탄소 섬유 강화 폴리머

CFRP는 복합 재료 입니다. 이 경우 합성물은 매트릭스와 강화의 두 부분으로 구성됩니다. CFRP에서 보강재는 강도를 제공하는 탄소 섬유입니다. 매트릭스는 일반적으로 보강재를 함께 묶는 에폭시와 같은 폴리머 수지입니다. ^[2] CFRP는 두 가지 요소로 구성되기 때문에 재료 특성은이 두 요소에 따라 달라집니다.

보강은 CFRP에 각각 응력 및 탄성 계수로 측정 된 강도와 강성을 제공합니다 . 강철 및 알루미늄과 같은 등방성 재료와 달리 CFRP는 방향 강도 특성을 가지고 있습니다. CFRP의 특성은 탄소 섬유의 레이아웃과 중합체에 대한 탄소 섬유의 비율에 따라 다릅니다. ^[3] 탄소 섬유 및 중합체 매트릭스의 특성을 이용하여 복합 재료의 순 탄성률을 지배하는 두 가지 수식은 탄소 섬유 강화 플라스틱에 적용될 수있다. ^[4] 다음 방정식은,

${\ displaystyle E_ {c} = V_ {m} E_ {m} + V_ {f} E_ {f}}$

섬유가 적용된 하중 방향으로 배향 된 복합 재료에 유효합니다. ${\ displaystyle E_ {c}}$ 총 복합 계수이고, ${\ displaystyle V_ {m}}$ 과 ${\ displaystyle V_ {f}}$ 복합재에서 각각 매트릭스와 섬유의 부피 분율 ${\ displaystyle E_ {m}}$ 과 ${\ displaystyle E_ {f}}$매트릭스와 섬유 각각의 탄성 계수입니다. ^[4] 섬유가 적용된 하중에 대해 가로 방향으로 배향 된 복합재의 탄성 계수의 다른 극단적 인 경우는 다음 방정식을 사용하여 찾을 수 있습니다. ^[4]

${\ displaystyle E_ {c} = \ left ({\ frac {V_ {m}} {E_ {m}}} + {\ frac {V_ {f}} {E_ {f}}} \ right) ^ {- 1}}$

탄소 섬유 강화 플라스틱의 파괴 인성은 1) 탄소 섬유와 폴리머 매트릭스 사이의 분리, 2) 섬유 풀 아웃, 3) CFRP 시트 사이의 박리 메커니즘에 의해 결정됩니다. ^[5] 일반적인 에폭시 기반 CFRP는 고장에 대한 변형률이 0.5 % 미만으로 거의 가소성을 나타내지 않습니다. 에폭시를 사용하는 CFRP는 강도와 탄성 계수가 높지만 부서지기 쉬운 파괴 역학은 고장이 치명적으로 발생하기 때문에 엔지니어에게 고장 감지에 고유 한 문제를 제시합니다. ^[5] CFRPs을 강하게하는 등, 최근의 노력으로서 기존 에폭시 재료 수정 및 대체 폴리머 매트릭스를 찾는 것을 포함한다. 이러한 가능성이 높은 재료 중 하나는 PEEK 이며, 이는 유사한 탄성 계수 및 인장 강도로 훨씬 더 큰 인성을 나타냅니다. ^[5] 그러나, PEEK 훨씬 더 어려운 과정을 더 비싸다. ^[5]

초기 강도 대 중량 비율이 높음에도 불구하고 CFRP의 설계 한계는 정의 가능한 피로 한계 가 없다는 것입니다 . 이것은 이론적으로 스트레스 사이클 실패를 배제 할 수 없음을 의미합니다. 강철 및 기타 많은 구조용 금속 및 합금에는 추정 가능한 피로 또는 내구성 한계가 있지만 복합재의 복잡한 파손 모드는 CFRP의 피로 파손 특성을 예측하고 설계하기 어렵다는 것을 의미합니다. 결과적으로 중요한 주기적 부하 애플리케이션에 CFRP를 사용할 때 엔지니어는 서비스 수명 동안 적절한 구성 요소 신뢰성을 제공하기 위해 상당한 강도 안전 여유를 설계해야 할 수 있습니다.

