無論是業(yè)余愛好者還是專業(yè)人士,都會發(fā)現(xiàn)碳纖維棒是各種結(jié)構(gòu)的有用構(gòu)件。由于碳纖維具有高剛性,碳纖維棒是剛性和輕便性在任何應(yīng)用中的一個很好選擇。因此,有時候碳纖維棒會用來代替鋼棒,但它們更多用于代替鋁。碳纖維棒的重量僅為具有相似或更好強度特性鋁棒的1/3。
碳纖維棒的制造方法
碳纖維棒是通過加熱成型模具將連續(xù)的碳纖維與環(huán)氧樹脂混合拉制而成,這種工藝稱為拉擠成型。拉擠與鋁和熱塑性塑料的擠壓工藝相似。通過這一過程,可以制造具有恒定橫截面的連續(xù)長度的碳纖維棒,其橫截面保持恒定,并呈現(xiàn)出模具的形狀。當(dāng)碳纖維被拉過模具并被環(huán)氧樹脂浸漬時,模具的熱量使得樹脂開始固化。
利用拉擠成型制造碳纖維棒的優(yōu)勢包括:
1,高軸向強度和剛度
2,直線和平行纖維對齊
3,嚴(yán)格控制的截面尺寸
4,光滑的表面
5,可實現(xiàn)無限長
擠壓過程可生產(chǎn)出具有低熱膨脹系數(shù)的直桿、剛性桿、輕質(zhì)桿。與所有碳纖維產(chǎn)品一樣,碳纖維棒具有很高的比剛度重量比。由于大多數(shù)碳纖維沿著桿的長度在0°軸上延伸,它們也具有優(yōu)異的線性強度。擠壓工藝也允許緊密的外徑(OD)公差。
碳纖維棒的用途
碳纖維桿的高比剛度使其成為制造輕型框架結(jié)構(gòu)的選擇。因此,它們經(jīng)常出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)空間框架和桁架中。許多遙控愛好者發(fā)現(xiàn)碳纖維棒是制作模型的理想材料。
碳纖維棒是也一種優(yōu)良的建筑工程材料和高性能結(jié)構(gòu),特別是當(dāng)與碳纖維層合板結(jié)合使用時。一般來說,碳纖維棒在彎曲和軸向拉伸或壓縮應(yīng)用中表現(xiàn)特別出色。
碳纖維棒的纖維取向意味著它們在高扭矩或橫向壓碎載荷下不能很好地支撐。它們在這些載荷條件下會破碎,因此對于要求抗扭或側(cè)向負(fù)載的應(yīng)用來說,它們是糟糕的選擇。
如何使用碳纖維棒?
碳纖維棒相對容易操作。與任何建筑項目一樣,手頭有合適的工具會使工作更加安全和簡單。然而,有許多工具可以用來處理碳纖維棒。一個優(yōu)質(zhì)的細齒帶鋸子、壓頂鋸子、卷軸鋸子、端銑刀或Dremel工具可快速將碳纖維棒切割成項目所需長度的工作。由于它們是在環(huán)氧樹脂基體中拉擠而成,所以很容易用環(huán)氧樹脂將它們粘合在一起。
由于碳纖維桿具有剛度大、重量輕、強度高等優(yōu)點,在進行剛度和重量計算時,常被用于框架工程中。用于制造碳纖維棒的擠壓工藝為精度至關(guān)重要的應(yīng)用提供了明顯的優(yōu)勢。拉擠成型工藝可以使碳纖維完美對齊,同時也提供了制造形狀完美、外徑公差小、可切割任意長度的光滑棒的能力。切割和粘合碳纖維棒所需的工具在大多數(shù)愛好者和勤雜工的車庫里都很容易買到。