โปรไฟล์ Pultruded

เนื่องจากเส้นใยคาร์บอนมีเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างบางกว่า คาร์บอนไฟเบอร์จึงมีน้ำหนักประมาณครึ่งหนึ่งของไฟเบอร์กลาส อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างนี้อาจไม่มีนัยสำคัญมากนักเมื่อเปรียบเทียบชิ้นส่วนที่เทียบเท่ากันของไฟเบอร์กลาสแบบพัลทรูดและคาร์บอนไฟเบอร์แบบพัลทรูด เนื่องจากเรซินจะเพิ่มปริมาณจำนวนมากอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะมีน้ำหนักมากกว่าเส้นใยในทั้งสองกรณี
คาร์บอนไฟเบอร์ยังมีความแข็งแรงของเส้นใยมากกว่าไฟเบอร์กลาสอีกด้วย แต่เช่นเดียวกับความแตกต่างของน้ำหนัก ความแตกต่างของความแข็งแกร่งนี้ไม่จำเป็นต้องเป็นปัจจัยสำคัญในตัวมันเอง
ตัวอย่างเช่น คาร์บอนไฟเบอร์มีความแข็งแรงของเส้นใย 4127 ในขณะที่ไฟเบอร์กลาสประเภทที่เรียกว่า E Glass มีความแข็งแรงของเส้นใย 3450 ซึ่งน้อยกว่าประมาณ 16 เปอร์เซ็นต์
แต่ความแตกต่างระหว่างวัสดุทั้งสองจะมีความสำคัญเมื่อคุณพิจารณาปัจจัยเหล่านี้ควบคู่กัน อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักแสดงให้เห็นว่าวัสดุแต่ละชนิดมีความแข็งแกร่งเพียงใดเมื่อเทียบกับน้ำหนักของมัน
กระจก E มีค่าความแข็งแรงต่อน้ำหนัก 564 ในขณะที่คาร์บอนไฟเบอร์มีค่าความแข็งแรงต่อน้ำหนัก 1,013 ซึ่งมากกว่าเกือบสองเท่า
ความแข็งแรงสูงเมื่อเทียบกับน้ำหนักนี้หมายความว่าผู้ผลิตจำเป็นต้องใช้คาร์บอนไฟเบอร์น้อยกว่ามากเมื่อทำการ pultruding ผลิตภัณฑ์ที่กำหนด เป็นผลให้ผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์แบบพัลทรูดมักจะหลุดออกไปโดยมีหน้าตัดที่บางกว่ามาก
นี่คือจุดที่การลดน้ำหนักอย่างแท้จริงเข้ามามีบทบาท เนื่องจากต้องใช้เรซินน้อยลง

นอกจากจะแข็งแรงกว่าไฟเบอร์กลาสแล้ว คาร์บอนไฟเบอร์ยังแข็งกว่าอีกด้วย ความแข็งแกร่งพิเศษนี้สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์อย่างมาก ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถตอบสนองความต้องการด้านความแข็งที่แม่นยำยิ่งขึ้น
ตัวอย่างเช่น โมดูลติดตามซิลิคอนภายใน Large Hadron Collider ของ CERN จำเป็นต้องมีความแข็งในระดับหนึ่งซึ่งมีเพียง pultrusion ของคาร์บอนไฟเบอร์เท่านั้นที่จะจ่ายได้
อย่างไรก็ตาม ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นนี้ไม่ได้หมายความว่าคาร์บอนไฟเบอร์จะเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับทุกการใช้งาน
ไฟเบอร์กลาสที่มีลักษณะค่อนข้างยืดหยุ่นเป็นตัวเลือกที่ดีกว่ามากสำหรับการใช้งานที่มีรูปแบบการโค้งงอสูง หน้าต่างดิ้นขนาดเล็กของคาร์บอนไฟเบอร์อาจขัดขวางการใช้งานดังกล่าว
เช่นเดียวกับความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักและความแข็งแรง ความแข็งแกร่งของวัสดุพัลทรูชันส่งผลต่อความเหนียวในระยะยาว
โดยทั่วไปแล้วไฟเบอร์กลาสถือว่าแข็งแกร่งกว่าคาร์บอนไฟเบอร์ เนื่องจากความยืดหยุ่นที่มากกว่าทำให้ทนทานต่อความเครียดและการถูกทารุณกรรมทางร่างกายได้ง่ายขึ้น
คาร์บอนไฟเบอร์แม้จะแข็งแกร่งกว่า แต่ก็มักจะมีจุดแตกหักที่ต่ำกว่า ทำให้เสี่ยงต่อความเสียหายเมื่อเวลาผ่านไปได้มากขึ้น

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอย่างเหล็กและอะลูมิเนียม ไฟเบอร์กลาสมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนค่อนข้างน้อย ซึ่งหมายความว่าจะไม่ใหญ่ขึ้นอย่างมีนัยสำคัญอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
กล่าวคือ หากสัมผัสกับความแปรผันที่มากเพียงพอ — หรือหากพิกัดความเผื่อแคบเป็นพิเศษ — การพัลทรูด้วยไฟเบอร์กลาสอาจไม่เป็นทางเลือกที่เหมาะสม
คาร์บอนไฟเบอร์มีคุณสมบัติที่โดดเด่นในเรื่องนี้: จริง ๆ แล้วมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเป็นลบ เป็นผลให้คาร์บอนไฟเบอร์ขยายตัวเมื่ออุณหภูมิลดลง
แนวโน้มนี้ถ่วงดุลความจริงที่ว่าเมทริกซ์เรซินที่ใช้ในการผูกเส้นใยเข้าด้วยกันนั้นมีค่าสัมประสิทธิ์เชิงบวก ซึ่งนำไปสู่ค่าสัมประสิทธิ์โดยรวมที่เกือบจะเป็นกลาง

ข้อได้เปรียบในแง่ของต้นทุนตกอยู่ที่ด้านข้างของไฟเบอร์กลาสอย่างชัดเจน การผลิตเส้นใยคาร์บอนยาวเป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานและยากกว่ามาก ซึ่งทำให้คาร์บอนไฟเบอร์มีราคาแพงกว่าโดยธรรมชาติ
ในทำนองเดียวกัน การใช้งานไฟเบอร์กลาสที่หลากหลายมากขึ้น รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่ไม่ยื่นออกมา ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจุดราคาจะยังคงแข่งขันได้มากขึ้น
ท้ายที่สุดแล้ว ทั้งไฟเบอร์กลาสและคาร์บอนไฟเบอร์แบบพัลทรูดต่างก็แสดงคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ และไม่มีคุณสมบัติใดที่ชนะเลิศอย่างชัดเจนสำหรับทุกการใช้งาน
แต่คุณต้องพิจารณาความต้องการและพารามิเตอร์ของผลิตภัณฑ์ที่กำหนดอย่างรอบคอบเพื่อเลือกวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