온도 및 습도와 같은 환경 적 영향은 대부분의 CFRP를 포함하여 폴리머 기반 복합재에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. CFRP는 우수한 내식성을 보여 주지만, 광범위한 온도에서 수분의 영향은 특히 매트릭스 섬유 계면에서 CFRP의 기계적 특성을 저하시킬 수 있습니다. ^[6] 탄소 섬유 자체가 재료 내로 확산되는 수분에 의해 영향을받지 않는 반면, 수분이 고분자 매트릭스를 가소. ^[5] 이 현저하게 크게 예컨대 압축, 전단으로서 층간 CFRPs의 매트릭스에 의해 영향을받는 특성의 변화와 충격 특성되었다. ^[7] 엔진 팬 블레이드에 사용되는 에폭시 매트릭스는 제트 연료, 윤활유, 빗물에 대해 불침 투성이 있도록 설계되었으며, 복합재 부품에 외부 페인트를 적용하여 자외선으로 인한 손상을 최소화합니다. ^{[5] [8]}

탄소 섬유는 CRP 부품이 알루미늄에 부착 될 때 갈바닉 부식을 일으킬 수 있습니다 . ^[9]

탄소 섬유 강화 플라스틱은 가공하기가 매우 어렵고 상당한 공구 마모를 유발합니다. CFRP 가공에서 공구 마모는 절단 공정의 섬유 방향 및 가공 조건에 따라 다릅니다. 공구 마모를 줄이기 위해 CFRP 및 CFRP 금속 스택 가공에 다양한 유형의 코팅 된 공구가 사용됩니다. ^[1]

탄소 섬유 강화 폴리머

CFRP의 주요 요소는 탄소 필라멘트입니다 . 이것은 폴리 아크릴 로 니트릴 (PAN), 레이온 또는 석유 피치 와 같은 전구체 폴리머 에서 생성됩니다 . PAN 또는 레이온과 같은 합성 중합체의 경우, 전구체는 먼저 화학 및 기계적 공정을 사용하여 필라멘트 사로 방사 되어 완성 된 탄소 섬유의 최종 물리적 특성을 향상시키는 방식으로 중합체 사슬을 처음에 정렬합니다. 필라멘트 원사를 방사하는 동안 사용되는 전구체 조성 및 기계적 공정은 제조업체마다 다를 수 있습니다. 드로잉 또는 방사 후 폴리머 필라멘트 얀을 가열하여 탄소가 아닌 원자 ( 탄화 )를 제거하여 최종 탄소 섬유를 생성합니다. 탄소 섬유 필라멘트 사는 핸들링 품질을 개선하기 위해 추가로 처리 한 다음 보빈에 감을 수 있습니다 . ^[10] 이 섬유 단방향 시트가 생성된다. 이러한 시트는 준 등방성 레이 업 (예 : 서로에 대해 0 °, + 60 ° 또는 -60 °)으로 서로 겹쳐집니다.

기본 섬유에서 양방향 직조 시트, 즉 2/2 직조 의 능 직물 을 만들 수 있습니다 . 대부분의 CFRP가 만들어지는 과정은 제작되는 조각, 필요한 마감 (외부 광택) 및 생산 될 조각 수에 따라 다릅니다. 또한, 매트릭스의 선택은 완성 된 합성물의 속성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

많은 CFRP 부품은 유리 섬유로 뒷받침되는 단일 층의 탄소 직물로 만들어집니다. 초퍼 건이라는 도구를 사용하여 이러한 복합 부품을 빠르게 생성합니다. 탄소 섬유로 얇은 껍질이 만들어지면 초퍼 건은 유리 섬유 롤을 짧은 길이로 자르고 동시에 수지를 분사하여 유리 섬유와 수지가 그 자리에서 혼합되도록합니다. 수지는 경화제와 수지가 별도로 분사되는 외부 혼합이거나 사용 후 청소가 필요한 내부 혼합입니다. 제조 방법에는 다음이 포함될 수 있습니다.

