碳纖維復(fù)合材料——“羽毛般輕盈”

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減重一直是工業(yè)領(lǐng)域中重要的一項(xiàng)研究題目。維也納科技大學(xué)嘗試使用

碳纖維

材料替代鋼質(zhì)材料制作

彈簧

。

彈簧

的適用范圍無處不在，它的應(yīng)用在手表、汽車、測(cè)量工具以及宇宙飛船等領(lǐng)域都有著十分重要的作用。但有時(shí)會(huì)被人看作是一種繁瑣的科技。

維也納科技大學(xué)的Richard Zemann表示，這種看法是錯(cuò)誤的。他們的研究小組找到了一種新的方式，即用

碳纖維

材料代替成形復(fù)雜的鋼制材料，這樣既減輕了重量也帶來了優(yōu)異的材料特性。

碳纖維

非常的耐用。Richard Zemann的研究小組在試驗(yàn)機(jī)構(gòu)中所使用的絲質(zhì)制造技術(shù)以及高功率激光技術(shù)可以使

碳纖維

達(dá)到幾微米的厚度的同時(shí)長(zhǎng)度可以達(dá)到1千米長(zhǎng)，再將這些細(xì)纖維捆綁獲得到極輕但卻極為堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。

而為了使

碳纖維

可以保持成型則需要將它嵌入基體之中，比如環(huán)氧樹脂。“在理想狀態(tài)下，樹脂本身是沒有強(qiáng)度和力量的，但當(dāng)它和

碳纖維

結(jié)合在一起，就提夠了必要的穩(wěn)定性。”Richard說到。

這些纖維材料的性質(zhì)在

彈簧

的制作過程中表現(xiàn)的十分明顯。它們的比重十分低，不到鋼的四分之一。然而，目前為止纖維

復(fù)合材料

的應(yīng)用仍然僅限于簡(jiǎn)單的板簧，對(duì)于更為復(fù)雜的螺旋形

彈簧

仍然缺少生產(chǎn)中的相應(yīng)技術(shù)支持。不過維也納科技大學(xué)與其項(xiàng)目合作伙伴Tmej

彈簧

廠研發(fā)出了一項(xiàng)技術(shù)，可以生產(chǎn)出所有重要的

彈簧

形狀。至于他們具體的制造方式和過程，Richard Zemann表示還不愿意進(jìn)一步透露。“首先是要生產(chǎn)出可以之后施力變形成螺旋形

彈簧

的粗絲。”Richard說到。

我們從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：

碳纖維

螺旋

彈簧

的無損傷負(fù)載周期是100000次。“在到達(dá)試驗(yàn)次數(shù)后我們就停止了，但是

彈簧

絲毫沒有顯示出疲勞狀態(tài)，而且肯定還可以增加負(fù)荷強(qiáng)度。”

為了投入批量生產(chǎn)，制作過程中的一些細(xì)節(jié)還需要進(jìn)行改善和調(diào)整。樹脂和塑料組件方面還需要進(jìn)行研究，

碳纖維

可以應(yīng)對(duì)不斷重復(fù)的高強(qiáng)度負(fù)荷，但是周圍的組件還是偶爾會(huì)發(fā)生變形。維也納科技大學(xué)最近就在對(duì)改善塑料組件部分進(jìn)行研究。

玻璃鋼大俠

沙發(fā)！

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