जानिए क्यों कार्बन फाइबर महंगा है !!

स्टील से मजबूत और वजन का एक अंश, कार्बन फाइबर एक शानदार आविष्कार है। 1960 के दशक में अंतरिक्ष रॉकेट पर मोटर केस के रूप में इसके पहले उपयोग के बाद से, इसे अक्सर बेहतर प्रदर्शन के टिकट के रूप में घोषित किया जाता है। इसकी लागत काफी है कि यह बेहतर है। 50 वर्षों की प्रगति के बावजूद कार्बन फाइबर महंगा उच्च अंत बना हुआ है। लेकिन 50 साल बाद, कार्बन फाइबर अभी भी दुर्लभ और महंगा है ($ 10/पाउंड से शुरू। स्टील की दर $ 0.38/पाउंड है।)

कार्बन फाइबर के बारे में कुछ तथ्य:

1.) कार्बन फाइबर - जिसे कभी-कभी ग्रेफाइट फाइबर के रूप में जाना जाता है - एक मजबूत, कठोर, हल्की सामग्री है जिसमें स्टील को बदलने की क्षमता होती है और इसका उपयोग विशेष रूप से उच्च प्रदर्शन वाले उत्पादों जैसे एयरक्राफ्ट, रेसकार और खेल उपकरण में किया जाता है।

2.) अगली पीढ़ी के कार्बन-फाइबर कंपोजिट यात्री कार के वजन को 50 प्रतिशत तक कम कर सकते हैं और प्रदर्शन या सुरक्षा से समझौता किए बिना ईंधन दक्षता में लगभग 35 प्रतिशत सुधार कर सकते हैं।

3.) कार्बन फाइबर को एक कपड़े में बुना जा सकता है जो रक्षा अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए उपयुक्त है या एक राल में जोड़ा जाता है और वाहन के घटकों या पवन टरबाइन ब्लेड जैसे पूर्वनिर्मित टुकड़ों में ढाला जाता है।

कार्बन फाइबर महंगा क्यों है:
कार्बन फाइबर की उच्च लागत का मुख्य कारण इसकी निर्माण प्रक्रिया है आइए देखें कि इसे कैसे बनाया जाता है और क्या इसे महंगा बनाता है।

कार्बन फाइबर कार्बन फाइबर बनने से पहले, यह एक आधार सामग्री के रूप में शुरू होता है - आमतौर पर कार्बन परमाणुओं के साथ एक कार्बनिक बहुलक जो अणुओं के लंबे तारों को एक साथ बांधता है जिसे पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (स्वेटर और कालीन में ऐक्रेलिक के समान) कहा जाता है। प्रारंभिक सामग्री के ऐक्रेलिक का आधा हिस्सा होना चाहिए निकाला गया। "अंतिम उत्पाद की कीमत आपके द्वारा शुरू की गई कीमत से दोगुनी होगी क्योंकि आधा जल जाता है," यह लागत के एक बड़े हिस्से के लिए जिम्मेदार है।

फिर दो प्रमुख प्रसंस्करण चरण हैं। पहले को ऑक्सीकरण स्थिरीकरण कहा जाता है। यहां रेशों को कई सौ डिग्री के तापमान वाले बहुत लंबे ओवन के माध्यम से खिलाया जाता है। प्रक्रिया को पूरा होने में घंटों लगते हैं और इसलिए यह एक विशाल ऊर्जा भक्षक है।

दूसरा चरण कार्बोनाइजेशन है जहां सामग्री को फिर से ओवन में रखा जाता है, लेकिन इस बार तापमान एक हजार डिग्री से अधिक बढ़ जाता है। इस कदम से बिजली बिल भी बढ़ेगा। यह यहीं खत्म नहीं होता है।

मैन्युफैक्चरर्स को ऑफ-गैसों का भी ध्यान रखना पड़ता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि वे पर्यावरण को जहर नहीं देते हैं, जिसके लिए बहुत सारी ऊर्जा, रियल एस्टेट और बड़े उपकरणों की आवश्यकता होती है। सभी चरण केवल व्यक्तिगत फिलामेंट्स के निर्माण के लिए ही हैं।

अंतिम उत्पाद तक पहुंचने के लिए, फाइबर और राल को एक आटोक्लेव में आकार देना और ठीक करना पड़ता है, फिर से एक समय और ऊर्जा लेने वाली प्रक्रिया।

तो, निर्माण की प्रक्रिया में समय लगता है और ऊर्जा खाने वाले कच्चे माल का केवल आधा ही अंतिम उत्पाद में उपयोग किया जाता है इससे कार्बन फाइबर की उच्च लागत होती है।

Stronger than steel and a fraction of the weight, carbon fiber is a brilliant invention. Since its first use as a motor case on space rockets in the 1960s, it's often proclaimed as the ticket to better performance. It costs enough that it better. Despite 50 years of advancements carbon fibre remains expensively high end. But 50 years later, carbon fiber is still rare and expensive (starting at $10/pound.The rate of steel is $0.38/pound.)

FEW FACTS ABOUT CARBON FIBER:

1.)Carbon fiber -- sometimes known as graphite fiber -- is a strong, stiff, lightweight material that has the potential to replace steel and is popularly used in specialized, high-performance products like aircrafts, racecars and sporting equipment.

2.)The next generation of carbon-fiber composites could reduce passenger car weight by 50 percent and improve fuel efficiency by about 35 percent without compromising performance or safety.

3.)Carbon fiber can be woven into a fabric that is suitable for use in defense applications or added to a resin and molded into preformed pieces, such as vehicle components or wind turbine blades.
 

WHY CARBON FIBER IS EXPENSIVE: 

The main reason for high cost of carbon fiber is its manufacturing process.Let us see how it is made and what makes it expensive.

Before carbon fiber becomes carbon fiber, it starts as a base material—usually an organic polymer with carbon atoms binding together long strings of molecules called a polyacrylonitrile(similar to the acrylics in sweaters and carpets).To get the carbon part of carbon fiber, half of the starting material's acrylic needs to be removed. "The final product will cost double what you started with because half burns off,"This is responsible for a big part of the costs.

Then there are two major processing steps. The first is called oxidization stabilization. Here the fibers are fed through very long ovens with temperatures of several hundred degrees. The process takes hours to complete and is therefore a massive energy eater.

The second step is carbonization where the material is again placed in an oven, but this time the temperatures rise over thousand degrees. This step will also increase the power bill. It doesn’t end there.

Manufactures also have to take care of the off-gases to make sure they do not poison the environment, which needs lot’s of energy, real estate and large equipment. All steps are just for the manufacturing of the individual filaments themselves.

To get to the final product, the fibers and the resin have to be shaped and cured in an autoclave, again a time and energy consuming process.

So,the process of manufacturing is time taking and energy eating also only half of the raw material is used in final product.This leads to the high cost of carbon fibre.