและความท้าทายบางประการที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและการซ่อมแซมอาจจำกัดการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและการใช้งานบางประเภท
ขั้นตอนการผลิตคาร์บอน ไฟเบอร์
ขั้นตอนการผลิตจะนำโพลีอะคริโลไนไตรล์หรือ PAN (Polyacrylonitrile) มาทำละลายแล้วยืดออกให้เป็นเส้นใยยาวๆ แล้วเส้นใยจะถูกลำเลียงผ่านเตาที่จะทำให้เส้นใยร้อนสูงขึ้นไป 1,000-3,000 องศาเซลเซียส และภายในเตานั้นจะไม่มีออกซิเจน ป้องกันไม่ให้เส้นใยถูกเผา และความร้อนจะเข้าไปทำให้เส้นใยแข็งแรงขึ้น เมื่อกระบวนการคาร์โบไนเซชั่นเกิดขึ้นอะตอมภายในเส้นใยจะสะเทือนอย่างรุนแรงทำให้เกิดอะตอมที่ไม่ใช่คาร์บอน เหลือไม่แต่เส้นใยคาร์บอนที่เกือบจะบริสุทธิ ที่มีคุณสมบัติที่บาง เบา และแข็งแรงมากๆ
โครงสร้างของคาร์บอน ไฟเบอร์ มีอะไรบ้าง
โครงสร้างของคาร์บอนไฟเบอร์ ประกอบด้วย เส้นใยคาร์บอนหลายพันเส้นที่ยึดเกาะเข้าด้วยกันโดยใช้เรซิ่นโพลิเมอร์ เส้นใยคาร์บอนแต่ละเส้นประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่ยาวและบางซึ่งเรียงตัวขนานกับแกนยาวของเส้นใย
อะตอมของคาร์บอนจับตัวกันเป็นโครงสร้างผลึกที่เรียกว่ากราไฟต์ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออะตอมของคาร์บอนจับตัวกันเป็นรูปแบบหกเหลี่ยม โครงสร้างนี้ทำให้เส้นใยคาร์บอนมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ซึ่งรวมถึงความแข็งแรงสูง ความแข็ง และน้ำหนักที่เบา
ในการสร้างวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ขั้นสุดท้าย โดยทั่วไปแล้ว เส้นใยคาร์บอนแต่ละชนิดจะทอเป็นผ้า จากนั้นชุบด้วยเรซิ่นโพลิเมอร์เพื่อสร้างวัสดุผสม จากนั้นวัสดุผสมนี้สามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงและขนาดต่างๆ เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย
คาร์บอนไฟเบอร์ กับรถยนต์ ?
คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง และ น้ำหนักเบา ซึ่งได้รับความนิยมมากขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์ในช่วง 2-3 ทศวรรษที่ผ่านมา คาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุผสมที่ทำจากเส้นใยคาร์บอนที่ทอเข้าด้วยกันแล้วเสริมด้วยเรซินโพลิเมอร์
ในการใช้งานด้านยานยนต์ คาร์บอนไฟเบอร์ถูกนำมาใช้เพื่อลดน้ำหนัก และ เพิ่มความแข็งให้กับส่วนประกอบต่างๆ ของรถยนต์ ส่งผลให้สมรรถนะดีขึ้น ประหยัดน้ำมันดีขึ้น และควบคุมรถได้ดีขึ้น
การใช้งานทั่วไปของคาร์บอนไฟเบอร์ในรถยนต์ ได้แก่
1.) แผงตัวถัง
แผงตัวถังคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบาและมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง สิ่งนี้สามารถช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของรถ ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราเร่งและการควบคุมรถได้เป็นอย่างดี
2.) ส่วนประกอบภายใน
คาร์บอนไฟเบอร์สามารถใช้กับส่วนประกอบภายใน เช่น แดชบอร์ดและแผงประตู สิ่งนี้สามารถให้รถมีระดับไฮเอนด์มากขึ้น ให้ความรู้สึกสปอร์ต
3.) ส่วนประกอบของระบบกันสะเทือน
คาร์บอนไฟเบอร์สามารถใช้เพื่อสร้างส่วนประกอบของระบบกันสะเทือน เช่น กันโคลงและแขนควบคุม ส่วนประกอบเหล่านี้มีน้ำหนักเบากว่าชิ้นส่วนที่เป็นเหล็ก ซึ่งสามารถปรับปรุงการจัดการและลดน้ำหนักใต้สปริงได้
4.) ล้อ
ล้อคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงมาก ซึ่งสามารถปรับปรุงการเร่งความเร็ว การเบรก และการควบคุม
อย่างไรก็ตาม การใช้คาร์บอนไฟเบอร์ในรถยนต์มีข้อเสียอยู่บ้าง ข้อเสียเปรียบหลักประการหนึ่งคือต้นทุน คาร์บอนไฟเบอร์มีราคาแพงกว่าวัสดุแบบดั้งเดิม เช่น เหล็กและอะลูมิเนียม นอกจากนี้ คาร์บอนไฟเบอร์ยังซ่อมแซมได้ยาก ซึ่งสามารถเพิ่มค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและซ่อมแซมสำหรับเจ้าของ
คาร์บอนไฟเบอร์ ทำอะไรได้บ้าง
นี่เป็นผลงานจากลูกค้าเอสเจที่ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ เพียงส่วนนึงเท่านั้น
สอบถามข้อมูลหรือสั่งซื้อติดต่อ
บริษัท เอสเจ สินธุพันธ์เทรดดิ้ง จำกัด
โทรศัพท์ : 02-3794555 , 02-3794575 , 02-3794604
โทรศัพท์มือถือ : 088-2990267 , 086-3171747
Line ID : @resinsj
Facebook : เรซิ่น เอสเจลำสาลี
ผู้เขียน: พี่นิ้ง ResinSJ
พี่นิ้ง เป็นผู้ที่มีความเชี่ยวชาญในการทำงานเรซิ่น ซึ่งมากด้วยประสบการณ์งานคอมโพสิตทั้งหมด เช่น
งานไฟเบอร์กลาส งานคาร์บอน ไฟเบอร์ และงานซิลิโคน รวมทั้งการสร้างสรรค์ ผสมผสานวัตถุดิบ และเทคนิคเข้าด้วยกัน ซึ่งผ่านการเปิดคอร์สนับ 10 ครั้ง ด้วยประสบการณ์มากกว่า 30 ปี และมีคำขวัญที่ว่า "เฝ้าดูลูกค้าเติบโต"
คุณอาจจะสนใจบทความนี้…