วัสดุขั้นสูงชั้นนำของศตวรรษที่ 21: เส้นใยคาร์บอน

ไฟเบอร์คาร์บอน ซึ่งเป็นวัสดุประสิทธิภาพสูงที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 90% ผลิตขึ้นจากการสลายตัวของเส้นใยอินทรีย์ให้กลายเป็นโครงสร้างแกนคาร์บอนภายใต้อุณหภูมิสูง มีคุณสมบัติโดยธรรมชาติของวัสดุคาร์บอน ขณะเดียวกันก็ยังคงความยืดหยุ่นและการทำงานได้ง่ายของเส้นใยสิ่งทอไว้ ดังนั้นจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในใบพัดกังหันลม อากาศยาน กีฬาและงานนันทนาการ ภาชนะรับแรงดัน คอมโพสิตคาร์บอน/คาร์บอน และโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่ง ถือเป็นวัสดุเชิงกลยุทธ์ที่ขาดไม่ได้ต่อการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศ

การจัดหมวดหมู่

1. ตามวัตถุดิบ

เส้นใยคาร์บอนถูกจัดประเภทเป็นสามระบบวัตถุดิบหลัก ได้แก่ เส้นใยที่ใช้โพลีอะคริโลไนไตรล์เป็นฐาน เส้นใยที่ใช้พิทช์เป็นฐาน และเส้นใยที่ใช้เซลลูโลสเรยอน (viscose) เป็นฐาน ซึ่งในจำนวนนี้ เส้นใยคาร์บอนที่ใช้พิทช์และเซลลูโลสเรยอนเป็นฐานมีการใช้งานและปริมาณการผลิตที่ค่อนข้างจำกัด อย่างไรก็ตาม เส้นใยคาร์บอนที่ใช้โพลีอะคริโลไนไตรล์เป็นฐานมีคุณสมบัติด้านโครงสร้างและหน้าที่การใช้งานที่ดีเยี่ยม ทำให้เป็นชนิดหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการพัฒนาและประยุกต์ใช้เส้นใยคาร์บอน โดยคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 90% ของการผลิตทั่วโลก

2. ตามปริมาณเส้นใย

เส้นใยคาร์บอนสามารถจัดประเภทเป็นแบบเส้นเล็ก (small-tow) หรือแบบเส้นใหญ่ (large-tow) ตามปริมาณเส้นใย โดยเส้นใยคาร์บอนแบบเส้นเล็กหมายถึงเส้นใยที่มีจำนวนเส้นต่ำกว่า 24K ซึ่งเดิมเน้นที่ 1K, 3K และ 6K ก่อนจะพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไปสู่ 12K และ 24K เส้นใยเหล่านี้มีสมบัติทางกลที่โดดเด่น โดยมีความต้านทานแรงดึงอยู่ในช่วง 3500 ถึง 7000 เมกะปาสกาล และมอดูลัสแรงดึงระหว่าง 230 ถึง 680 จิกะปาสกาล ซึ่งมักใช้ในภาคอุตสาหกรรมเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น ด้านการป้องกันประเทศ อวกาศ และการทหาร รวมถึงอุปกรณ์กีฬาและงานนันทนาการ ตัวอย่างเช่น เครื่องบิน ขีปนาวุธ จรวด ดาวเทียม อุปกรณ์ตกปลา ไม้กอล์ฟ และไม้เทนนิส

เส้นใยคาร์บอนขนาดใหญ่ทั่วไปหมายถึงเส้นใยที่มีจำนวนเส้นใยต่อเส้น (tow count) เกินกว่า 48K ซึ่งรวมถึงรุ่น 48K, 60K และ 80K เส้นใยเหล่านี้มีความแข็งแรงดึงได้ในช่วง 3500–5000 เมกะปาสกาล และมีโมดูลัสการดึงได้ 230–290 กิกะปาสกาล การใช้งานหลักครอบคลุมอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์ ใบพัดกังหันลม การก่อสร้างเพื่อประหยัดพลังงาน สิ่งทอ อุปกรณ์ทางการแพทย์และสาธารณสุข ระบบแมคคาทรอนิกส์ วิศวกรรมโยธา และโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่ง

เส้นใยคาร์บอนขนาดเล็กมีสมรรถนะที่เหนือกว่าแต่มีราคาสูงกว่า ในขณะที่เส้นใยคาร์บอนขนาดใหญ่มีสมรรถนะค่อนข้างต่ำกว่าแต่มีต้นทุนที่ต่ำกว่า ข้อได้เปรียบหลักของเส้นใยคาร์บอนขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับแบบขนาดเล็กคือสามารถเพิ่มกำลังการผลิตต่อสายการผลิตได้อย่างมากภายใต้เงื่อนไขการผลิตที่เหมือนกัน จึงทำให้การผลิตมีต้นทุนที่เหมาะสม นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการวางชั้น (lay-up efficiency) ที่สูงขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตคอมโพสิต ซึ่งอาจช่วยลดต้นทุนการผลิตลงได้มากกว่า 30%

3. ตามสมบัติทางกล

ความแข็งแรงดึงและโมดูลัสการดึงเป็นตัวชี้วัดที่สำคัญที่สุดสองประการสำหรับการประเมินสมรรถนะของเส้นใยคาร์บอน ความแข็งแรงดึงมักหมายถึงความเค้นสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่จะเกิดการแตกหัก ในขณะที่โมดูลัสการดึงแสดงอัตราส่วนระหว่างความเค้นกับความเครียดในช่วงการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น ซึ่งสะท้อนถึงความแข็งของวัสดุ เส้นใยคาร์บอน แบ่งออกเป็นสองซีรีส์ ได้แก่ ซีรีส์ T (เส้นใยคาร์บอนความแข็งแรงสูง) และซีรีส์ M (ความโมดูลัสสูง เส้นใยคาร์บอน ) ซีรีส์ T เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในตลาด รวมถึงเกรดต่างๆ เช่น T300, T400, T700, T800 และ T1100

RDS Composite สามารถจัดหาผลิตภัณฑ์เส้นใยคาร์บอนตามความต้องการของลูกค้า ผลิตภัณฑ์ของเราได้รับการบริหารจัดการอย่างพิถีพิถันตั้งแต่ขั้นตอนการจัดซื้อวัตถุดิบตลอดจนกระบวนการผลิตทั้งหมด เพื่อให้มั่นใจว่าสอดคล้องกับมาตรฐานสากล เราให้คำมั่นสัญญาในการจัดหาผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพเชื่อถือได้และการให้บริการจัดส่งที่ทันเวลา