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無(wú)論是業(yè)余愛(ài)好者還是專業(yè)人士，都會(huì)發(fā)現(xiàn)碳纖維棒是各種結(jié)構(gòu)的有用構(gòu)件。由于碳纖維具有高剛性，碳纖維棒是剛性和輕便性在任何應(yīng)用中的一個(gè)很好選擇。因此，有時(shí)候碳纖維棒會(huì)用來(lái)代替鋼棒，但它們更多用于代替鋁。碳纖維棒的重量?jī)H為具有相似或更好強(qiáng)度特性鋁棒的1/3。
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01
碳纖維棒的制造方法
碳纖維棒是通過(guò)加熱成型模具將連續(xù)的碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂混合拉制而成，這種工藝稱為拉擠成型。拉擠與鋁和熱塑性塑料的擠壓工藝相似。通過(guò)這一過(guò)程，可以制造具有恒定橫截面的連續(xù)長(zhǎng)度的碳纖維棒，其橫截面保持恒定，并呈現(xiàn)出模具的形狀。當(dāng)碳纖維被拉過(guò)模具并被環(huán)氧樹(shù)脂浸漬時(shí)，模具的熱量使得樹(shù)脂開(kāi)始固化。?
利用拉擠成型制造碳纖維棒的優(yōu)勢(shì)包括：
擠壓過(guò)程可生產(chǎn)出具有低熱膨脹系數(shù)的直桿、剛性桿、輕質(zhì)桿。與所有碳纖維產(chǎn)品一樣，碳纖維棒具有很高的比剛度重量比。由于大多數(shù)碳纖維沿著桿的長(zhǎng)度在0°軸上延伸，它們也具有優(yōu)異的線性強(qiáng)度。擠壓工藝也允許緊密的外徑（OD）公差。
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02
碳纖維棒的用途
碳纖維桿的高比剛度使其成為制造輕型框架結(jié)構(gòu)的最佳選擇。因此，它們經(jīng)常出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)空間框架和桁架中。許多遙控愛(ài)好者發(fā)現(xiàn)碳纖維棒是制作模型的理想材料。
碳纖維棒是也一種優(yōu)良的建筑工程材料和高性能結(jié)構(gòu)，特別是當(dāng)與碳纖維層合板結(jié)合使用時(shí)。一般來(lái)說(shuō)，碳纖維棒在彎曲和軸向拉伸或壓縮應(yīng)用中表現(xiàn)特別出色。
碳纖維棒的纖維取向意味著它們?cè)诟吲ぞ鼗驒M向壓碎載荷下不能很好地支撐。它們?cè)谶@些載荷條件下會(huì)破碎，因此對(duì)于要求抗扭或側(cè)向負(fù)載的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，它們是糟糕的選擇。
03
如何使用碳纖維棒？
碳纖維棒相對(duì)容易操作。與任何建筑項(xiàng)目一樣，手頭有合適的工具會(huì)使工作更加安全和簡(jiǎn)單。然而，有許多工具可以用來(lái)處理碳纖維棒。一個(gè)優(yōu)質(zhì)的細(xì)齒帶鋸子、壓頂鋸子、卷軸鋸子、端銑刀或Dremel工具可快速將碳纖維棒切割成項(xiàng)目所需長(zhǎng)度的工作。由于它們是在環(huán)氧樹(shù)脂基體中拉擠而成，所以很容易用環(huán)氧樹(shù)脂將它們粘合在一起。
由于碳纖維桿具有剛度大、重量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行剛度和重量計(jì)算時(shí)，常被用于框架工程中。用于制造碳纖維棒的擠壓工藝為精度至關(guān)重要的應(yīng)用提供了明顯的優(yōu)勢(shì)。拉擠成型工藝可以使碳纖維完美對(duì)齊，同時(shí)也提供了制造形狀完美、外徑公差小、可切割任意長(zhǎng)度的光滑棒的能力。切割和粘合碳纖維棒所需的工具在大多數(shù)愛(ài)好者和勤雜工的車(chē)庫(kù)里都很容易買(mǎi)到。
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4.1、框架結(jié)構(gòu)中的碳纖維棒
碳纖維棒具有很高的剛度重量比（比拉伸模量），是輕型車(chē)架結(jié)構(gòu)的理想選擇?？蚣芎丸旒芡ǔＪ褂锰祭w維棒作為增強(qiáng)材料來(lái)加工。碳纖維組件不會(huì)生銹，并能抵抗多種溶劑和化學(xué)物質(zhì)。這使其非常適合用于工業(yè)框架結(jié)構(gòu)以及其他與化學(xué)物質(zhì)接觸的框架類(lèi)型結(jié)構(gòu)。
在弦樂(lè)器行業(yè)中，制琴師使用碳纖維桿作為桁架桿來(lái)加強(qiáng)其琴頸。這樣可以固定或防止頸部扭曲或彎曲。碳纖維棒還用于加固尤克里里琴和大提琴等樂(lè)器中的弦軸。
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4.2、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中的碳纖維棒
遠(yuǎn)程控制（Remote Control， RC）愛(ài)好者尤其喜歡碳纖維棒用于其產(chǎn)品中，無(wú)論是遙控車(chē)、飛機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人機(jī)還是其他東西，碳纖維的輕量化強(qiáng)度通常是項(xiàng)目運(yùn)行與否的區(qū)別。以下是有一些典型應(yīng)用實(shí)例：
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加強(qiáng)整體RC項(xiàng)目
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建立框架
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創(chuàng)建尾梁
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錨線就位
RC愛(ài)好者發(fā)現(xiàn)各種尺寸的碳纖維棒都有許多用途。無(wú)人機(jī)尤其受益于這種堅(jiān)固、輕便的材料。碳纖維的使用可能意味著是否安全起飛降落，或是能否幸免于碰撞。碳纖維具有高的楊氏模量、低密度，因此是理想的材料。
4.3、工程和高性能結(jié)構(gòu)中的碳纖維棒
與碳纖維層壓板結(jié)合使用時(shí)，碳纖維棒是用于建筑工程結(jié)構(gòu)的理想材料。它們?cè)趶澢屠旎驂嚎s載荷下表現(xiàn)特別出色。碳纖維強(qiáng)度和剛度的特性使其成為土木工程應(yīng)用中特別有用的材料。碳纖維棒可用于增強(qiáng)和加固混凝土、鋼材、木材和磚石。
建筑行業(yè)的工程師一直在嘗試采用改良的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性。這種典型應(yīng)用是碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）鋼筋。這種類(lèi)型的碳纖維棒通常在混凝土結(jié)構(gòu)中替代鋼筋，例如：
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停車(chē)庫(kù)
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橋梁
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處于極端環(huán)境中的高速公路
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易腐蝕的結(jié)構(gòu)。
土木工程師越來(lái)越多地使用碳纖維有很多原因。這里有一些：
從業(yè)余愛(ài)好者到專業(yè)人士，從自行車(chē)到停車(chē)場(chǎng)，碳纖維棒在當(dāng)今世界上有著不可思議的用途。具有重量輕、強(qiáng)度高、剛度高、耐腐蝕和無(wú)磁性等特點(diǎn)，從運(yùn)動(dòng)員到音樂(lè)家到工程師，每個(gè)人都在尋找使用碳纖維棒的方法。
文章來(lái)源：碳纖維及其復(fù)合材料技術(shù)
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（艾邦復(fù)合材料網(wǎng)）：一文全面了解碳纖維棒的特點(diǎn)、制造工藝及典型應(yīng)用
