為何碳纖維產(chǎn)品如此貴？

由于其機(jī)械性能優(yōu)和質(zhì)輕，碳纖維越來越多地成為鋁、鋼和其他金屬的替代品。隨著材料科學(xué)和制造技術(shù)的創(chuàng)新不斷發(fā)展，其復(fù)合材料的多功能性和定制化增加了碳纖維更廣闊的用途。與鋼和鋁等其他材料相比，碳纖維以價(jià)格昂貴而聞名，主要倒不是因?yàn)樘祭w維材料本身，還因其制造工藝、對(duì)熟練勞動(dòng)力的需求以及生產(chǎn)碳纖維產(chǎn)品的其他材料等。

1、從加工和規(guī)模經(jīng)濟(jì)方面分析：

碳纖維的相對(duì)強(qiáng)度，經(jīng)常將其與鋼和鋁等金屬進(jìn)行比較。但是碳纖維的生產(chǎn)與金屬的生產(chǎn)有很大不同。

鋼和鋁等金屬源自原礦石，直接轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品或作為半成品材料提供，隨后制成最終產(chǎn)品。所涉及的方法是經(jīng)過數(shù)百年時(shí)間考驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)化的流程。

而碳纖維生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜得多的過程。利用機(jī)械和化學(xué)過程來操縱長而細(xì)的有機(jī)聚合物的原子組成，以制造碳纖維絲束。然后將數(shù)千條絲束嵌入樹脂基體中以制造復(fù)合材料產(chǎn)品。復(fù)合材料制造商使用專有的配方、工藝和材料組合來生產(chǎn)各種復(fù)合材料各種制品，以滿足特定零件的強(qiáng)度和機(jī)械要求。整個(gè)過程非常耗時(shí)，有許多步驟必須仔細(xì)控制和監(jiān)控才能實(shí)現(xiàn)客戶所需的要求。

金屬通常被視為市場價(jià)格由供需決定的商品。土木工程和造船業(yè)大量使用鋼材對(duì)規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了明顯影響。全球鋼鐵和鋁產(chǎn)量為數(shù)百萬噸，其中碳纖維為數(shù)千噸。碳纖維在航空航天工業(yè)中的廣泛采用正在開始縮小這一差距。然而，對(duì)于使用碳纖維不具有優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用，金屬將繼續(xù)大量生產(chǎn)。

2、性能和投資回報(bào)率 (ROI)

金屬的材料特性和成本在任何給定應(yīng)用的設(shè)計(jì)中都得到廣泛理解和預(yù)測(cè)。目前碳纖維還沒有明確的定義。

從飛機(jī)或航天器的輕量化的意義，航空航天業(yè)權(quán)衡使用碳纖維的費(fèi)用與更長飛行距離的性能優(yōu)勢(shì)考慮，從長遠(yuǎn)來看，碳纖維相關(guān)的溢價(jià)部分還是值得額外的制造成本的。

工業(yè)自動(dòng)化權(quán)衡每件成本與輕質(zhì)材料帶來的好處，以提高生產(chǎn)線速度、減少電機(jī)和執(zhí)行器的磨損和負(fù)載以及能源消耗。鑒于所獲得的巨大優(yōu)勢(shì)，碳纖維的成本很容易通過延長生命周期和提高性能來獲得投資效益的。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使用碳纖維等先進(jìn)材料時(shí)，工程師必須確定哪些材料特性針對(duì)于哪些特定應(yīng)用，以及對(duì)產(chǎn)品成本的影響與性能增益的影響。聯(lián)系優(yōu)培德（m.ucfstudent.com ） 提供經(jīng)濟(jì)的解決方案。