조형

CFRP 부품을 생산하는 한 가지 방법은 탄소 섬유 천 시트를 최종 제품 모양의 몰드 에 적층하는 것입니다. 직물 섬유의 정렬 및 직조는 결과 재료의 강도 및 강성 특성을 최적화하기 위해 선택됩니다. 그런 다음 금형을 에폭시 로 채우고 가열하거나 공기 중화합니다. 결과 부품은 매우 부식에 강하고 견고하며 무게에 비해 강합니다. 덜 중요한 영역에서 사용되는 부품은 섬유에 에폭시를 미리 함침 ( 프리프 레그 라고도 함 )하거나 그 위에 "도장" 하여 몰드 위에 천을 씌워 제조 합니다. 단일 주형을 사용하는 고성능 부품 은 재료의 작은 기포조차도 강도를 감소시키기 때문에 종종 진공 포장 및 / 또는 오토 클레이브 경화됩니다. 오토 클레이브 방법의 대안은 팽창 식 공기 주머니 또는 경화되지 않은 레이 업 탄소 섬유 내부의 EPS 폼을 통해 내부 압력을 사용하는 것 입니다.

진공 포장

비교적 적은 수의 복사본이 필요한 간단한 조각 (하루 1-2 개)의 경우 진공 백을 사용할 수 있습니다. 유리 섬유, 탄소 섬유 또는 알루미늄 주형을 연마하고 왁스 칠 하고 직물과 수지를 적용하기 전에 이형제를 적용하고 진공 상태를 당겨서 조각이 경화 (경화)되도록합니다. 진공 몰드에서 수지를 직물에 적용하는 세 가지 방법이 있습니다.

첫 번째 방법은 수동 방식이며 습식 레이 업이라고합니다. 여기서 두 부분으로 된 수지를 혼합하고 적용한 후 몰드에 놓고 백에 넣습니다. 다른 하나는 주입에 의해 이루어지며, 건조 된 천과 곰팡이가 백 내부에 배치되고 진공은 작은 튜브를 통해 백으로 수지를 끌어 당긴 다음 구멍이있는 튜브 또는 유사한 것을 통해 패브릭 전체에 수지를 고르게 펴줍니다. . 와이어 베틀은 백 내부에 구멍이 필요한 튜브에 완벽하게 작동합니다. 이 두 가지 수지 도포 방법 모두 매우 작은 핀 구멍으로 광택 마감 처리를 위해 수지를 고르게 펴기 위해 수작업이 필요합니다.

복합 재료를 만드는 세 번째 방법은 건식 레이 업으로 알려져 있습니다. 여기에서 탄소 섬유 재료는 이미 수지 (프리프 레그)로 함침되어 접착 필름과 유사한 방식으로 몰드에 적용됩니다. 그런 다음 어셈블리를 진공 상태로 두어 경화시킵니다. 건식 레이 업 방식은 수지 낭비가 가장 적고 습식 레이 업보다 가벼운 구조를 달성 할 수 있습니다. 또한 습식 레이 업 방법으로 많은 양의 레진이 블리딩되기 어렵 기 때문에 프리프 레그 부품은 일반적으로 핀홀이 적습니다. 최소한의 수지 양으로 핀홀을 제거하려면 일반적으로 잔류 가스를 제거하기 위해 오토 클레이브 압력을 사용해야 합니다.

