Rurki z włókna węglowego są idealne zarówno dla hobbystów, jak i profesjonalistów z branży. Korzystanie ze sztywności włókna węglowe, niezwykle sztywna, a jednocześnie lekka konstrukcja rurowa może być stosowana w szerokim zakresie zastosowań.
Włókno węglowe rury mogą zastąpić stal, ale najczęściej zastępuje aluminium. W wielu przypadkach rura z włókna węglowego może ważyć 1/3 rurki aluminiowej i nadal mieć takie same lub lepsze właściwości wytrzymałościowe. Z tego powodu rury wzmocnione włóknem węglowym często znajdują zastosowanie w lekkich zastosowaniach, takich jak lotnictwo, samochody wyścigowe i sporty rekreacyjne.
Najczęstsze kształty profili rurowych z włókna węglowego to kwadraty, prostokąty i koła. Profile prostokątne i kwadratowe są powszechnie nazywane „belką skrzynkową”. Belki skrzynkowe z włókna węglowego zapewniają doskonałą sztywność konstrukcji i symulują dwie równoległe dwuteowniki.
Zastosowania rur z włókna węglowego
Korzystne będzie każde zastosowanie, w którym ważna jest waga, przejście na włókno węglowe. Oto niektóre z najczęstszych zastosowań rur z włókna węglowego:
- Belki i dźwigary lotnicze
- Elementy konstrukcyjne Formuły 1
- Wały strzałowe
- Dętki rowerowe
- Wiosła kajakowe
Produkcja rur z włókna węglowego
Puste struktury kompozytowe mogą być trudne do wytworzenia. Wynika to z faktu, że należy naciskać zarówno na wewnętrzną, jak i zewnętrzną stronę laminatu. Najczęściej rury z włókna węglowego o profilu ciągłym są wytwarzane metodą pultruzji lub uzwojenia włókna.
Rury pultrudowane są zdecydowanie najbardziej opłacalną metodą produkcji ciągłej złożony profile. Podczas wyciskania pustej rurki wymagany jest „pływający trzpień”. Chromowany stalowy pręt jest mocno przymocowany na boku matrycy, do której wchodzi surowiec. Elementy montażowe są wystarczająco daleko, aby nie zakłócały impregnowanego włókna, gdy wchodzi do matrycy.
Przestrzeń między trzpieniem a matrycą określa grubość ścianki rury z włókna węglowego.
Rury z pultrudingu z włókna węglowego umożliwiają wytwarzanie rur o praktycznie dowolnej długości. Transport rurki jest ogólnie ograniczeniem długości. W procesie pultruzji większość włókien będzie przebiegać w kierunku rurki. Tworzy to rurkę o ogromnej sztywności, ale niezbyt dużej wytrzymałości na obręcz lub wytrzymałości poprzecznej.
Rurki z włókien węglowych
Aby zwiększyć wytrzymałość i właściwości we wszystkich kierunkach, nawijanie włókien jest skuteczną metodą produkcji rur z włókna węglowego. Rury z nawijanymi włóknami są opłacalne i mają doskonałe właściwości, jednak największe ograniczenie opiera się na długości maszyny do nawijania.
Inne procesy produkcyjne
Pultruzja i nawijanie filamentu, choć najczęstsze, nie jest jedynym sposobem wytwarzania rur z włókna węglowego. Formowanie pęcherza, formowanie tłoczne, infuzja próżniowa i przetwarzanie w autoklawie to wszystkie metody wytwarzania rur z włókna węglowego. Każdy ma również swoje zalety i wady.