碳纤维管——工业机械设备的“新宠”

越来越多的工业设备及科技、民用类产品开始大量采用碳纤维管替代传统金属材料管，这种更新换代赋予了设备或产品哪些新的竞争力？碳纤维复合材料可以为管材类部件带来哪些方面的性能提升？国内较早实现碳纤维管材批量化生产的碳纤维零部件制造商智上新材料科技有限公司结合自身产品的实际应用情况，对碳纤维管的优势予以以下说明。

1. 有利于提升机械设备的生产效率：

碳纤维复合材料密度小、强度大，与同型号的钢制管体相比，能减重70%左右，与同型号的铝合金管体相比，能减重约30%。智上新材料根据客户要求，采用这种材料制作造纸机设备上的辊筒，在应用中不仅能有效减轻设备的自重，还大幅度地减小了辊体的运动惯量，有利于辊体高速稳定地运转，从整体上提升了机械设备的生产效率。

2. 热膨胀系数几接近于零：

碳纤维复合材料具有可设计性，能够根据结构的实际需要，通过优化的铺层方案增加主方向的刚度、控制热膨胀系数。例如，智上新材以碳纤维复合材料制作的光学镜筒，采用一对一订制化铺层方式，通过平行于纤维方向的热膨胀抵消其它方向的热膨胀，使零部件热膨胀系数几近于零。

3.产品精度更可控：

碳纤维复合材料有多种成型方式，碳纤维管材的尺寸精度、表面质量主要取决于成型工艺以及严格的产品质量管控。良好的工艺水准可以有效减少成品表面的质量缺陷，使之光滑平整，保证尺寸公差。传统金属管件的机械加工具有变形的风险，对一些高精密仪器设备来说，更高的尺寸精度显得尤为重要。以一款由空心薄壁的碳纤维圆管制成的天线支撑杆为例，

用碳纤维复合材料管替代原来的铝制支撑杆，天线的尺寸稳定性和精度都得到了明显提升。

4.使用寿命更长：

碳纤维复合材料耐疲劳性能好，材料本身的轻质化能够减轻零部件的承重负荷，重量轻摩擦就小，用于旋转辊体时，即便转速很快，辊体也不容易产生较大的挠度，能有效避免辊体表面保护层及轴头等相关部位的损伤，降低更换和维修的成本。碳纤维复合材料耐腐蚀性也很强，能抵御一般工业用化学剂的腐蚀（强碱强酸除外），保养清洗都比较方便。

5.振动小：

碳纤维复合材料管的刚度远远高于普通的钢制管，将其用作辊体，在机械设备的高速运转中，产生的振动较小。如智上新材为印刷机设备提供的碳纤维复合材料辊，与传统的金属辊相比，不仅可以实现更高的速度，还能获得更高的印刷质量。

6.变形量：

碳纤维复合材料在拉伸、压缩、弯曲、弯剪及扭转等方面的性能表现较好，碳纤维管在长期的机械运行中变形量小，能为设备提供更好的工作状态。例如，在纺织机械中使用碳纤维复合材料起毛辊，尺寸稳定性好，不易变形，尤其是在较长的辊体中，碳纤维复合材料的扭曲变形率远低于传统的钢制辊。

（版权所有，转载时请务必保持内容的完整性并标明文章出处。）