कार्बन फाइबर और प्रीप्रेग्स

कार्बन फाइबर (Carbon Fiber)

• परिचय: वायु की अनुपस्थिति में कार्बन फाइबर को उच्च तापमान पर गर्म करके ‘कार्बन फाइबर’ का निर्माण किया जाता है। गर्म करने की प्रक्रिया में सभी अशुद्धियाँ एवं अन्य गैर-कार्बन तत्वों का निष्कर्षण हो जाता है, परिणामस्वरूप उच्च-शक्ति एवं कम भारयुक्त कार्बन सामग्री बच जाती है।
• कार्बन फाइबर हेतु निर्भरता: वर्तमान में, भारत घरेलू स्तर पर कार्बन फाइबर का निर्माण नहीं करता है, बल्कि पूरी तरह से अमेरिका, फ्राँस, जापान और जर्मनी जैसे देशों से आयात पर निर्भर है।

अन्य 3D-मुद्रित सामग्रियों की तुलना में कार्बन फाइबर का लाभ

• संरचनात्मक उपयोग के लिए बढ़ी हुई मजबूती: अन्य 3D-मुद्रित सामग्रियों की तुलना में कार्बन फाइबर ज्यादा मजबूत है।
  • अधिकांश 3D-मुद्रित भाग PLA या ABS से बने होते हैं जो कार्बन फाइबर से अपेक्षाकृत कमजोर होते हैं, जिसका अर्थ है कि इनका उपयोग संरचनात्मक उद्देश्यों के लिए नहीं किया जा सकता है।

कार्बन फाइबर की विशेषता 

• मजबूती और भार का असाधारण अनुपात: कार्बन फाइबर की तन्यता स्टील से ज्यादा होती है, जबकि उसका वजन बहुत कम होता है।
• उन्नत प्रत्यास्थता मापांक (Superior Elastic Modulus): कार्बन फाइबर की कठोरता एवं प्रत्यास्थता एल्यूमीनियम और स्टील जैसी धातुओं के बराबर या उनसे बेहतर होती है।
• न्यूनतम तापीय प्रसरण (Minimal Thermal Expansion): तापमान परिवर्तन के कारण कार्बन फाइबर में प्रसरण या संकुचन बहुत कम होता है, जो उन्हें उच्च तापमान में उपयोग के लिए आदर्श बनाता है।
• रासायनिक प्रतिरोध (Chemical Resistance): कार्बन फाइबर की रासायनिक प्रतिरोधक क्षमता बहुत ज्यादा होती है, इसलिए चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में जंग एवं अन्य रसायन से सुरक्षित रह सकते हैं।
• विविध विद्युत विशेषताएँ (Versatile Electrical Properties): प्रवाहकीय गुण के अलावा, कार्बन फाइबर में अर्द्धचालक या इन्सुलेटिंग विशेषताओं को प्रदर्शित करने के लिए बदलाव किया जा सकता है।

प्री-प्रेग कार्बन फाइबर (Pre-preg Carbon Fiber): ‘प्री-प्रेग कार्बन फाइबर’ एक-रेखीय कार्बन फाइबर शीट को संदर्भित करता है जिसका उपयोग ‘राल’ (Resin) के साथ मिलाने के बाद किया जाता है।

प्री-प्रेग कार्बन फाइबर के अनुप्रयोग

• एयरोस्पेस (Aerospace): एयरोस्पेस उद्योग में विमान घटकों जैसे पंख, मुख्य भाग और अन्य संरचनात्मक भागों के निर्माण में प्री-प्रेग कार्बन फाइबर का उपयोग व्यापक रूप से किया जाता है।
• खेल सामाग्री: प्री-प्रेग कार्बन फाइबर का उपयोग खेल उपकरणों जैसे गोल्फ क्लब, टेनिस रैकेट और साइकिल के निर्माण में किया जाता है।
  • प्री-प्रेग कार्बन फाइबर की मजबूती और कठोरता एथलीटों के उपयोग के लिए महत्त्वपूर्ण है।
• ऑटोमोटिव उद्योग (Automotive Industry): प्री-प्रेग कार्बन फाइबर का उपयोग ऑटोमोटिव उद्योग में उच्च प्रदर्शन वाली रेसिंग कार के घटकों, जैसे बॉडी पैनल, चेसिस और सस्पेंशन भाग के निर्माण के लिए किया जाता है।
  • प्री-प्रेग कार्बन फाइबर का कम वजन और असाधारण मजबूती इसे ऑटोमोटिव उद्योग में उपयोग के लिए आदर्श बनाती है। 
• नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्र: ऊर्जा दक्षता के लिए पवन टरबाइन ब्लेड और सौर पैनल ढाँचे के निर्माण में कार्बन फाइबर का उपयोग किया जाता है। 
• समुद्री क्षेत्र: जहाजों का वजन कम करने एवं उसकी स्थिरता बढ़ाने के लिए जहाजों के पतवार, मस्तूल और रिगिंग में इसका उपयोग किया जाता है।

DOWNLOAD PDF