如果你上網(wǎng)查“碳纖維的應用”，千篇一律的給你寫，輕呀，結實呀，漂亮呀等等，所以我不講這些廢話，咱也別講英文呀，縮寫之類沒營養(yǎng)的玩意，寫寫我們在設計一款產品中，結構上碰上的問題。

對于一些高級產品的設計，碳纖維的使用，實在太有用了，這也算是這個項目中，我們學到最有用的知識點。

我要講幾個事：

1，強度

2，對比鋼

4，膠水

5，加工

以前，不知道從哪個笨蛋那聽來，鋼筋混凝土為什么結實，因為鋼筋抗拉，水泥抗壓，這就純粹胡說八道。

最主要原因是混凝土的成本低，這才是根本，鋼筋混凝土永遠比不上銅墻鐵壁，拿個方鋼砸你們家墻試試，一定是墻壞。

因為，鋼是各向同性材料。

而碳纖維板，是各向異性材料。釣魚線，你拉不斷，想打成卷，太容易了，這就叫不同方向，性能不同，它抗拉不抗彎。“各向異性”是這么個意思。

碳纖維絲，就是這么個東西。

碳纖維板是什么呢，就是鋼筋混凝土，纖維絲，你把它當成鋼筋，混凝土，它換成了樹脂，這個詞叫“預侵料”。

如果沒有混凝土，所有強度，都只能計算鋼筋的抗拉強度，由于摻雜了混凝土，比如一半鋼筋，一半混凝土，當然抗拉，只有純鋼筋的一半。（這句話不太嚴謹，應該還有混凝土的強度）

所以，纖維板的抗拉，必然不如纖維絲。但仍然遠遠高于樹脂。

不銹鋼的屈服強度是200Mpa，鐵的屈服強度是235Mpa，纖維絲有多少？

沒有屈服強度，這又是前面的各向同性，各向異性材料的概念，只有各向同性材料，才有屈服強度，纖維是只有抗拉強度，沒有屈服，但如果單純考慮抗拉，咱可以把金屬的屈服，當作抗拉，纖維絲的抗拉強度達到4500Mpa，是鋼的20倍。（咱先不考慮品牌呀，規(guī)格什么的）你只要記住從抗拉這點上看，纖維絲巨牛無比。

碳纖維板，由于添加了樹脂（摻糖兌水的意思），抗拉強度大幅下降，但仍然能很輕易的達到鋼鐵的10倍。

但密度，只有鋼的1/5,鋁的一半（方便你記憶，這只是個約數(shù)，根據(jù)樹脂的百分比，這還不一樣）

知道它好在哪了？

然后咱再說糟點，抗彎

因為它只是魚線，幾乎沒有什么所謂的抗彎，別的行家跟我講，我們甚至可以只看樹脂的抗彎，而完全忽略碳纖維的抗彎，樹脂的抗彎有多少？它只有鋼的1/3。

明白要點了嗎？

假設你要應用碳纖維材料去制作什么什么產品，必須要把它的抗拉性能應用進去，因為如果你不使用它的抗拉性能，就像有人用固態(tài)硬盤當作存儲器，而不用于C盤一樣暴殄天物。

為什么要說膠水，因為這是個很容易忽略的地方。

查來環(huán)氧樹脂結構膠很適合碳纖維，我們做技術的，不能光看它“適合不適合某某材料”這種空洞的描述。

要看參數(shù)，我們看了各種膠，能達到30Mpa剪切的已經很了不起了，30Mpa，纖維絲是4500Mpa，如果用膠水，就等于把4500Mpa，人為的降低到30，降低到鐵的1/8，所以能用膠水嗎？

當你做產品的時候，主要使用的，就是碳纖維的抗拉強度，那你用膠水去固定就是非常250的操作。

內裂，這是從同行那聽來，讓我腦筋跳起多高、心驚肉跳的拍桌子（我們設計都做完了，幾萬的成本都預算出去了，竟然還有這種事，所有沉孔都不能搞了，豈不是設計完蛋了）

沉孔，等于將纖維絲的一部分切斷，沉入的部分，剛好是纖維絲斷開的地方，做沉孔就非常危險。

經過大量的調查，內裂這個問題，假設纖維絲的方向一直，開孔在一排循序排列纖維絲中，這種內裂是合理的，但現(xiàn)在工藝上，纖維絲都是交錯排列，橫，豎，橫，豎，這種垂直交錯式的，（這也是為什么很多碳板的表面，自帶方格自帶紋理的表現(xiàn)）

更有優(yōu)化的，橫豎以外，還有增加45°斜切，或者多角度覆蓋的，在知乎上有篇實驗的介紹，是增加這種斜切方向，一定程度上，還能增加其抗彎能力。（仍然不高哈）

打螺紋，不成。

因為螺紋是靠螺牙，來吃強度的，碳纖維板是由一層又一層的碳布貼合而成，螺紋牙剛好等于去撕裂多層碳布很有效的工具，這是最和稀泥的玩意，腥了一鍋湯的主要臭魚。

也就是說，用碳纖維板，如果想充分利用它的性能，你只能打通孔。不能用螺紋

“碳板的物性表”，沒有這種東西。

嚴格說，也不能算沒有，供應商可以提供從0.5mm-100mm的各種厚度，他不可能去檢測這么多厚度的板子，做個實驗可不便宜。所以廠家，只提供碳纖維絲的物性表，樹脂的物性表，而碳板的物性表，厚度問題，樹脂混合百分比問題，這幾乎是個無數(shù)解的結果，想要，得有大筆的錢，才做得起的實驗。換句話說，碳板只能靠“試！”，或者經驗。

最后，加工

碳纖維板不能用金屬刀，而要用玉米刀，無數(shù)小鋸齒構成的銑刀，有點像磨碎的意思。

我們的應用：

我們的產品，是一個桌面，如果是普通桌子，你用碳纖維板非常合理，因為四角是固定的，你用釘子，螺絲把碳板固定在四條腿上，當桌面承載，四角固定，就給碳板一個“拉”的趨勢。所以使用碳板，非常合理。

但我們的桌子，是一款懸臂梁，假設我們用碳板來當做桌面，只有兩個角可以固定，另外兩個腳完全懸浮，幾乎等于我們用樹脂做了桌面。

用碳板，一絲好處都沒有，它的抗彎強度遠遠不如鍍鋅管（你知道不？201的強度是要大于304的）

所以我們用方管來抗彎，但是既然是一款桌面，當然不能僅僅靠方管，如果這個面，用1mm鋼板，重量高達16公斤，如果用碳板，我只要2公斤，因為方管已經承載了所有彎曲強度，我的桌面，用碳板，就可以充分利用它的抗拉能力。甚至于方管變形，表面長度是要變化的，我又進一步利用了碳板的抗拉強度來增加方管的抗彎性能。

模擬仿真，雖然纖維絲是異向性材料，但是纖維絲的鋪設，幾乎沒有任何供應商是同向鋪設的，所以抗拉，無論哪個方向都可以看成最強抗拉的4500Mpa乘以（1-樹脂百分比）。如果僅計算抗拉，還是可以按照最大強度去計算。

最后總結一句，我們做產品設計，尤其是做一些非傳統(tǒng)行業(yè)產品，碳纖維，是個好東西，也是個貴得要命得東西，好歸好，咱得會用，一定要把它的抗拉利用上，才能真正發(fā)揮它的用處。