압축 성형

더 빠른 방법은 압축 몰드를 사용합니다 . 이것은 일반적으로 알루미늄 또는 강철로 만든 두 조각 (남성 및 여성) 금형으로, 두 부분 사이에 직물과 수지와 함께 압착됩니다. 이점은 전체 프로세스의 속도입니다. BMW와 같은 일부 자동차 제조업체는 80 초마다 새 부품을 순환 할 수 있다고 주장했습니다. 그러나이 기술은 금형에 매우 높은 정밀도의 CNC 가공이 필요하기 때문에 초기 비용이 매우 높습니다.

필라멘트 와인딩

어렵거나 복잡한 모양의 경우 필라멘트 와인 더 를 사용하여 맨드릴 또는 코어 주위에 필라멘트를 감아 CFRP 부품을 만들 수 있습니다.

CFRP의 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

항공 우주 공학

탄소 섬유를 테마로 한 상징이 있는 Airbus A350 . 복합 재료는 A350 전체에서 광범위하게 사용됩니다.

버스 A350 XWB는 52 % CFRP 내장된다 ^[11] 추월 윙 스파는 동체의 구성 요소들을 포함하는 보잉 787을 50 % CFRP, 가장 높은 중량비와 항공기. ^[12] 이것은 합성물로 만든 날개 스파를 가진 최초의 상업용 항공기 중 하나였습니다. 에어 버스 A380은 CFRP로 만들어진 중앙 날개 상자를 가지고있는 최초의 상용 항공기 중 하나였다; 날개가 단면으로 스팬으로 분할되는 대신 부드럽게 윤곽이 잡힌 날개 단면을 갖는 것은 최초입니다. 이 유동적이고 연속적인 단면은 공기 역학적 효율성을 최적화합니다. ^{[ 인용 필요 ]} 또한 후방 격벽, 미부 및 비가 압 동체 와 함께 뒷전 은 CFRP로 만들어집니다. ^[13] 그러나, 많은 지연이 가압 한 순서 배송일 때문에 이들 부품의 제조에 문제 백. CFRP를 사용하는 많은 항공기는 CFRP 구성 요소를 만드는 데 사용되는 비교적 새로운 프로세스로 인해 배송 날짜가 지연되는 반면 금속 구조는 수년간 기체에서 연구되고 사용되었으며 프로세스는 비교적 잘 이해됩니다. 반복되는 문제는 CFRP의 특이한 다중 재료 및 이방성 특성으로 인해 새로운 방법이 지속적으로 조사되는 구조적 노화 모니터링입니다. ^[14]

1968 년에 Hyfil 탄소 섬유 팬 어셈블리가 BOAC가 운영 하는 Vickers VC10 의 Rolls-Royce Conways 에서 사용 되었습니다 . ^[15]

전문 항공기 설계자 및 제조업체 인 Scaled Composites 는 최초의 개인 유인 우주선 인 Spaceship One을 포함하여 설계 범위 전체에서 CFRP를 광범위하게 사용했습니다 . CFRP는 중량 대비 강도가 높기 때문에 초소형 항공기 (MAV) 에 널리 사용됩니다 .

자동차 공학

탄소 섬유 바퀴로 1971 년 모로코 랠리에서 우승 한 시트로엥 SM

1996 McLaren F1 – 최초의 탄소 섬유 바디 쉘

McLaren MP4 (MP4 / 1), 최초의 탄소 섬유 F1 자동차.

CFRP는 고급 자동차 경주에서 광범위하게 사용됩니다. ^[16] 탄소 섬유의 높은 비용은 물질의 뛰어난 강도 - 대 - 중량 비율로 완화 및 낮은 중량을 고성능 자동차 경주에 필수적이다. 경주 용 자동차 제조업체는 탄소 섬유 조각을 특정 방향으로 강도를 부여하는 방법을 개발하여 하중을받는 방향으로 강하게 만들지 만 부재에 가해지는 하중이 거의 또는 전혀없는 방향에서는 약합니다. 반대로 제조업체는 모든 방향으로 강도를 적용하는 전 방향 탄소 섬유 직조를 개발했습니다. 이러한 유형의 탄소 섬유 어셈블리는 고성능 경주 용 자동차 의 "안전 셀" 모노코크 섀시 어셈블리에 가장 널리 사용됩니다 . 최초의 탄소 섬유 모노코크 섀시는 1981 년 McLaren 에 의해 Formula One 에 도입되었습니다 . John Barnard 가 설계했으며 자동차 섀시에 제공되는 추가 강성으로 인해 다른 F1 팀에서 다음 시즌에 널리 복사되었습니다. ^[17]

