이제 카본 파이버 토크 튜브에 대해 이야기해보죠.
만약 여전히 무거운 강철이나 알루미늄로 만들어진 샤프트를 사용하고 있다면, 그건 결국 불필요한 무게를 짊어지는 것과 같습니다. 우리는 그런 상황에서도 기계가 비틀리거나 손상되지 않도록 하는 카본 파이버 토크 튜브를 제작합니다.
즉, 회전력을 일정한 거리까지 전달하면서도 마치 무거운 파이프를 기계에 연결한 것처럼 느껴지지 않도록 하는 것입니다.
강성을 적절히 조절하기
비결은 바로 섬유들이 어떻게 배열되는지에 있습니다. 우리는 단순히 섬유들을 무작위로 감아서는 안 됩니다. 섬유들을 45도와 -45도 방향으로 배열해야 합니다. 왜냐하면 그곳이 바로 진짜 인장 강도가 가장 높은 곳이기 때문입니다. 이렇게 하면 외부 충격이 가해져도 튜브가 비틀리는 것을 막을 수 있습니다.
더 좋은 점은 이 강성을 원하는 대로 조절할 수 있다는 것입니다. 충격을 잘 흡수할 수 있도록 하려면, 수지와 섬유의 비율을 조절하기만 하면 됩니다.
티타늄과 비교하면, 카본 파이버는 훨씬 가볍습니다. 같은 강도를 유지하면서도 무게는 훨씬 적습니다. 그래서 회전 관성도 줄어들어, 모든 것이 더 민첩하고 반응이 빨라집니다.
주의해야 할 점들
물론, 카본 파이버를 강철처럼 다룰 수는 없습니다. 그것은 전혀 다른 재료입니다.
카본 파이버는 엄청나게 강하지만, 동시에 깨지기 쉽습니다. 비틀림에는 강하지만, 옆에서의 충격이나 날카로운 힘이 가해지면 쉽게 손상됩니다. 또한, 그냥 브라켓을 붙이는 것만으로는 안 됩니다. 그러면 튜브가 손상될 수 있습니다. 대신, 접착식 인서트나 슬리브 커플링을 사용하여 부하를 고르게 분산시켜야 합니다.
또 한 가지 주의해야 할 점은 전기화학적 부식입니다. 카본 튜브를 알루미늄 부품에 연결할 때 섬유 보호층이 없으면, 카본이 알루미늄을 파괴할 수 있습니다. 정말 좋지 않은 상황입니다.
실제 사용 예시
이러한 카본 파이버 토크 튜브는 항공우주 분야의 액추에이터부터 자동차의 고급 스티어링 컬럼에 이르기까지 다양한 곳에서 사용됩니다. 공간도 훨씬 적게 차지하며, 온도 변화에도 크기가 변하지 않습니다. 따라서 정밀도도 유지됩니다.
한 가지 팁: 이러한 복합재료의 강성을 고려하여 장착 위치를 설계해야 합니다. 너무 단단하게 고정하면 균열이 생길 수 있습니다. 현명하게 접근한다면, 이러한 튜브들은 거의 파괴될 가능성이 없습니다.