Fibra de carbon este coloana vertebrală a compozitelor ușoare. Înțelegerea materialelor din fibră de carbon este necesară pentru a cunoaște procesul de fabricație și terminologia industriei compozite. Mai jos veți găsi informații despre pânza din fibră de carbon și ce înseamnă diferitele coduri și stiluri de produse.
Forța fibrei de carbon
Trebuie înțeles că toată fibra de carbon nu este egală. Când carbonul este fabricat în fibre, aditivi și elemente speciale sunt introduse pentru a crește proprietățile de rezistență. Proprietatea principală de rezistență asupra căreia se consideră fibra de carbon este modulul.
Carbonul este fabricat în fibre minuscule prin intermediul procesului PAN sau Pitch. Carbonul este fabricat în pachete de mii de filamente minuscule și înfășurat pe un sul sau bobină. Există trei categorii majore de fibre de carbon brute:
- Modul înalt Fibra de carbon (Grad aerospațial)
- Fibră de carbon Modulus intermediară
- Fibră de carbon Modulus Standard (grad comercial)
Deși am putea intra în contact cu fibra de carbon de calitate aerospațială de pe o aeronavă, cum ar fi noul 787 Dreamliner, sau îl putem vedea într-o mașină de Formula 1 la TV; majoritatea dintre noi va intra probabil în contact cu fibra de carbon de calitate comercială mai frecvent.
Uzual utilizări din fibre de carbon de calitate comercială includ:
- Articole sportive
- Hote auto și piese de schimb
- Accesorii, precum carcase pentru iPhone
Fiecare producător de fibre de carbon brute au nomenclatura proprie a gradului. De exemplu, Toray Carbon Fibre numește gradul lor comercial "T300", în timp ce calitatea comercială a lui Hexcel se numește "AS4".
Grosimea fibrei de carbon
Așa cum am menționat anterior, fibra de carbon crudă este fabricată în filamente minuscule (în jur de 7 microni), aceste filamente sunt înglobate în rovings care sunt înfășurate pe bobine. Bobii de fibre sunt ulterior folosiți direct în procese precum pultrusion sau înfășurarea filamentului sau pot fi țesute în țesături.
Aceste rovați din fibră de carbon sunt alcătuite din mii de filamente și sunt aproape întotdeauna o cantitate standard. Acestea sunt:
- 1.000 c (1k fibră de carbon)
- 3.000 de filamente (3k fibră de carbon)
- 6.000 de filamente (6k fibră de carbon)
- 12.000 filamente (12k fibra de carbon)
Acesta este motivul pentru care dacă auziți un profesionist din industrie vorbind despre fibra de carbon, ar putea spune: „Folosesc o țesătură simplă de țesut 3k T300”. Ei bine, acum o vei face știu că folosesc o țesătură din fibră de carbon care este țesută cu fibra standard de modul CF Toray, și folosește fibre care au 3.000 de filamente pe strand.
Ar trebui să se înțeleagă atunci că grosimea unui roving de fibre de carbon de 12k va fi de două ori mai mare decât a unui 6k, de patru ori mai mare decât a unui 3k etc. Datorită eficienței în fabricare, o rulare mai groasă, cu mai multe filamente, cum ar fi un fir de 12k, este de obicei mai puțin costisitoare pentru lire decât 3k de modul egal.
Pânză din fibră de carbon
Linguri de fibra de carbon sunt duse într-un țesut de țesut, unde fibrele sunt apoi țesute în țesături. Cele mai frecvente două tipuri de țesături sunt „țesut simplu” și „crep”. Țesutul simplu este un model echilibrat al plăcii de verificare, în care fiecare șuviță trece mai apoi sub fiecare fir în direcția opusă. În timp ce o țesătură de sablon arată ca un coș de răchită. Aici, fiecare șuviță trece peste un fir opus, apoi sub două.
Atât țesăturile obișnuite cât și cele simple au o cantitate egală de fibre de carbon care merg în fiecare direcție, iar punctele lor forte vor fi foarte similare. Diferența este în primul rând un aspect estetic.
Fiecare companie care țesă țesături din fibră de carbon va avea propria lor terminologie. De exemplu, o țesătură simplă de 3k de Hexcel se numește "HexForce 282" și este denumită în mod obișnuit "282" (două optzeci și două) pentru scurt. Această țesătură are 12 fire de fibră de carbon de 3 k pe inch, în fiecare direcție.