近年来碳纤维持续热门，很多行业的领航者都想提前布局碳纤维的应用，以免错过这个成为技术领先的又一次机会。那为什么大家都想试试碳纤维呢？

这里分析以下几点原因，供参考：

原因1：

人们考虑使用碳纤维的主要原因是其高刚度重量比，碳纤维非常坚固、非常坚硬并且相对较轻。
材料的刚度是通过其弹性模量来测量的。
碳纤维的模量通常为 34 MSI (234 Gpa)。
碳纤维的极限拉伸强度通常为 600-700 KSI (4-4.8 Gpa)。
与 2024-T3 铝相比，其模量仅为 10 MSI，极限拉伸强度为 65 KSI，或与 4130 钢相比，其模量为 30 MSI，极限拉伸强度为 125 KSI。
由于碳纤维材料和加工的改进，还可以提供高模量和超高模量碳纤维或高强度碳纤维。
复合碳纤维部件是碳纤维和树脂（通常是环氧树脂）的组合。
碳纤维复合材料部件的强度和刚度将是纤维和树脂的强度和刚度组合的结果。复合材料零件的局部强度和刚度的大小和方向由层压板中的局部纤维密度和方向控制。
在工程中，通常根据强度与重量比（比强度）和刚度与重量比（比刚度）来量化结构材料的优势，特别是在减轻重量与提高性能或降低生命周期成本相关的情况下。
由标准模量平纹碳纤维以平衡且对称的 0/90 铺层制成的碳纤维板的弹性弯曲模量约为10 MSI。它的体积密度约为 0.050 磅/立方英寸。因此，该材料的刚度重量比或比刚度为 200 MSI。该板的强度约为 200 MSI。 90 KSI，因此该材料的比强度为 1800 KSI
相比之下，6061 铝的弯曲模量为 10 MSI，强度为 35 KSI，体积密度为 0.10 磅。这会产生 100 MSI 的比刚度和 350 KSI 的比强度。 4130 钢的刚度为 30 MSI，强度为 125 KSI，密度为 0.3 lb/in3，这会产生 100 MSI 的比刚度和 417 KSI 的比强度。
材料比刚度比强度
碳纤维   200 MSI   1800 KSI
6061 铝  100 MSI   350 KSI
4130 钢  100 MSI   417 KSI
因此，即使是基本的平纹碳纤维面板的比刚度也比铝或钢大 2 倍。它的比强度是铝的 5 倍，是钢的 4 倍以上。
当人们考虑通过最优化的纤维铺放定制碳纤维面板刚度的选择，并考虑利用轻质芯材的夹层结构可能显着增加刚度时，碳纤维复合材料在各种应用中的优势显而易见。具体数字取决于构造和应用的细节，这就需要有设计和研发经验的厂商提供适合的结构和材料组合。例如，泡沫芯夹层结构在弯曲时具有极高的强度重量比，但在压缩或压碎时不一定具有极高的强度重量比。此外，任何组件的载荷和边界条件对于特定结构来说都是独特的。因此，如果不仔细考虑所有设计因素，就不可能提供在给定应用中直接替代钢板的碳纤维板的厚度。这是通过仔细的工程分析和实验验证来完成的。
碳纤维设计灵活性的一个例子是沿特定轴定制刚度的梁的定制设计。江苏优培德的碳纤维管制造方法，以实现沿每个弯曲轴的最佳刚度。此类管的抗弯性能与工字钢相似，但仍保留了管的高扭转刚度。

原因2：低热膨胀
选择碳纤维的一个重要好处是其随温度变化的尺寸稳定性。碳纤维的热膨胀系数小于每摄氏度百万分之1.4cm，而钢的热膨胀系数为每摄氏度百万分之9.8cm，铝的热膨胀系数为每摄氏度百万分之1.4cm。

原因3：各向异性特性
在设计复合材料零件时，不能简单地将碳纤维与钢、铝或塑料的性能进行比较。这些材料具有均匀性（所有点的属性都相同）和各向同性（沿所有轴的属性都相同）。相比之下，碳纤维部件既不是均匀的也不是各向同性的。在碳纤维部件中，强度沿纤维的轴线分布，因此纤维密度和取向极大地影响机械性能。

因此碳纤维材料性能优势最大化的运用于产品和功能，其重要因素在于设计制造环节，最大发挥其特性，优培德技术团队多年实战于设计研发碳纤维等复合材料产品，可参与前期的B面设计、模具设计等，有任何需求请直接联系技术支持13968211586.