碳纖維管是目前應用范圍較廣、數(shù)量較多的碳纖維基礎制品之一,也是碳纖維復合材料重要的應用形式之一。與其他的應用相似,碳纖維管也是憑借著“輕而強”的性能優(yōu)勢成為諸多領域所青睞的輕量化材料。目前碳纖維管的市場需求和潛在應用領域如下:
1、碳纖維管應用于體育休閑領域
碳纖維管在體育休閑領域較早應用于高爾夫球桿和釣魚竿,這也是較早推動碳纖維發(fā)展的消費渠道之一。早在十幾年前,碳纖維應用于高爾夫球桿上的消耗量就占全世界的十分之一,而近年來,網(wǎng)球拍、羽毛球拍、冰球桿、自行車、運動護具等體育用品也越來越多的使用到碳纖維材料。
碳纖維管制成的高爾夫球桿凈重僅為50g左右,而同樣規(guī)格的鋼制桿身重量高達120g以上。碳纖維管在減輕重量的同時,讓球桿獲得更好的彈性與韌性,并且在運動中震感更小,平衡感更好,帶給使用者的舒適程度更高。又如碳纖維管制作的自行車,外形美觀具有現(xiàn)代科技感,尤其是其重量輕、承重能力好等特點,適合于戶外運動,深受戶外騎行者的喜愛。
這類用品中的碳纖維管能有效優(yōu)化使用者的體驗度,更輕質(zhì)量的材質(zhì)可以減少使用者的體力消耗,增加運動過程的愉悅性。更強的材質(zhì)還能減少器材彎曲變形的可能性,延長器材的使用壽命。碳纖維在體育休閑領域的應用技術(shù)相對成熟,因此碳纖維在該領域的需求量呈穩(wěn)定增長的趨勢。
2、碳纖維管應用于無人機領域
碳纖維管質(zhì)量輕、強度高,在設計和裝配的時候能適用于無人機不同的機體部位,如機臂、機翼骨架,相對于鋁合金材質(zhì)可增加30%的減重效果,可以提高飛機的續(xù)航能力并且提高載荷能力。碳纖維材料本身的抗拉強度高,吸能抗震、耐腐蝕能力好等優(yōu)點也使得無人機的使用壽命延長。我們通過對自身客戶的研究發(fā)現(xiàn),大部分消費級航拍無人機以及農(nóng)用植保無人機均采用碳纖維管作為主體結(jié)構(gòu),不僅可以減輕無人機的自重,增加續(xù)航能力,同時也增加了無人機的使用壽命。
3、碳纖維管應用于輕量化工業(yè)裝備
碳纖維管可作為輥身的碳纖維輥軸,可廣泛應用于印刷、造紙、塑料、紡織、薄膜、鋰電池極片卷繞機等行業(yè)。雖然該類型的應用在結(jié)構(gòu)設計上比較簡單,但是對碳纖維本身的工藝水平要求較高,越是精密的機器對輥的動平衡、同心度要求就越嚴格,碳纖維管的技術(shù)指標會直接影響到輥軸高速旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性,進而對整個機器的性能產(chǎn)生影響。
采用高精度碳纖維管制成的輥軸相比于鋁合金材料的軸類產(chǎn)品,性能優(yōu)勢非常突出。根據(jù)我們?yōu)榭蛻粞兄频奶祭w輥軸試樣顯示,碳纖維輥軸因為更輕的材質(zhì)能減小慣性,使機器啟動和停止的速度加快,提高輥軸的轉(zhuǎn)速,有效地提升了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質(zhì),同時可以有效降低耗能。
雖然當下的碳纖管市場價格在一定程度上掣肘了其在更多層面上的應用,但是,隨著工藝化水平的不斷提升和批量化生產(chǎn)模式的推廣,這一瓶頸將被逐漸打破。從市場需求的深度和走向看,碳纖維管的發(fā)展將向功能特殊化、設計組合化方向發(fā)展。總之,產(chǎn)品的基礎性決定了市場需求量,碳纖維管的未來發(fā)展不容小覷,在替代金屬管材的輕量化進程中必將扮演著越來越重要的角色。