Ffiber Garbon vs. Gwydr Ffiber: Pam yw'r gwahaniaeth mor fawr yn y pris a berfformiad ar gyfer yr un ffiber?

Ffiber Garbon vs. Gwydr Ffiber: Pam yw'r gwahaniaeth mor fawr yn y pris a berfformiad ar gyfer yr un ffiber?

A ydych chi erioed wedi rhannu hyn? Gall gosbren ryfedyddion o garbon uwch ddod i filoedd o ddoleri, tra bod gosbren ryfedyddion o e-glaswellt arferol yn costio deng degau o ddoleri. Yr un fath "ffibr", mae'r enw'n debyg i gynghorwyr, pam mae'r pris a pherfformiad wedi dod yn well a gwaelach? Heddiw, byddwn yn dewis carbon fiber a ffibreglas, y pâr o gydwladwyr yn y teulu ffibr hwn, i weld beth sy'n wahanol yn fewnol.

O gefndir gwahanol: y "ail genhedlaeth o gyfoeth" a'r "gweithreduwyr" o'r byd materol.

I ddeall y gwahaniaeth, mae rhaid i ni ddechrau â'r "profiad".

Gwydr ffibr

Mae'r sylfaen brifddyn yn silica, ac mae'r adnoddau crai hyn ar gael mewn cyflenwadau enfawr ar y Ddaear i gost isel. Trwy brosesau fel tymheredd uchel, talu a'u tynnu, gwnaer y ffibr gwydr. Mae'n debyg i wreigres gyffredin ond daflonydd cryf, sy'n cystadlu yn y byd trwy fod yn effeithiol o ran cost.

Fibrau Carbwn

Mae'r prif gydran yn garbon. Mae eu rhagflaenyddion fel arfer yn bolymerau organig fel polyacrylonitrile, asfalt neu dwfyn ffwcs. Rhaid i'r ffibrâu hyn fynd trwy driniaeth carbonau a graphitio o filoedd graddau o uchder, o dan amddiffyniad nwy inerti, er mwyn gweithredu allan yr atomau nad ydynt yn garbon, ac yn y pen draw ffurfio deunydd super sy'n cynnwys dros 90% o garbon. Mae'r broses hon yn gymhleth, yn defnyddio llawer o ynni, â barierau technegol cryf, mae'r diwydiant deunyddiau'n ei alw'n "dur". Felly mae manwerth carbon hefyd yn teimlo fel un wedi'i feithrin gofalus, yn defnyddio sylfaen fawr adnoddau "ail genhedlaeth gyfoethog" neu "athletwyr top".
O'r geni mae'n destun i wahaniaethau cost. Un defnydd o "tywod", un defnydd o "deunyddiau cemegol + broses gymhleth", mae pris "ugain" carbon wedi'i gludo yn y pwynt dechrau.

Cymharu Perfformiad: Pam fod Manwerth Carbon yn "Brenin"?

Nid yw edrych ar guradwriaeth yn ddigon, rhaid i ni edrych ar y ffaith go iawn. Dyma siart perfformiad i roi syniad i chi:

Canolbwyntio ar y "modwlys" :Gallwch feddwl am y ffwythiant fel "criddi" y deunydd.

Gwydr ffibr

Fel cneuen ddynnod, mae'n cryf ac ni chwynddr yn hawdd, ond pan dorwch chi e â grym, mae'n blettu a newid siâp yn sylweddol.

Fibrau Carbwn

Fel bar dur caled, nid yn unig yw'n cryf, ond hefyd yn enwedig ymladd yn erbyn newid siâp. Pan ddefnyddiwch yr un grym i dorri, bron ymlaen dim symud.
Mae'r nodwedd hon o "na ddod o'i siâp" yn hanfodol yn y maes uchel. Er enghraifft:

(1) Car F1: mae'n rhaid i'r ffram fod yn rhagorol gadarn er mwyn cadw llaweniad manwl gywir wrth goriannu ar gyflymder uchel, ac unrhyw newid bach yn fythol.
(2) Awyrennau gofod: mae angen i strwythurau adenydd a'r corff newid siâp mor leia posibla dan lawerau uchel i sicrhau perfformiad aerdynamegol a diogelwch.
(3) Racket badminton top: ym eiliad y toriad, pa bynnag yw'r lleia o newid siâp mae gan y ffram racket, ym mhob dim mwy uniongyrchol yw trosglwyddo'r pŵer, ac ym mhob dim gliriach yw'r teimlad, sef y profiad a roddir gan "carbon fiber ffwythiant uchel".

