碳纤维板与碳纤维管

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采购指南
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碳纤维板该多厚?厚度、刚度和重量的关系

按需要的刚度选厚度,因为弯曲刚度与厚度的三次方成正比,而重量只与厚度成正比。2 mm 碳纤维板的弯曲刚度是 1 mm 板的 8 倍,重量是 2 倍。要替换弯曲刚度相同的铝板,编织碳纤维板只需厚约 8%,重量轻约 36%[1][2].

t³弯曲刚度与厚度的三次方成正比
8×从 1 mm 到 2 mm 的刚度变化
−36%等刚度下相对铝的重量(编织碳纤维)
1–5 mm标准板材厚度

厚度、刚度和重量

标准 3K T300 板材厚度为 1 到 5 mm[3]。相对同尺寸 1 mm 板:

厚度 相对重量 相对弯曲刚度 每平方米重量(按 1.6 g/cm³)
1 mm 1 1 1.6 kg
2 mm 2 8 3.2 kg
3 mm 3 27 4.8 kg
4 mm 4 64 6.4 kg
5 mm 5 125 8.0 kg

替换铝板

弯曲刚度相同时,厚度按模量比的立方根变化。铝为 68.9 GPa、2.7 g/cm³[1],编织 T300 层合板为 55 GPa[2]、约 1.6 g/cm³[1]:

铝板 同刚度编织碳纤维板 减重
2.0 mm 2.16 mm(订 2.5 mm 定制,或 3 mm 标准) 约 36%
3.0 mm 3.23 mm(订 3.5 mm 定制,或 4 mm 标准) 约 36%
5.0 mm 5.39 mm(定制厚度) 约 36%

厚度比 = (68.9 ÷ 55)^(1/3) = 1.078。重量比 = 1.078 × 1.6 ÷ 2.7 = 0.64。

内部含单向层的板材在主方向上比编织板更刚,所以可能用更薄的板就够了。高模量纤维(M40 及以上)也可以减薄[4]。T700 是高强度牌号,不是高模量牌号:其单向层合板只比 T300 刚约 4%(125 对 120 GPa)。

碳纤维板零件
CNC 切割板件:厚度决定刚度。
斜纹表面的碳纤维板
标准板材 1 到 5 mm;定制 0.2 到 150 mm。

不同用途的常用厚度

Use 常用厚度
盖板、装饰件、轻型支架 0.5–1 mm
小型无人机机架、相机底板 1.5–3 mm
大型无人机机臂和机架、机器人板件 3–5 mm
机加工夹具和块件 定制,最厚 150 mm

定制板材厚度 0.2 到 150 mm,尺寸最大 9000 × 3000 mm[4].

提示板子太软时,加厚是最有效的办法。板子太重时,在低应力区域开减重槽和减重孔,而不是整块减薄。

需要提供什么

请告诉我们现在的板材材料和厚度、尺寸以及载荷或变形限值,我们会建议碳纤维板厚度和铺层。请通过询价表单发送,图纸和表面要求见CNC 碳纤维板零件下单。

资料来源

  1. DragonPlate,《Carbon Fiber vs Aluminum》:铝 68.9 GPa、2.7 g/cm³;碳纤维复合材料约 1.6 g/cm³
  2. 技术数据表,编织 T300 预浸料 T200R4024T:层合板拉伸模量 55 GPa(可索取)
  3. 标准碳纤维板:3K T300,1、2、3、4 和 5 mm
  4. 定制碳纤维板:厚 0.2–150 mm,最大 9000 × 3000 mm,T300 到 M60