引抜成形プロファイル

カーボンファイバーはストランドの直径が比較的細いため、グラスファイバーの約半分の重さになります。 ただし、引抜成形されたグラスファイバーと引抜成形されたカーボンファイバーの同等の部分を比較した場合、この差はそれほど重要ではない可能性があります。これは、どちらの場合も樹脂がかなりの量の嵩を追加し、通常はファイバー自体の重量を上回るためです。
また、カーボンファイバーはグラスファイバーよりも優れた繊維強度を示します。 しかし、重量差と同様に、この強度差もそれ自体は必ずしも重要な要素ではありません。
たとえば、カーボンファイバーの繊維強度は 4127 ですが、E グラスとして知られる種類のグラスファイバーの繊維強度は 3450 で、約 16 パーセント低くなります。
しかし、これらの要素を組み合わせて検討すると、2 つの材料の違いが浮き彫りになります。 強度対重量比は、各材料がその重量に対してどれだけ強いかを表します。
E ガラスの重量比強度は 564 ですが、カーボンファイバーの重量比強度は 1013 で、ほぼ 2 倍です。
この重量に対する強度の高さは、メーカーが特定の製品を引抜成形する際に使用する炭素繊維の量がはるかに少なくて済むことを意味します。 その結果、引抜成形されたカーボンファイバー製品の断面は大幅に薄くなることがよくあります。
ここで、使用する樹脂の量が減るため、実際の軽量化が重要となります。

カーボンファイバーはグラスファイバーよりも強いことに加えて、剛性も高くなります。 この追加の剛性は非常に有用であることが判明し、メーカーははるかに正確な剛性のニーズを満たすことができます。
たとえば、CERN の大型ハドロン衝突型加速器内のシリコン トラッカー モジュールには、炭素繊維引抜成形だけが提供できるある程度の剛性が必要でした。
ただし、この剛性の向上は、必ずしもカーボンファイバーがすべての用途に適した選択肢であることを意味するわけではありません。
比較的柔軟な性質を持つグラスファイバーは、高屈曲パターンを必要とする用途にははるかに優れた選択肢です。 カーボンファイバーのフレックスウィンドウは小さいため、そのような用途には使用できない可能性があります。
重量と強度の関係と同様に、引抜成形材料の剛性は長期的な靭性に影響します。
グラスファイバーは柔軟性が高いため、ストレスや身体的虐待に容易に耐えることができるため、一般にカーボンファイバーよりも丈夫であると考えられています。
カーボンファイバーは強度があるにもかかわらず、通常は破断点が低いため、時間の経過とともに損傷を受けやすくなります。

スチールやアルミニウムなどの材料と比較して、グラスファイバーの熱膨張係数は比較的小さいため、温度変化によって膨張率が著しく大きくなることがありません。
とはいえ、極端な変動にさらされる場合、または公差が特に厳しい場合には、グラスファイバー引抜成形は適切な選択にならない可能性があります。
カーボンファイバーには、この点で注目すべき特性があります。それは、実際に負の熱膨張係数を持っているということです。 その結果、炭素繊維は温度が下がると膨張します。
この傾向は、繊維を結合するために使用される樹脂マトリックスが正の係数を持ち、基本的に全体の係数が中性に近いという事実と効果的に相殺されます。

コストの面での利点は明らかにグラスファイバーの側にあります。 長い炭素繊維を製造することは、はるかに時間がかかり、困難なプロセスであるため、当然のことながら炭素繊維の価格も高くなります。
同様に、突出部のない製品を含むグラスファイバーの用途が広がることで、その価格帯の競争力が大幅に向上します。
結局のところ、グラスファイバーと引抜成形カーボンファイバーはどちらも独自の特性を示しており、すべての用途においてどちらが優れているというわけではありません。
代わりに、ニーズに最適な材料を選択するには、特定の製品のニーズとパラメータを慎重に検討する必要があります。