지난 수십 년 동안 많은 슈퍼카 는 CFRP를 제조에 광범위하게 통합하여 모노코크 섀시 및 기타 구성 요소에 사용했습니다. ^[18] 1971 년까지 거슬러 올라가면 Citroën SM 은 경량 탄소 섬유 휠을 옵션으로 제공했습니다. ^{[19] [20]}

이 재료의 사용은 유리 강화 폴리머에 비해 강도가 증가하고 무게가 감소했기 때문에 일부 고급 자동차의 차체 패널을 만드는 데 주로 사용하는 저용량 제조업체에서 더 쉽게 채택되었습니다 . 대부분의 제품.

토목 공학

CFRP는 구조 공학 응용 분야 에서 주목할만한 재료가되었습니다 . 건축의 잠재적 이점에 대해 학문적 맥락에서 연구 한이 제품은 콘크리트, 조적, 강철, 주철 및 목재 구조물을 강화하는 여러 현장 응용 분야에서도 비용 효율적인 것으로 입증되었습니다. 산업에서의 사용은 기존 구조를 강화하기 위해 개조하거나 프로젝트 초기부터 강철 대신 대체 보강 (또는 프리스트레스) 재료로 사용할 수 있습니다.

개조 는 토목 공학에서 점점 더 많이 사용되는 재료가되었으며 응용 분야에는 오늘날 경험하는 것보다 훨씬 낮은 서비스 부하를 견디도록 설계된 오래된 구조물 (예 : 교량)의 부하 용량 증가, 지진 개조 및 수리가 포함됩니다. 손상된 구조. 결함이있는 구조를 교체하는 비용이 CFRP를 사용하는 강화 비용을 크게 초과 할 수 있기 때문에 개조는 많은 경우에 인기가 있습니다. ^[21]

굽힘을위한 철근 콘크리트 구조물에 적용되는 CFRP는 일반적으로 강도에 큰 영향을 미치지 만 (단면 강도가 두 배 이상 증가하는 것은 드문 일이 아닙니다) 강성은 약간만 증가합니다 (아마도 10 % 증가). 이는이 응용 분야에 사용되는 재료가 일반적으로 매우 강하지 만 (예 : 3000MPa 극한 인장 강도 , 연강의 10 배 이상) 특별히 강하지는 않기 때문입니다 ( 강철보다 약간 적은 150 ~ 250GPa가 일반적입니다). 결과적으로 재료의 작은 단면적 만 사용됩니다. 매우 높은 강도이지만 중간 정도의 강성 재료의 작은 영역은 강도를 크게 증가 시키지만 강성은 증가하지 않습니다.

CFRP는 강화할 부분 주위에 직물이나 섬유를 감싸서 철근 콘크리트의 전단 강도를 높이기 위해 적용 할 수도 있습니다. 섹션 (예 : 다리 또는 건물 기둥)을 감싸면 섹션의 연성이 향상되어 지진 하중시 붕괴에 대한 저항이 크게 증가합니다. 이러한 '지진 개조'는 대체 방법보다 훨씬 경제적이기 때문에 지진이 발생하기 쉬운 지역에서 주요 응용 분야입니다.