Mae gan bob un ei hanogaethau ei hun

ffibr carbon:

(1) cryf: er ei fod yn galed a chryf, ond mae'n erioed gwrthsefyll effaith, ac mae'n hawdd i dorri o dan effaith gryf gan wrthrychau caled, yn hytrach na chwydu.
(2) Cynhwysiant: mae hwn yn fuddugoliaeth ac anfuddugoliaeth ar y un pryd. Pan fo angen inswleiddio (fel ar gyfarpar trydan), mae'n dod yn gyfrinach pur.
(3) Pris: etoh, draus!

Gwydr ffibr

(1) Daearn da: mae gwrthsefyll effaith yn gryfach na charbon ffiber, ac efallai y bydd dim ond craig wedi'r toriad, nid taro ar unwaith.
(2) Inswwleiddio da: deunyddiau inswleiddio trydan gwych, amrywiaeth ehangach o gymwysiadau.
(3) Buddsoddiad cost: lle nad yw rigideiddiad eithafol a phwysau ysgafn yn ofynnol, mae'n frenhines anorfodol perfformiad cost.

Sefydliad cais

Mae'r "rhaniad o waith" rhwng y ddau fath o feirion wedi'i sefydlo'n dda ac yn bennaf yn weithredu rhwng "angenion perfformiad" a "cyllideb cost":

Ffiber carbon: y "brenin perfformiad" yn y maes uchelgeinor

(1) Awyrennau gofod: corff awyren, montiau sateleit (gall lleihau pwysau o 30% grymu ar y defnydd o bŵer a chostau lansio yn ymosodol);
(2) Gwneuthredu uchelgeinor: corfforiau supercar, rhanau ras F1, olwynion fibro carbon (ymyl â chryfder a phwysau ysgafn);
(3) Ddyfrwyr sport: racets badminton uchel, hwyaid pysgota, sgeidiau (modwlad ymddwyn uchel, teiml mwy fanwl);
(4) Sceynoriau arbennig: cyfleusterau meddygol, cyfleusterau milwrol (gwrthsefyll tymheredd uchel, gwrthsefyll corwyd a dim croestoriad hudol).

Gwydr Ffibrau: "Chwarae Practica" yn Nhoed Ynys Brydain

(1) Diwydogaeth adeiladu: paneli ymosodiad o fewn y tu allanol, teils gwiber ffibrau gwydr, paneli wal gwrth-gorrosif (gwrth-sefyll tywyll ac isafswm ar ôl);
(2) Trafnidiaeth: cynnau trwcio oer, crwnnodau RV, corfforiau llongiau cyffredin (gwrth-gorrosif, hawdd eu ffurfio);
(3) Trydan a electronig: substrat fwrdd cylched, swmp cynhaliaeth (cynhaliaeth da, cost-effeithiol);
(4) Anghenion pob dydd: ffrwydro dur gwydr (FRP) a fynwent, biniau tywod eco-cyfeillgar, pibellau (parhaol ac o dan reolaeth gost).

I grynhoi: pam yw'r bwlch mor eang?

Dychwelwch i'n cwestiwn gwreiddiol, mae'r ateb yn glir:

Deunydd gwreig a broses: Mae paratoi manwerth carbon yn 'Phoenix Rising', ac mae gost y deunydd gwreig a'r brosesau yn llawer uwch na'r gwydr 'hylif-tynnu'.

Ceilfardd Perfformiad: Mae manwerth carbon yn y ddau arwyneb allie na manwerth gwydr, yn enwedig mewn meysydd sydd angen caledrwydd a lleihau pwysau uchaf, ac felly ni chael ei amnewid.

Marchnad a Lleoliad: Mae manwerth carbon yn gwasanaethu diwydiannau ar ymyl technoleg a chwsmeriaid uchel, ac fe'i hystyriwyd yn gynnyrch 'sefydlwyd gan ddechnoleg'; mae gwydr yn cael ei fflydrio'n galed mewn amrywiaeth eang o feysydd diwydiant a sifil, ac fe'i hystyriwyd yn gynnyrch 'sefydlwyd gan y farchnad'.

Felly yw'r tro nesaf y byddwch yn pwyso bar oddi ar wigr dyfrwyd o giarefannau neu ffrâm beic, mae hynny'n nid yn unig chiwwoedd a chrynedd y cynnyrch, ond hefyd gyfan o wyddoniaeth ddeunydd ar ymyl y cefn, dechnoleg gymhleth a chefnogaeth berfformiad eithafol. O'i le, mae gwydr-griw yn "fendigraidd hen ffrind" dawel, dibynadwy ac fforddiadwy yn ein bywydau ni.