Czy właściwości mechaniczne rurek z włókna węglowego ulegną pogorszeniu na skutek obróbki mechanicznej?
Rury z włókna węglowego mają bardzo wysokie zalety wydajnościowe i są szeroko stosowane w wielu dziedzinach w celu zastąpienia tradycyjnych rur metalowych. Na przykład, wydobycie włókna węglowego jest bardzo powszechnym produktem przetwarzania włókna węglowego, a także istnieją pewne rury z włókna węglowego, które są poddawane obróbce mechanicznej. Czy ten proces obróbki będzie miał znaczący wpływ na właściwości mechaniczne rur z włókna węglowego?
Rury z włókna węglowego mają niezwykle wysoką wydajność mechaniczną przy bardzo niskiej gęstości. Gęstość surowca kompozytowego z włókna węglowego wynosi zaledwie 1,6 g/cm^3, co sprawia, że całkowita masa rur z włókna węglowego jest bardzo lekka, co daje zaletę lekkości i znacznej oszczędności zużycia energii. W porównaniu do rur metalowych o tej samej wielkości, rury z włókna węglowego mogą zmniejszyć wagę o co najmniej 60%, a zużycie energii o ponad 30%. Na przykład rolki z włókna węglowego stosowane w zastosowaniach tekstylnych mogą zapewnić wysoką wydajność i znacznie zwiększyć ogólną wydajność pracy.
Całkowita wydajność mechaniczna rur z włókna węglowego jest w dużej mierze związana z samym materiałem kompozytowym z włókna węglowego. Użycie wysokowydajnych materiałów kompozytowych z włókna węglowego spowoduje jeszcze większe korzyści w zakresie wydajności, podczas gdy użycie materiałów kompozytowych z włókna węglowego o niższej wydajności doprowadzi do gorszej wydajności produkowanych rur z włókna węglowego.
Podczas obróbki ma to pewien wpływ na właściwości mechaniczne suchych rur z włókna węglowego, ale wpływ ten nie jest znaczący. Zależy to przede wszystkim od wytrzymałości samego materiału. Jeśli podczas obróbki nie zwróci się uwagi, może to doprowadzić do znacznego spadku wydajności rur z włókna węglowego. Jednym z ważnych czynników branych pod uwagę podczas obróbki jest porowatość rur z włókna węglowego. Wysoka porowatość może skutkować spadkiem wytrzymałości, zwłaszcza jeśli objętość porów jest duża. Wysoka porowatość może prowadzić do łatwego pękania rur z włókna węglowego w obszarze perforowanym pod wpływem naprężenia. Zazwyczaj porowatość mniejsza niż 4% będzie miała znaczny wpływ na wydajność.