기둥이 원형 (또는 거의 그렇게) 인 경우 래핑을 통해 축 용량도 증가합니다. 이 응용 분야에서 CFRP 랩의 구속은 콘크리트의 압축 강도를 향상시킵니다. 그러나 극한 붕괴 하중에서 큰 증가가 이루어 지지만 콘크리트는 약간 강화 된 하중에서만 균열이 발생하므로이 응용 프로그램은 가끔 사용됩니다. 전문 초고 모듈러스 CFRP (인장 모듈러스 420 GPa 이상)는 주철 빔을 강화하는 몇 안되는 실용적인 방법 중 하나입니다. 일반적으로 단면의 인장 플랜지에 접착되어 단면의 강성을 높이고 중립 축을 낮추어 주철의 최대 인장 응력을 크게 줄입니다.

미국에서는 프리스트 레스트 콘크리트 실린더 파이프 (PCCP)가 대부분의 송수관을 차지합니다. 직경이 크기 때문에 PCCP의 실패는 일반적으로 치명적이며 많은 인구에 영향을 미칩니다. 1940 년과 2006 년 사이에 약 19,000 마일 (31,000km)의 PCCP가 설치되었습니다. 수소 취성 형태의 부식은 많은 PCCP 라인에서 사전 응력을받는 전선의 점진적인 악화로 인해 비난 받아 왔습니다. 지난 10 년 동안 CFRP는 내부적으로 PCCP를 연결하는 데 사용되어 완전한 구조적 강화 시스템이되었습니다. PCCP 라인 내에서 CFRP 라이너는 호스트 파이프의 강철 실린더가 경험하는 변형 수준을 제어하는 ​​장벽 역할을합니다. 복합 라이너를 사용하면 강철 실린더가 탄성 범위 내에서 작동하여 파이프 라인의 장기적인 성능이 유지됩니다. CFRP 라이너 설계는 라이너와 호스트 파이프 간의 변형 호환성을 기반으로합니다. ^[22]

CFRP는 일반적으로 CFRP가 우수한 특성을 갖는 것으로 간주되지만 CFRP는 건설 산업의 대응 물 인 유리 섬유 강화 폴리머 (GFRP) 및 아라미드 섬유 강화 폴리머 (AFRP)보다 비용이 많이 듭니다. 보강 또는 프리스트레싱 재료로 강철 대신 CFRP를 사용하는 것과 관련하여 많은 연구가 계속되고 있습니다. 비용은 여전히 ​​문제이며 장기적인 내구성 문제는 여전히 남아 있습니다. 일부는 강철의 연성과 달리 CFRP의 취성 특성에 대해 우려합니다. American Concrete Institute와 같은 기관에서 설계 코드를 작성했지만 엔지니어링 커뮤니티에서는 이러한 대체 재료를 구현하는 데 주저하는 부분이 있습니다. 부분적으로 이것은 표준화가 부족하고 시장에 나와있는 섬유 및 수지 조합의 독점적 특성 때문입니다.

탄소 섬유 미세 전극

탄소 섬유는 탄소 섬유 미세 전극의 제조에 사용됩니다 . 이 응용 분야에서 일반적으로 직경 5–7 μm의 단일 탄소 섬유는 유리 모세관에 밀봉됩니다. ^[23] 끝 부분에서 모세관은 에폭시로 밀봉되고 연마되어 탄소 섬유 디스크 마이크로 전극을 만들거나 섬유를 75–150 μm 길이로 절단하여 탄소 섬유 실린더 전극을 만듭니다. 탄소 섬유 미세 전극은 전류 측정 또는 생화학 적 신호 감지를위한 고속 스캔 순환 전압 전류 측정에 사용됩니다 .

