หลายท่านๆคงอาจเคยได้ยินกับคำว่า Carbon Fiber หรือ Carbon Kevlar ที่ในสมัยนี้ถือเป็นวัสดุที่แทบจะมีติดอยู่ในรถใหม่ๆแทบจะทุกยี่ห้อ รวมไปถึงของแต่งรถต่างๆ ที่มีวัสดุที่เป็น คาร์บอน เคฟล่า หรือ คาร์บอน ไฟเบอร์ ที่มีมากขึ้น แต่หลายๆคนก็อาจจะสงสัยว่า เจ้าตัว Carbon Fiber หรือ Carbon Kevlar นั้นมีความแตกต่างกันและทำมาจากวัสดุอะไร วันนี้เรา มีคำตอบมาให้ทุกท่านครับ

 

 

          โดยพื้นฐานของ คาร์บอน ไฟเบอร์ นั้นมีพื้นฐานมาจากพลาสติกหรือชื่อในทางเคมี Polyacrylonitrile (โพลิอะคลิโลไนไทรล์) ซึ่งเรียกย่อๆว่า PAN ส่วนในการผลิตเส้นใย Carbon Fiber จากตัว PAN เองนั้น จะมีขั้นตอนหลักๆอยู่ 4 ขั้นตอนดังนี้ครับ

  1. Oxidation โดยขั้นตอนแรกจะนำเอาเส้นใย PAN ไปเผาที่ความร้อนประมาณ 3,000 องศาเซลเซียส จนเส้นใยของตัว PAN เองนั้นเปลี่ยนจากสีขาวกลายเป็นสีดำ ซึ่งเมื่อได้ทำการเผาตัวเส้นใย PAN เสร็จแล้ว ก็จะได้ส่วนที่เรียกว่าผ้า Nomex และเราสามารถนำผ้า Nomex นี้ไปทำเสื้อผ้ากันไฟได้ครับ
  2. Carbonisation ขั้นตอนนี้จะนำผ้า Nomex ที่ได้ไปเผาต่อที่ความร้อน 10,000-30,000 องศาเซลเซียส ในบรรยากาศไนโตรเจนด้วยความดันสูงมาก เพื่อทำการนำส่วนประกอบธาตุอื่นๆที่ไม่ใช่ธาตุ carbon ออกไปให้หมด ซึ่งขั้นตอนนี้ยิ่งใช้ความร้อนในการเผามากเท่าไร ตัว Carbon Fiber ก็ยิ่งมีความแข็งแรงมากขึ้นเท่านั้น
  3. Surface Treatment โดยจะทำการเคลือบสารโพลิเมอร์ โดยตัวสารเคลือบโพลิเมอร์นี้จะสร้างโครงสร้างยึดเกาะเล็กๆ เพื่อให้ตัวผ้า Carbon Fiber สามารถคงรูปอยู่ได้ และทำให้เส้นใยมีความแข็งแรงมากยิ่งขึ้น ซึ่งขั้นตอนนี้จะต้องใช้ความชำนาญและความระมัดระวังอย่างมากในการเคลือบสารโพลิเมอร์ไม่ให้เกิดฟองอากาศ เพราะถ้าเกิดฟองอากาศขึ้นแล้ว ตัวคาร์บอน ไฟเบอร์ก็จะไม่มีความแข็งแรงและสามารถเกิดการแตกหรือหักได้
  4. Surface Coating โดยในขั้นตอนสุดท้ายนั้น จะนำเอาสาร Epoxy (อีพ็อกซี่) มาเคลือบผิวเพื่อให้พื้นผิวลื่นและเกิดความเงางามแถมยังช่วยให้ผ้า Carbon Fiber ไม่เกิดการหลุดออกมาเป็นขุยๆ เพราะตัวคาร์บอน ไฟเบอร์เองนั้นจะอยู่ในรูปผืนผ้า ที่จะต้องนำมาตัดและขึ้นรูปกับแม่พิมพ์แล้วทำการหล่อออกมาเพื่อให้ได้ตามรูปแบบตามที่เราต้องการ โดยหากเราเคลือบสารอีพ็อกซี่ไม่ดีนั้น จะทำให้เส้นใย carbon หักออกเป็นเศษเล็กๆ ที่เราไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และอาจทำให้เป็นต้นเหตุที่ทำให้เกิดมะเร็งขั้วปอดได้หากสูดดมเข้าไป

 

Carbon Fiber
 

          เมื่อจบทั้ง 4 ขั้นตอนตามข้างต้นแล้ว ก็จะได้ผ้า Carbon Fiber ที่มีความแข็งแรงมากกว่าเหล็กได้ถึง 5 เท่า รวมไปถึงน้ำหนักที่เบาและสามารถทนแรงบิดและแรงดึงที่มากกว่าTitanium เหตุผลที่เป็นอย่างนั้นก็เพราะว่า การเรียงตัวของโมเลกุลของตัวธาตุคาร์บอน ที่เรานำไปเผาที่ความร้อนสูงนั่นเองครับ

          ซึ่งเมื่อจะนำผ้าคาร์บอน ไฟเบอร์ไปใช้ วิธีการทำ Carbon Fiber ก็จะคล้ายๆกับ Fiber Glass แต่ตัวน้ำยา Resin(เรซิน) และ Hardener (น้ำยาทำให้แข็ง) นั้นจะแตกต่างกันกับ ไฟเบอร์ กลาส แต่ก็ไม่ใช่ว่างาน Carbon Fiber ที่ออกมานั้นนั้นจะเหมือนกันหมดทุกที่ เพราะแต่ละโรงงานจะใช้สารเคมีที่คุณภาพแตกต่างกันรวมไปถึงความร้อนที่ใช้ในการอบหรือหล่อขึ้นรูปและจำนวนชั้นของผ้า คาร์บอน ไฟเบอร์ ในการซ้อนกันเพื่อความแข็งแรง ดังนั้นในการเลือกซื้อควรจะพิจารณาในส่วนของมาตรฐานโรงงานด้วยครับ

 

 Carbon Fiber และ Carbon Kevlar นั้นแตกต่างกันอย่างไร
  • Carbon Fiber นั้นจะมีสีเทา – ดำ และแข็งแรงกว่า Carbon Kevlar แต่จะสามารถยืดหยุ่นได้น้อยกว่าและลายของผ้าจะเรียงต่อกัน
  • Carbon Kevlar นั้นจะมีสี เหลือง – ดำ, สีแดง -ดำ, สีน้ำเงิน – ดำ จะสามารถยืดหยุ่นได้มากกว่า Carbon Fiber แต่จะแข็งแรงน้อยกว่าและลายของผ้าจะเป็นลายที่ถักซ้อนกัน 

 

Carbon Kevlar
 

          ดังนั้นส่วนมากจึงนิยมนำทั้งคาร์บอน ไฟเบอร์ และคาร์บอน เคฟล่า มาซ้อนทับกันหลายๆชั้นเพื่อให้ได้ชิ้นงานที่ดีที่สุดนั่นเองครับ

เครดิต www.boxzaracing.com