ในมุมมองของเส้นใยคาร์บอน ทำไมราคาของเส้นใยคาร์บอนจึงค่อนข้างสูง?

วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ประสิทธิภาพสูงทำให้มีประสิทธิภาพการใช้งานที่สูงมากในหลายอุตสาหกรรมเมื่อคาร์บอนไฟเบอร์เมื่อนำมาประยุกต์ใช้พบว่าราคาโดยรวมสูงสถานที่ที่ราคาสินค้าเส้นใยขาดสูงมีส่วนเกี่ยวข้องกับหลายสถานที่ทีมงานของเราจะบอกคุณจากมุมมองของคาร์บอนไฟเบอร์

ผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์ที่เราเห็นนั้นแตกต่างจากวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ของเราอย่างมาก เนื่องจากเส้นใยไม่สามารถผลิตได้เพียงลำพัง และต้องรวมกับเรซินเมทริกซ์เพื่อให้การผลิตผลิตภัณฑ์เสร็จสมบูรณ์สาเหตุหนึ่งที่ทำให้ราคาของผลิตภัณฑ์เส้นใยค่อนข้างแพงก็คือต้นทุนของเส้นใยคาร์บอนค่อนข้างสูง ดังนั้นเราต้องเข้าใจวัสดุใยลากคาร์บอนไฟเบอร์ก่อน

สายพ่วงไฟเบอร์ขาดมีสามประเภท ได้แก่ เส้นใยคาร์บอนจากโพลีอะคริโลไนไตรล์ (PAN) คาร์บอนไฟเบอร์จากสนาม และคาร์บอนไฟเบอร์จากยางคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้ PAN ที่พบมากที่สุดจริงๆ แล้วเป็นเส้นใยที่พบมากที่สุด และส่วนแบ่งการตลาดทั้งหมดมีมากกว่า 90% ดังนั้นเส้นใยคาร์บอนเทอร์โมพลาสติกในปัจจุบันจึงหมายถึงคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้ PAN

โพลีอะคริโลไนไตรล์ยังถูกประดิษฐ์ขึ้นตั้งแต่เริ่มแรกอีกด้วยมันถูกคิดค้นโดย Akio Kondo ในญี่ปุ่นในปี 1959 และจากนั้นจึงผลิตจำนวนมากใน Toray ในปี 1970 เส้นใยคาร์บอนโพลีอะคริโลไนไตรล์ทั้งหมดมีความแข็งแรงสูงมากและมีลักษณะเฉพาะของดาวฤกษ์ต้นแบบเส้นใยแอสฟัลต์ได้รับการพัฒนาโดยมหาวิทยาลัยกุนมะในญี่ปุ่นเมื่อปี 1965 สายพ่วงคาร์บอนไฟเบอร์นี้มีค่าการนำความร้อนสูงมากสูงถึง 90OGPa ดังนั้นจึงนำไปใช้กับวัสดุพิเศษที่ใช้งานได้เป็นส่วนใหญ่เส้นใยคาร์บอนที่มีสารวิสโคสถูกใช้เป็นวัสดุคอมโพสิตสำหรับแผงป้องกันความร้อนในยานอวกาศเป็นหลักในช่วงทศวรรษปี 1950 และยังเป็นวัสดุที่จะใช้ในปัจจุบันอีกด้วยดังนั้นเราจึงพบว่าสองรายการแรกถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยชาวญี่ปุ่น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมมาตรฐานการวัดประสิทธิภาพของชุดพ่วงคาร์บอนไฟเบอร์จึงอิงจากวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ของ Toray

แน่นอนว่าการวิจัยและพัฒนาสารตั้งต้นของเส้นใยคาร์บอนมีความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ผลกระทบโดยรวมยังไม่เกิดขึ้นปัจจุบัน PAN-based ยังคงเป็นแกนนำในการผลิตเส้นใยคาร์บอน ปริมาณคาร์บอนของสารตั้งต้นทั้งสามจะสูงถึงมากกว่า 80%ตามทฤษฎีแล้ว ราคาของเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์จะลดลงอย่างแน่นอน แต่การผลิตเส้นใยแบบพิทช์นั้นจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงและมอดูเลตกระบวนการนี้จะเพิ่มต้นทุนการผลิตอย่างมากและลดผลผลิตลงเหลือ 30%ดังนั้นสิ่งที่ใช้ PAN จึงยังคงได้รับความนิยมมากกว่า

เรามาดูคาร์บอนไฟเบอร์ PAN ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายกันราคาของคาร์บอนไฟเบอร์แบบ PAN นั้นต่ำกว่าราคาของคาร์บอนไฟเบอร์แบบแอสฟัลต์มาก และสามารถใช้ได้ในหลายสาขาราคาไฟเบอร์แบบ PAN สำหรับดาวเทียมสูงถึง 200 เยน/กก. ในขณะที่ราคาคาร์บอนไฟเบอร์สำหรับรถยนต์มีราคาต่ำเพียง 2,000 เยน/กก.

จากนั้นเรายังคงใช้วัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ของ Toray เป็นพื้นฐานที่นี่เส้นใยที่ขาดตาม PAN จะถูกแบ่งออกเป็นสายพ่วงขนาดใหญ่และขนาดเล็กตัวอย่างเช่น ราคาของ 3K ทั่วไปคือ 50-70 ดอลลาร์สหรัฐ/กก. และราคา 6K คือ 4-50 ดอลลาร์สหรัฐ/กก.ดังนั้นเราจึงสามารถเข้าใจได้ว่าเหตุใดจึงมีการใช้ชุดลากจูงขนาดเล็กในพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพสูง

เราจึงบอกว่าราคาคาร์บอนไฟเบอร์จะแพงกว่าไม่ใช่ว่าไม่มีเหตุผลที่จะต้องทำอะไรมากมายกับวัตถุดิบนอกจากนี้ราคาของผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์ยังค่อนข้างสูง และมีส่วนเกี่ยวข้องกับการที่ผลิตภัณฑ์คาร์บอนไฟเบอร์ของเราต้องการแรงงานและอุปกรณ์จำนวนมาก