스포츠 용품

탄소 섬유 및 케블라 카누 ( Adirondack Canoe Classic의 Plaid Boatworks Rapidfire )

CFRP는 현재 스쿼시, 테니스, 배드민턴 라켓, 스포츠 연 스파, 고품질 화살 샤프트, 하키 스틱, 낚싯대, 서핑 보드 , 고급 수영 핀 및 조정 쉘 과 같은 스포츠 장비에 널리 사용됩니다 . Jonnie Peacock 과 같은 수족 운동 선수 는 달리기에 탄소 섬유 블레이드를 사용합니다. 발을 안정적으로 유지하기 위해 일부 농구 스니커즈 의 생크 플레이트로 사용되며 일반적으로 발바닥 바로 위의 신발 길이를 달리고 일부 영역, 일반적으로 아치에 노출 된 상태로 둡니다.

논란의 여지가 있지만 2006 년에는 뒷면에 얇은 탄소 섬유 층이있는 크리켓 배트가 도입되어 Ricky Ponting 과 Michael Hussey를 비롯한 유명 선수들이 경쟁 경기에 사용했습니다 . 탄소 섬유는 배트의 내구성을 증가시킬 뿐이라고 주장했지만 2007 년 ICC 에 의해 모든 일류 경기에서 금지 되었습니다. ^[24]

CFRP 자전거 프레임 은 동일한 강도를 가진 강철, 알루미늄 또는 티타늄 중 하나보다 무게가 적습니다 . 탄소 섬유 직조의 유형과 방향은 필요한 방향으로 강성을 최대화하도록 설계 할 수 있습니다. 프레임은 다양한 라이딩 스타일에 맞게 조정할 수 있습니다. 스프린트 이벤트에는 더 단단한 프레임이 필요한 반면 지구력 이벤트에는 더 긴 기간 동안 라이더의 편안함을 위해 더 유연한 프레임이 필요할 수 있습니다. ^[25] 형태가 더 강성 증가에 내장 또한 허용 될 수의 다양한 공력 튜브 섹션. 서스펜션 포크 크라운 및 스티어 러, 핸들 바 , 싯 포스트 및 크랭크 암을 포함한 CFRP 포크 는 중형 및 고가 자전거에서 점점 더 보편화되고 있습니다. CFRP 림 은 여전히 ​​비싸지 만 알루미늄에 비해 안정성은 휠을 다시 사용할 필요성을 줄이고 질량 감소 는 휠 의 관성 모멘트를 감소시킵니다 . CFRP 스포크는 드물며 대부분의 카본 휠셋은 전통적인 스테인리스 스틸 스포크를 유지합니다. CFRP는 또한 변속기 부품, 브레이크 및 시프터 레버 및 바디, 카세트 스프로킷 캐리어, 서스펜션 링키지, 디스크 브레이크 로터, 페달, 신발 밑창 및 안장 레일과 같은 다른 구성 요소에서도 점점 더 많이 나타납니다. 강하고 가볍지 만 CFRP 구성 요소의 충격, 과도한 토크 또는 부적절한 설치로 인해 균열 및 고장이 발생하여 수리가 어렵거나 불가능할 수 있습니다. ^{[26] [27]}

기타 응용

고밀도의 콤팩트 한 탄소 섬유 층이 열을 효율적으로 반사하기 때문에 얇은 층의 탄소 섬유를 표면 근처에 성형하면 폴리머 및 열경화성 복합 재료의 내화성이 크게 향상됩니다. ^[28]

CFRP는 강성과 가벼운 무게를 필요로하는 점점 더 많은 고급 제품에 사용되고 있습니다.

