碳纤维材料的性能优势与应用举例

强度大=负载重

有些零部件需要具有足够的承载和负荷能力，碳纤维复合材料的强度特征可以很好地满足这一需求。以国内碳纤维零部件制造商智上新材料为一款机器人配置的碳纤维可伸缩机械臂为例，该机械臂的前端附着较为沉重的勘探设备，还要精准完成操作任务。从实际需要考虑，整个机械臂的直径和重量则是越小越好，在此情况下，智上新材料根据碳纤维复合材料各向异性的特点，通过控制铺层方向和层数来获得不同强度和刚度，从而满足机械臂构件对载荷的特殊要求。

蠕变小=抗温差

某些特定的仪器设备需要在运行时面临高低温交变的工作环境，如轨道车辆在不同地域可能会面临较大的温差，例如南方地区和北方地区温差可以达到30℃以上。直接接触外部气温环境的结构件对高低温交变环境中零部件的精度和尺寸稳定性提出了极高要求，智上新材料以连续碳纤维为增强材料，利用该材料的膨胀系数小的优点，通过优化工艺方案，保持零部件极小的蠕变量，从而满足特定设备对高低温交变环境中尺寸稳定性的要求。

轻量化=能耗低

零部件自身的轻量化将直接影响到设备的能耗比。例如，无人机在携带大量电池组时会增加起飞时的能耗和飞行重量，这就会大大提高无人机的制造成本和飞行费用。以国内某款无人机为例，相关实验数据证明，其每节省1KG的质量，就可以减少20-35%的能耗或者延长30分钟以上的飞行时间。与金属材料的无人机零部件相比，智上新材料制作的碳纤维无人机零部件在满足高刚度和尺寸稳定性的同时，轻量化效果显著，对降低能耗和运行成本有很大帮助。

耐疲劳=寿命长

多数的工业零部件需要承受长时间、高频率的工作负荷，碳纤维复合材料的耐疲劳性能好，能够有效延长零部件的使用寿命，减少零部件损坏和更换频率，从整个生产周期上提升零部件的使用价值。如智上新材料为纺织造纸、锂电池卷绕机、印刷等工业机械用的碳纤维辊轴，在高强度工作压力之下，其使用寿命是普通材质辊轴的2-3倍，这对于批量化的工业制造来说意义重大。

吸能强=抗冲击

用于飞机、坦克、舰艇、轨道车辆等的仪器设备箱体，在工作中往往要面对极高的加速过载和剧烈震动，因此在箱体结构设计时，主要考虑的是保证仪器设备箱体的安全性和功能性。碳纤维复合材料具有一定的吸能性，有助于箱体耐受强大的冲击力。另外，智上新材料通过组合式的内模和外模成型模具，使该碳纤维仪器设备箱体的成型精度得到有效提升。与铝合金材料的箱体相比，碳纤维箱体在应力与变形量上优势明显。

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