항공우주 산업에서 탄소 섬유의 장점

전 세계 탄소 섬유 시장은 2020년에 37억 달러에 이르렀으며 2031년에는 89억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.

탄소 섬유는 오늘날 사용할 수 있는 가장 유용하고 다재다능한 재료 중 하나가 되는 몇 가지 특성을 가지고 있습니다.

탄소 섬유를 사용하면 많은 이점을 얻을 수 있습니다. 이유를 알아보려면 계속 읽으십시오.

탄소 섬유는 섬유를 엮어서 만든 폴리머입니다. 이 섬유는 사람의 머리카락보다 작은 직경이 약 5-10마이크로미터인 가닥으로 구성됩니다.

이 섬유를 함께 엮으면 탄소 섬유 직물이 됩니다. 그런 다음 천을 틀 위에 놓고 수지나 플라스틱으로 코팅하여 영구적인 모양을 만들 수 있습니다.

아마도 탄소 섬유의 가장 잘 알려진 특성은 강도일 것입니다. 나는 일반적으로 약 500ksi(3.5Gpa)의 극한 인장 강도를 가질 수 있습니다.

이를 고려하면 강철과 알루미늄은 일반적으로 각각 65ksi와 125ksi의 극한 인장 강도를 갖습니다.

탄소 섬유의 강도는 이미 인상적이지만 무게를 고려하면 정말 눈에 띄기 시작합니다.

금속에 관한 한 알루미늄은 무게 대비 강도 비율이 가장 좋습니다. 탄소 섬유는 알루미늄보다 훨씬 강하고 무게는 약 40% 적습니다.

항공기 부품을 설계할 때 강도와 무게가 가장 중요한 두 가지 요소이기 때문에 이는 항공우주 산업에서 매우 유용한 소재입니다.

알루미늄보다 탄소 섬유를 사용하는 비행기의 무게는 최대 20%까지 감소할 수 있습니다. 경량 소재는 더 나은 연료 효율성을 의미하며, 1kg 감소할 때마다 항공기 수명 기간 동안 약 100만 달러의 비용이 절감되는 것으로 추정됩니다.

제조 공정을 통해 탄소 섬유 부품을 매우 복잡하면서도 매끄럽게 만들 수 있습니다. 따라서 부품을 공기 역학에 더 잘 최적화할 수 있습니다.

이는 연료 효율성을 개선하는 데 도움이 되며 항공기가 전반적으로 더 빨라질 것임을 의미합니다. 강성은 또한 상업용 항공기에서 날개가 휘어진 항공기를 만드는 데 이상적입니다. 이렇게 하면 항력이 감소하고 연료 소비를 최대 5%까지 줄일 수 있습니다.

강철에는 철이 포함되어 있어 특정 유형을 녹슬기 쉽습니다. 알루미늄은 녹슬지 않지만 습기 및 기타 외부 요소에 장기간 노출되면 부식되기 시작할 수 있습니다.

항공우주 분야 및 기타 용도에 매우 유용한 점은 탄소 섬유가 녹과 부식에 완전히 저항한다는 것입니다.

많은 이점으로 인해 탄소 섬유는 여러 응용 분야에서 흔히 사용되는 재료가 되었습니다.

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항공기

스포츠 용품(테니스 라켓, 하키 스틱, 골프채, 양궁 활 및 화살 등)

풍력 터빈 블레이드

자동차 산업(Formula 1, NASCAR 및 고급 자동차)

의료 장비(X-레이/영상 장비 및 의수)

기계적 특성 외에도 탄소 섬유는 외관상 단순하게 사용되기도 합니다. 이것은 고급 자동차에서 가장 일반적입니다.

탄소 섬유의 사용은 여러 면에서 도움이 될 수 있습니다. SMI Composites는 고품질 부품 및 전문 서비스 생산업체입니다.

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