• 바이올린 활을 포함한 악기; 기타 픽, 넥 (탄소 섬유 막대) 및 픽 가드; 드럼 쉘; 백파이프 찬터; 그리고 Luis와 Clark 의 탄소 섬유 첼로, 비올라 및 바이올린 과 같은 전체 악기 ; 및 Blackbird Guitars 의 어쿠스틱 기타 및 우쿨렐레; 턴테이블 및 라우드 스피커와 같은 오디오 구성 요소도 있습니다.
• 화기는 특정 금속, 목재 및 유리 섬유 구성 요소를 대체하는 데 사용하지만 현재 강화 플라스틱이 적합하지 않기 때문에 내부 부품의 대부분은 여전히 ​​금속 합금으로 제한됩니다.
• 고성능 드론 본체와 헬리콥터 로터 블레이드와 같은 기타 무선 조종 차량 및 항공기 부품.
• 삼각대 다리, 텐트 폴, 낚싯대, 당구 큐, 워킹 스틱 및 창문 청소와 같은 하이 리치 폴과 같은 경량 폴.
• 치과, 탄소 섬유 기둥 은 근관 치료 치아를 복원하는 데 사용됩니다.
• 승객 서비스를위한 레일이 달린 기차 대차 . 금속 대차에 비해 무게를 최대 50 %까지 줄여 에너지 절약에 기여합니다. ^[29]
• 노트북 케이스 및 기타 고성능 케이스.
• 탄소 직물. ^{[30] [31]}
• 양궁, 탄소 섬유 화살 및 볼트, 스톡 및 레일.
• 3D 융착 모델링 프린팅 공정을위한 필라멘트로 탄소 섬유 강화 플라스틱 (폴리 아미드-탄소 필라멘트)은 강도와 ​​인열 길이가 높기 때문에 견고하지만 가벼운 공구 및 부품 생산에 사용됩니다. ^[32]
• CIPP 공법을 이용한 지역 난방 관 재건

CFRP는 태양으로부터 보호 할 때 수명이 길다. CFRP를 해체 할 때가되면 많은 금속처럼 공기 중에 녹을 수 없습니다. 비닐 (PVC 또는 폴리 염화 비닐 ) 및 기타 할로겐화 중합체가없는 경우 CFRP 는 산소가없는 환경에서 열 분해를 통해 열 분해 될 수 있습니다. 이는 정제소에서 1 단계 프로세스로 수행 할 수 있습니다. 그러면 탄소와 단량체의 포획 및 재사용이 가능합니다. CFRP는 또한 탄소 섬유를 재생하기 위해 저온에서 밀링하거나 파쇄 할 수 있습니다. 그러나이 과정은 섬유를 극적으로 단축시킵니다. 다운 사이클 용지 와 마찬가지로 섬유가 짧아 져 재활용 소재가 원래 소재보다 약해집니다. 전장 탄소 섬유 강화의 강도를 필요로하지 않는 많은 산업 응용 분야가 여전히 있습니다. 예를 들어 잘게 잘린 재생 탄소 섬유는 노트북과 같은 가전 제품에 사용할 수 있습니다. 항공 우주 부품의 중량 대비 강도 비율이 부족하더라도 사용되는 폴리머의 우수한 강화 효과를 제공합니다.

2009 년에 Zyvex Technologies 는 탄소 나노 튜브 강화 에폭시 및 탄소 프리프 레그를 도입했습니다 . ^[33] 카본 나노 튜브가 보강 된 폴리머 (CNRP) CFRP보다 몇 배 더 강하고 강인하고에서 사용되는 F-35 라이트닝 II 항공기 구조 재료로서. ^[34] CNRP 여전히 차 보강재로서 탄소 섬유를 사용한다 ^[35] 그러나, 결합 행렬은 카본 나노 튜브로 채워진 에폭시이다. ^[36]

• 탄소 섬유  – 탄소로 구성된 직경 약 5–10 μm의 소재 섬유
• 복합 수리
• Oscar Pistorius의 러닝 블레이드의 역학  – 남아프리카 패럴림픽 주자 인 Oscar Pistorius가 사용하는 블레이드
• 강화 된 탄소-탄소

• 일본 탄소 섬유 공업회 (영어)
• 엔지니어는 부상당한 Hokie가 Cedric Humes를 뒤로 뛰기위한 복합 보강 시스템을 설계합니다.
• The New Steel a 1968 Flight article on the Announce of Carbon Fiber
• 탄소 섬유 – 최초 5 년 항공 분야의 탄소 섬유에 관한 1971 년 비행 기사