کاربن فائبر مرکبات: کم اونچائی والی معیشت کی ترقی کے لیے اہم مواد مواقع اور چیلنجز

میٹریل سائنس اور انڈسٹریل اکنامکس کے نقطہ نظر سے، یہ مقالہ کم اونچائی والی معیشت کے میدان میں کاربن فائبر جامع مواد کی ترقی کی کیفیت، تکنیکی رکاوٹوں اور مستقبل کے رجحانات کا منظم طریقے سے تجزیہ کرتا ہے۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ اگرچہ کاربن فائبر کے ہلکے وزن والے ہوائی جہاز میں اہم فوائد ہیں، لیکن لاگت پر کنٹرول، عمل کی اصلاح اور معیاری نظام کی تعمیر اب بھی اس کے بڑے پیمانے پر استعمال کو محدود کرنے والے اہم عوامل ہیں۔

1. کم اونچائی والی معیشت کے ساتھ کاربن فائبر مواد کی خصوصیات کی مطابقت کا تجزیہ

میکانی خصوصیات کے فوائد:

• مخصوص طاقت 2450MPa/(g/cm³) تک پہنچ جاتی ہے، جو ایوی ایشن ایلومینیم کھوٹ سے 5 گنا زیادہ ہے۔
• مخصوص ماڈیولس 230GPa/(g/cm³) سے زیادہ ہے، اہم وزن میں کمی کے اثر کے ساتھ

اقتصادی درخواست:

• ڈرون کے ڈھانچے کا وزن 1 کلو کم کرنے سے توانائی کی کھپت تقریباً 8-12 فیصد کم ہو سکتی ہے
• eVTOL کے ہر 10% وزن میں کمی کے لیے، کروز رینج 15-20% تک بڑھ جاتی ہے

2. صنعتی ترقی کی موجودہ صورتحال

عالمی مارکیٹ کی ساخت:

• 2023 میں، کاربن فائبر کی عالمی کل طلب 135,000 ٹن ہوگی، جس میں ایرو اسپیس کا حصہ 22 فیصد ہے۔
• جاپان کی ٹورے چھوٹی ٹو مارکیٹ کے 38% پر قابض ہے۔

ملکی ترقی:

• پیداواری صلاحیت کی سالانہ مرکب ترقی کی شرح 25% (2018-2023) تک پہنچ گئی ہے۔
• T700 کی لوکلائزیشن کی شرح 70% سے زیادہ ہے، لیکن T800 اور اس سے اوپر اب بھی درآمدات پر انحصار کرتے ہیں۔

3. کلیدی تکنیکی رکاوٹیں۔

مواد کی سطح:

• پری پریگ عمل کا استحکام (سی وی ویلیو کو 3% کے اندر کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے)
• جامع مواد انٹرفیس بانڈنگ طاقت (80MPa سے زیادہ تک پہنچنے کی ضرورت ہے)

مینوفیکچرنگ کے عمل:

• خودکار بچھانے کی کارکردگی (فی الحال 30-50kg/h، ہدف 100kg/h)
• کیورنگ سائیکل آپٹیمائزیشن (روایتی آٹوکلیو عمل میں 8-12 گھنٹے لگتے ہیں)

4. کم اونچائی والے اقتصادی استعمال کے امکانات

مارکیٹ کی طلب کی پیشن گوئی:

• ای وی ٹی او ایل کاربن فائبر کی مانگ 2025 میں 1,500-2,000 ٹن تک پہنچ جائے گی
• ڈرون فیلڈ میں 2030 میں ڈیمانڈ 5,000 ٹن سے تجاوز کرنے کی امید ہے۔

ٹیکنالوجی کی ترقی کے رجحانات:

• کم قیمت (ہدف کم کر کے $80-100 فی کلوگرام)
• ذہین مینوفیکچرنگ (ڈیجیٹل ٹوئن ٹیکنالوجی کا اطلاق)
• ری سائیکلنگ اور دوبارہ استعمال (کیمیائی ری سائیکلنگ کے طریقہ کار کی کارکردگی میں بہتری)