จากห้องแล็บสู่โรงงาน! จีนเริ่มผลิต ‘คาร์บอนไฟเบอร์’ บางกว่าเส้นผม-แกร่งกว่าเหล็กในระดับอุตสาหกรรม

× กรุณาติดต่อทีมงานเพื่อดาวน์โหลดคลิป

ปักกิ่ง, 18 มิ.ย. (ซินหัว) — ไชน่า มีเดีย กรุ๊ป (CMG) รายงานว่าคาร์บอนไฟเบอร์สมรรถนะสูงรุ่นใหม่ ซึ่งมักได้รับการขนานนามว่าเป็น “ทองคำสีดำ” ได้ก้าวจากขั้นตอนการวิจัยในห้องปฏิบัติการสู่การผลิตในระดับอุตสาหกรรมในจีนอย่างเป็นทางการ นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในภาคส่วนวัสดุขั้นสูงของประเทศ โดยวัสดุชนิดใหม่นี้มีคุณสมบัติบางแต่แข็งแรง เส้นใยหนึ่งมัดประกอบด้วยเส้นใยเดี่ยวจำนวน 12,000 เส้น แต่ละเส้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 5 ไมโครเมตร หรือราวหนึ่งในสิบของเส้นผมมนุษย์ และแม้จะมีขนาดเล็กมาก แต่เส้นใยหนึ่งมัดมีสามารถรับแรงดึงมากกว่า 6.5 กิกะปาสคาล ซึ่งมากพอที่จะดึงรถบรรทุกขนาดกลางที่มีน้ำหนักราว 10 ตันได้

บริษัท ซิโนเปก เซี่ยงไฮ้ ปิโตรเคมิคัล ได้เริ่มการผลิตคาร์บอนไฟเบอร์ขนาดเส้นใยเล็กเกรดที1000 (T1000) แบบ 12เค (12K) ในระดับอุตสาหกรรมแล้ว โดยถือเป็นหมุดหมายสำคัญที่อาจเปลี่ยนโฉมการใช้งานวัสดุระดับสูง เนื่องจากคาร์บอนไฟเบอร์ชนิดนี้มีความหนาแน่นต่ำกว่าเหล็กไม่ถึงหนึ่งในสี่ แต่แข็งแรงกว่าเหล็ก 7-9 เท่า ทั้งยังมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนและมีความทนทานสูง จึงเป็นวัสดุสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมเชิงยุทธศาสตร์ เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เศรษฐกิจการบินระดับต่ำ และปัญญาประดิษฐ์เชิงกายภาพ

ความสำเร็จครั้งนี้เป็นผลจากการวิจัยและพัฒนาต่อเนื่องหลายทศวรรษ โดยซิโนเปก เซี่ยงไฮ้ ปิโตรเคมิคัล ระบุว่าคาร์บอนไฟเบอร์ที่เริ่มผลิตจำนวนมากในครั้งนี้ใช้กระบวนการปั่นเส้นใยแบบเปียก (wet-Spinning) ที่บริษัทพัฒนาขึ้นเอง ทำให้พื้นผิวของเส้นใยมีลักษณะเป็นร่อง ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการยึดเกาะกับวัสดุเรซินในกระบวนการผลิตวัสดุคอมโพสิต (composite) ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีสมรรถนะโดยรวมดีขึ้น

“ทองคำสีดำ” ชนิดนี้มีศักยภาพทางการตลาดมหาศาล ซึ่งในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ วัสดุคอมโพสิตจากคาร์บอนไฟเบอร์มีความสำคัญอย่างยิ่งในการลดน้ำหนักและเพิ่มประสิทธิภาพของอากาศยาน โดยหลี่หย่งเฉวียน วิศวกรจากสถาบันนวัตกรรมวัสดุขั้นสูงของบริษัทฯ ยกตัวอย่างโครงยึดคาร์บอนไฟเบอร์สำหรับติดตั้งกล้องความแม่นยำสูงบนดาวเทียมอวกาศ ซึ่งมีน้ำหนักเพียง 1-2 กิโลกรัม แต่โครงสร้างนี้สามารถรักษาเสถียรภาพภายใต้สภาวะรุนแรงสุดขั้วได้

ขณะเดียวกัน เครื่องบินพาณิชย์ขนาดใหญ่หนึ่งลำอาจต้องใช้คาร์บอนไฟเบอร์ชนิดนี้ถึง 8-10 ตันสำหรับโครงสร้างลำตัวและชิ้นส่วนต่างๆ ขณะที่ภาคเศรษฐกิจการบินระดับต่ำ เช่น อากาศยานขึ้นบิน-ลงจอดแนวดิ่งพลังงานไฟฟ้า (eVTOL) และโดรน กำลังจะกลายเป็นตลาดมูลค่าหลายหมื่นล้านหยวนสำหรับวัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ในงานระดับสูง เช่น ชิ้นส่วนรับแรงหลักของอากาศยาน โครงสร้างตัวเครื่อง และใบพัด

หวงเสียงอวี่ รองผู้จัดการใหญ่ของบริษัทฯ ระบุว่าการใช้งานคาร์บอนไฟเบอร์ในปัจจุบันยังเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของศักยภาพที่แท้จริง และยังมีโอกาสเติบโตอีกมากในอนาคต พร้อมย้ำว่าคาร์บอนไฟเบอร์เป็นวัสดุน้ำหนักเบาที่ดีที่สุด โดยคาดว่าในอีก 20-30 ปีข้างหน้า วัสดุชนิดนี้อาจแพร่หลายไม่ต่างจากพลาสติกและเหล็กในช่วงที่เริ่มถูกนำมาใช้งานแรกๆ

ด้านหลิวหลี่หัว หัวหน้าโรงงานแห่งที่ 2 สังกัดฝ่ายคาร์บอนไฟเบอร์ของบริษัทฯ เปิดเผยว่าคาร์บอนไฟเบอร์ขนาดเส้นใยเล็กของบริษัทมีทรัพย์สินทางปัญญาที่พัฒนาขึ้นเองอย่างสมบูรณ์ และบริษัทพร้อมสำหรับการผลิตในปริมาณมากอย่างเต็มรูปแบบ โดยสามารถเดินสายการผลิตได้ทันทีเมื่อมีความต้องการจากภาคอุตสาหกรรมปลายน้ำ