傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備中有相當(dāng)大的一部分輥軸會采用金屬材料，但是金屬材質(zhì)的輥筒存在著種種弊端，例如采用磷青銅制造的真空引紙輥、光澤輥等，由于銅制輥面硬度低，不耐磨、剛度較差，因此在生產(chǎn)和維修過程中，必須小心使用，以免碰撞造成其表面的損傷。有的設(shè)備隨著幅寬的不斷加大，金屬輥體的撓度變形就會呈數(shù)倍增加，繼而給設(shè)備的高速運(yùn)轉(zhuǎn)帶來了困難。雖然理論上可以通過加大輥體直徑來減少撓度，但由此帶來的設(shè)備重量增加又會給零件的安裝和使用帶來更多障礙，同時(shí)也會產(chǎn)生設(shè)備成本和運(yùn)轉(zhuǎn)成本的提高等問題。

 
    除了這類情況外，金屬類輥筒零件在使用過程中還普遍存在著轉(zhuǎn)速快、負(fù)荷大的問題，這就對輥筒材料的強(qiáng)度、耐疲勞性、剛性、耐磨性和防腐蝕性都提出了很高的要求。
 
    碳纖維輥筒通常是采用碳纖維復(fù)合材料經(jīng)由纏繞工藝制造而成，復(fù)合材料本質(zhì)為各向異性更為明顯的多相組成材料，這些材料通常體現(xiàn)為物理化學(xué)性能較為優(yōu)越并且材料內(nèi)部界面分布均勻的特征。碳纖維復(fù)合材料中的增強(qiáng)體碳纖維就表現(xiàn)為質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，密度較小的碳纖維復(fù)合材料能大幅度地降低輥筒的自重，從整體上有效減少工業(yè)設(shè)備的重量，有效減少由輥筒零件負(fù)荷過重及轉(zhuǎn)速過快造成輥筒撓度加大引發(fā)的輥筒表面包膠層損壞和輥筒軸頭斷裂的情況。在降低輥筒零件損壞率的同時(shí)，對運(yùn)營成本的降低作出貢獻(xiàn)。
 

 
    碳纖維輥跟金屬輥相比的優(yōu)勢：
 
    (1)自重輕：碳纖維材質(zhì)的密度是1.6g/cm3，鋁的密度是的2.7g/cm3，鋼的密度是7.8g/cm3。即便體積較大，但是因?yàn)橹亓枯p，所以便于搬運(yùn)、安裝及操作。
 
    (2)強(qiáng)度高：碳纖維復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度是4900MPa，鋁是700-1200MPa左右，鋼是780-1200MPa。高強(qiáng)度材質(zhì)加上精密的卷繞型結(jié)構(gòu)，使斷面模量達(dá)到最優(yōu)比例。
 
    (3)剛性好：碳纖維的管子相對金屬管剛性好，碳纖維的彈性模量為240GPa，鋼是110GPa，不僅結(jié)實(shí)耐用，能承受較重的載荷，而且相比而言更不易變形。
 
    (4)慣性小：不論是啟動、降速還是停止的速度都很快，方便速度控制，在卷芯高速運(yùn)轉(zhuǎn)下還能有效減震，特適合高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備使用。
 
    (5)效率高：由于碳纖維的重量輕，所以輥?zhàn)拥淖枇π?，臨界轉(zhuǎn)速表現(xiàn)好，比鋼輥提高一倍以上的轉(zhuǎn)速可以使設(shè)備的轉(zhuǎn)速提高50%左右，由此提高了整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度，提高產(chǎn)量，降低成本和能耗。
 
    (6)蠕變小、性能穩(wěn)定：碳纖維輥在-50℃—150℃之間均不變形，膨脹系數(shù)為0.2×10-6/℃，尺寸穩(wěn)定。幾乎不產(chǎn)生變形記憶，使用時(shí)間再長也不會變彎。
 
    (7)抗疲勞性好：碳纖維復(fù)合材料的耐疲勞強(qiáng)度高于高強(qiáng)度鋼絲。因?yàn)榻饘俨牧显诮蛔儜?yīng)力作用下，疲勞極限僅為靜荷強(qiáng)度的30%～40%，由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴(kuò)展，以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性，復(fù)合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強(qiáng)度的70%～80%，并在破壞前有變形的顯著征兆，可有效降低損壞率和維修成本。
 
    (8)動平衡精度高：碳纖維輥體均勻度好，比傳統(tǒng)輥件的動平衡要求更高。采用精密的動平衡儀校準(zhǔn)，轉(zhuǎn)速達(dá)1200rpm時(shí)，輥體跳動在0.03mm以內(nèi)。