Possiamo approssimativamente suddividere le fibre di carbonio in fibre di carbonio di grado civile e fibre di carbonio di grado aerospaziale in base al grado.
In primo luogo, la fibra di carbonio civile, come quella usata per le biciclette in fibra di carbonio e le racchette da tennis, grazie alle sue prestazioni come materia prima rispetto all'industria militare, non ha requisiti così severi, molti paesi possono produrla in proprio, quindi il prezzo non sarà molto alto.
Inoltre, nel settore aerospaziale, in particolare nell'aviazione militare, i requisiti di alta velocità e sovraccarico degli aeromobili impongono requisiti rigorosi in termini di resistenza e deformazione dei materiali. Inoltre, per ogni chilogrammo di peso perso, gli aerei commerciali possono risparmiare 3.000 dollari all'anno. Riducendo di 1 kg il peso di razzi e astronavi a lungo raggio, si può risparmiare un chilo di carburante ogni 10.000 chilogrammi. Riducendo il peso, è possibile aumentare il carico utile e ridurre i costi di volo.
Ecco perché ci sono così tante differenze di prezzo tra i diversi gradi di fibra di carbonio, e di seguito sono riportati anche i fattori che non possono essere ignorati:
1. Processo di produzione
La produzione di fibra di carbonio è un processo ingegneristico molto complesso, dalla preparazione del filo grezzo di fibra di carbonio alla preossidazione, alla carbonizzazione, al confezionamento, fino al prodotto finito. Ogni fase del processo e le relative attrezzature richiedono un elevato fabbisogno energetico. Allo stesso tempo, la produzione di fibra di carbonio è un processo ad alto consumo energetico. Ad esempio, il processo di carbonizzazione ad alto consumo energetico prevede generalmente un processo di carbonizzazione a bassa temperatura (intervallo di temperatura 300-1000 °C) e un processo di carbonizzazione ad alta temperatura (intervallo di temperatura 1000-1600 °C). Se è necessario preparare fibra di carbonio ad alto modulo e alta resistenza come T700, T800, T1000 e altri materiali aeronautici, è necessario trattarla anche ad alte temperature, tra 2200 e 3000 °C.
2. fattori di mercato
Dal punto di vista del mercato, la tecnologia di base della fibra di carbonio avanzata è ancora dominata da pochi paesi, la capacità produttiva globale di fibra di carbonio è limitata e ciò determinerà inevitabilmente un monopolio sui prezzi.
Data di pubblicazione: 25 marzo 2019