Oglekļa šķiedras pinumi: kas tie ir un kāpēc tos izmantot

Ja esat kādreiz domājis, kāpēc viens oglekļa šķiedras gabals var izskatīties savādāk nekā cits oglekļa šķiedras gabals, jūs neesat viens. Oglekļa šķiedrai ir daudz dažādu audumu, un katra no tām kalpo citam mērķim, un tā nav tikai kosmētiska.

Oglekļa šķiedras loksne Plain weave Rūtainu pinumu pinums sarža pinums

Oglekļa šķiedras ir izgatavotas no tādiem prekursoriem kā poliakrilnitrils (PAN) un viskozes. Prekursoru šķiedras tiek ķīmiski apstrādātas, karsētas un izstieptas, pēc tam karbonizētas, lai izveidotu augstas stiprības šķiedras. Šīs šķiedras vai pavedieni pēc tam tiek salikti kopā grīstēs, kuras identificē pēc tajās esošo oglekļa pavedienu skaita. Parastie tauvas vērtējumi ir 3k, 6k, 12k un 15k. "k" apzīmē tūkstoti, tāpēc 3k paku ir izgatavota no 3,000 oglekļa pavedieniem. Standarta 3 k pakulas parasti ir 0,125 collas platas, tāpēc mazā telpā ir ievietots daudz šķiedru. 6 k grīstē ir 6,000 oglekļa pavedieni, 12 k ir 12,{15}} pavedieni, un tā tālāk Šis lielais kopā salikto augstas stiprības šķiedru skaits padara oglekļa šķiedru par tik spēcīgu materiālu.

Austa oglekļa šķiedra

Oglekļa šķiedra parasti ir austa auduma veidā, kas atvieglo darbu ar to un var nodrošināt papildu konstrukcijas izturību atkarībā no pielietojuma. Šī iemesla dēļ oglekļa šķiedras audumiem tiek izmantots daudz dažādu audumu. Visizplatītākās ir Plain, Twill un Harness Satin, un mēs par katru aplūkosim sīkāk.

Plain Weave

Vienkārša pinuma oglekļa šķiedras loksne izskatās simetriski ar nelielu šaha galdiņa stila izskatu. Šajā pinumā grīstes ir austas virs/apakš raksta veidā. Īsā atstarpe starp saitēm nodrošina vienkāršā pinuma augstu stabilitātes līmeni. Auduma stabilitāte ir auduma spēja saglabāt aušanas leņķi un šķiedras orientāciju. Pateicoties augstajam stabilitātes līmenim, plain nav labi piemērots izkārtojumiem ar sarežģītām kontūrām, tas nebūs tik vijīgs kā daži citi pinumi. Parasti vienkāršā pinuma audumi ir piemēroti plakanām loksnēm, caurulēm un 2D līknēm.

Plain Weave oglekļa šķiedras diagramma

Viens no šī aušanas raksta trūkumiem ir skarbais gofrējums (leņķis, ko šķiedra veido aušanas laikā, skatīt zemāk) grīstēs mazā attāluma dēļ starp pītām saitēm. Skarbā gofrēšana var radīt stresa koncentrāciju, kas laika gaitā var vājināt daļu.

Vienkāršas pinuma gofrēšanas diagrammas oglekļa šķiedras loksne

Twill Weave

Tvils kalpo kā tilts starp vienkāršu pinumu un satīna pinumiem, par kuriem mēs runāsim tālāk. Sarža pinumam ir laba lokanība, un tas var veidot sarežģītas kontūras, un tas labāk saglabā auduma stabilitāti nekā zirglietas satīna pinums, bet ne tik labi kā vienkāršais pinums. Ja jūs sekojat pakulas pavedienam sarža pinumā, tas iet pāri noteiktam pakulu skaitam un pēc tam zem tāda paša skaita grīslu. Virs/zem raksts rada diagonālu bultas uzgaļa izskatu, kas pazīstams kā "sarža līnija". Lielāks attālums starp grīstām saitēm nozīmē mazāku gofrējumu, salīdzinot ar vienkāršu pinumu, un mazāku iespējamo sprieguma koncentrāciju.

2 × 2 sarža pinums, iespējams, ir atpazīstamākais oglekļa šķiedras audums nozarē. To izmanto daudzos kosmētikas un dekoratīvos lietojumos, taču tai ir arī lieliska funkcionalitāte, tai ir gan mērena formējamība, gan mērena stabilitāte. Kā norāda 2 × 2 nosaukums, katra pakulas šķērsos 2 pakulas, pēc tam zem divām pakulām. Līdzīgi 4 × 4 sarža pavilks šķērsos 4 grīstes, tad zem 4 grīstes. Tam ir nedaudz vairāk formējamības nekā 2×2 Twill, jo pinums nav tik ciešs, taču tam būs arī mazāka stabilitāte.

Zirglieta Satin Weaves

Satīna pinums tika izstrādāts pirms tūkstošiem gadu, lai izgatavotu zīda audumus ar izcilām drapēšanas īpašībām, vienlaikus izskatot gludu un nevainojamu izskatu. Kompozītmateriāliem šī drapējamība nozīmē, ka tās var viegli veidot un aptīt sarežģītas kontūras. Tā kā audums ir tik veidojams, tam, cerams, ir zema stabilitāte. Parastie satīna audumi ir 4 zirglietu satīna (4HS), 5 satīna uzkabes (5HS) un 8 satīna uzkabes (8HS). Palielinot satīna pinumu skaitu, palielināsies formējamība un samazināsies auduma stabilitāte.

Spread Tow vs. Standard Tow

Izkliedējamais pakulas materiāls var būt labs kompromiss starp vienvirziena materiāla un standarta auduma materiālu izmantošanu. Tā kā šķiedru grīslis aust uz augšu un uz leju, lai izveidotu audumu, stiprība samazinās grumbu dēļ. Palielinot kvēldiegu skaitu standarta grīstē, piemēram, no 3k uz 6k, grīslis kļūst lielāks (biezāks) un gofrēšanas leņķis kļūst skarbāks. Viens veids, kā no tā izvairīties, ir izkliedēt pavedienus plašākā grīstē, to sauc par izkliedētu grīsti, un ir pāris benu.

ieguvumus, kas gūti, to darot.

izkliedēts pakulas aust gofrēšanas diagramma oglekļa šķiedras loksne

Izkliedētais grīslis piedāvā mazāku gofrēšanas leņķi nekā standarta tauvas pinums un var samazināt krustojuma defektus, palielinot gludumu. Zemāks gofrēšanas leņķis nodrošinās lielāku izturību. Izkliedējamo tauvas materiālu ir arī vieglāk strādāt nekā vienvirziena materiālu, un tam joprojām ir pietiekami laba šķiedru uzvilkšanas novēršana.