Profile pultrudowane

Ze względu na stosunkowo cieńszą średnicę pasm włókno węglowe waży około połowę mniej niż włókno szklane. Jednakże różnica ta może nie być tak znacząca przy porównaniu równoważnych kawałków pultrudowanego włókna szklanego i pultrudowanego włókna węglowego, ponieważ żywica dodaje znaczną ilość objętości, generalnie przewyższając same włókna w obu przypadkach.
Włókno węglowe wykazuje również większą wytrzymałość niż włókno szklane. Jednak podobnie jak w przypadku różnicy masy, ta różnica w wytrzymałości niekoniecznie jest sama w sobie znaczącym czynnikiem.
Na przykład włókno węglowe ma wytrzymałość włókna 4127, podczas gdy rodzaj włókna szklanego znany jako E Glass ma wytrzymałość włókna 3450, czyli około 16 procent mniej.
Jednak różnice między tymi dwoma materiałami stają się wyraźniejsze, gdy weźmie się pod uwagę te czynniki łącznie. Stosunek wytrzymałości do masy wyraża, jak mocny jest każdy materiał w stosunku do jego wagi.
Szkło E ma stosunek wytrzymałości do masy 564, podczas gdy włókno węglowe ma stosunek wytrzymałości do masy 1013 – czyli prawie dwa razy więcej.
Ta wysoka wytrzymałość w stosunku do masy oznacza, że ​​producenci muszą używać znacznie mniej włókna węglowego podczas pultrudowania danego produktu. W rezultacie produkty z pultrudowanego włókna węglowego często mogą mieć znacznie cieńsze przekroje.
W tym miejscu wchodzi w grę prawdziwa redukcja masy, ponieważ trzeba będzie użyć mniej żywicy.

Oprócz tego, że jest mocniejsze niż włókno szklane, włókno węglowe jest również sztywniejsze. Ta dodatkowa sztywność może okazać się bardzo użyteczna, umożliwiając producentom spełnienie znacznie bardziej precyzyjnych potrzeb w zakresie sztywności.
Na przykład krzemowe moduły śledzące wewnątrz Wielkiego Zderzacza Hadronów w CERN wymagały takiego stopnia sztywności, jaki mogły zapewnić jedynie pultruzje z włókna węglowego.
Jednak ta zwiększona sztywność nie musi koniecznie oznaczać, że włókno węglowe jest lepszym wyborem we wszystkich zastosowaniach.
Włókno szklane ze swoją stosunkowo elastyczną naturą jest znacznie lepszym wyborem do zastosowań wymagających dużej elastyczności. Małe elastyczne okno włókna węglowego może wykluczać jego zastosowanie w takich zastosowaniach.
Podobnie jak w przypadku związku między wagą a wytrzymałością, sztywność materiału metodą pultruzji wpływa na jego długoterminową wytrzymałość.
Włókno szklane jest ogólnie uważane za twardsze niż włókno węglowe, ponieważ jego większa elastyczność pozwala mu łatwiej wytrzymać stres i przemoc fizyczną.
Włókno węglowe, mimo że jest mocniejsze, ma zazwyczaj niższą temperaturę zerwania, przez co z biegiem czasu jest bardziej podatne na uszkodzenia.

W porównaniu do materiałów takich jak stal i aluminium, włókno szklane ma stosunkowo mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, co oznacza, że ​​nie zwiększy się znacząco w wyniku zmian temperatury.
To powiedziawszy, jeśli narażony jest na wystarczająco ekstremalne wahania – lub jeśli tolerancje są szczególnie wąskie – wówczas pultruzja włókna szklanego może nie być odpowiednim wyborem.
Włókno węglowe ma pod tym względem niezwykłą właściwość: w rzeczywistości ma ujemny współczynnik rozszerzalności cieplnej. W rezultacie włókno węglowe rozszerza się wraz ze spadkiem temperatury.
Tendencja ta skutecznie równoważy fakt, że matryca żywiczna stosowana do łączenia włókien ma współczynnik dodatni, co zasadniczo prowadzi do ogólnego współczynnika prawie neutralnego.

Przewaga pod względem kosztów wyraźnie przypada na stronę włókna szklanego. Produkcja długich włókien węglowych jest znacznie bardziej czasochłonnym i trudnym procesem, co w naturalny sposób powoduje, że włókno węglowe jest droższe.
Podobnie szerszy zakres zastosowań włókna szklanego – w tym produktów bez wystających elementów – pomaga zapewnić, że jego punkt cenowy pozostanie znacznie bardziej konkurencyjny.
Ostatecznie zarówno włókno szklane, jak i pultrudowane włókno węglowe wykazują wyjątkowe właściwości i żadne z nich nie jest wyraźnym zwycięzcą we wszystkich zastosowaniach.
Zamiast tego należy dokładnie rozważyć potrzeby i parametry danego produktu, aby wybrać materiał najlepiej odpowiadający naszym potrzebom.