Hiilikuitukudokset: mitä ne ovat ja miksi niitä käytetään

Jos olet koskaan miettinyt, miksi yksi hiilikuitupala saattaa näyttää erilaiselta kuin toinen hiilikuitupala, et ole yksin. Hiilikuitua on useissa eri kudoksissa ja jokainen palvelee eri tarkoitusta, eikä se ole vain kosmeettista.

Hiilikuitulevy Pelkkä kudos Tikkukudos Twill-kudos

Hiilikuituja valmistetaan esiasteista, kuten polyakryylinitriilistä (PAN) ja viskoosista. Esikuidut käsitellään kemiallisesti, kuumennetaan ja venytetään, sitten hiiletään, jotta saadaan aikaan erittäin lujia kuituja. Nämä kuidut tai filamentit niputetaan sitten yhteen touviksi, jotka tunnistetaan niiden sisältämien hiilifilamenttien lukumäärästä. Yleiset vetoluokat ovat 3k, 6k, 12k ja 15k. "K" tarkoittaa tuhatta, joten 3k-rouvi on tehty 3,000 hiilikuitulangasta. Tavallinen 3k-rouva on tyypillisesti 0,125" leveä, joten pieneen tilaan pakataan paljon kuitua. 6k-rouvassa on 6,000 hiilikuitua, 12k:ssa on 12,000 filamenttia, ja niin edelleen. Tämä suuri määrä lujia kuituja niputettuna tekee hiilikuidusta niin vahvan materiaalin.

Kudottu hiilikuitu

Hiilikuitu tulee tyypillisesti kudotun kankaan muodossa, mikä helpottaa käsittelyä ja voi antaa rakenteelliselle lisälujuutta käyttökohteesta riippuen. Tämän vuoksi hiilikuitukankaissa käytetään monia erilaisia ​​kudoksia. Yleisimmät ovat Plain, Twill ja Harness Satin, ja käsittelemme niitä tarkemmin.

Plain Weave

Yksinkertainen hiilikuitulevy näyttää symmetriseltä pienellä shakkilaudatyylisellä ulkonäöllä. Tässä kudoksessa köydet on kudottu over/under -kuviolla. Lyhyt väli lomitusten välillä antaa sileälle kudokselle korkean vakauden. Kankaan stabiilisuus on kankaan kykyä säilyttää kudontakulmansa ja kuitujen suuntaus. Tämän korkean vakauden vuoksi plain ei sovellu hyvin monimutkaisten ääriviivojen asetteluihin, se ei ole yhtä taipuisa kuin jotkut muut kudokset. Yleensä pelkät kudokset sopivat litteille levyille, putkille ja 2D-kaareille.

Plain Weave -hiilikuitukaavio

Eräs tämän kudontakuvion haittapuoli on jyrkkä poimutus (kulma, jonka kuitu muodostaa kudottaessa, katso alla) touvissa, mikä johtuu lyhyestä lomitusetäisyydestä. Kova puristus voi aiheuttaa jännityskeskittymiä, jotka voivat heikentää osaa ajan myötä.

Tavallinen kudottu puristuskaavio hiilikuitulevy

Twill Weave

Twill toimii siltana tavallisen kudoksen ja satiinikudonnan välillä, joista keskustelemme seuraavaksi. Twillillä on hyvä taipuisuus ja se voi muodostaa monimutkaisia ​​muotoja, ja se säilyttää kankaan vakauden paremmin kuin valjaat satiinikudos, mutta ei yhtä hyvä kuin pelkkä kudos. Jos seuraat köysinauhaa toimikaskudoksessa, se kulkee tietyn määrän toutimia yli ja sitten saman määrän köysiä ali. Yli/alle-kuvio luo diagonaalisen nuolenpään ilmeen, joka tunnetaan nimellä "twill line". Pidempi etäisyys touvien lomittelujen välillä tarkoittaa vähemmän poimuja verrattuna tavalliseen sidontaan ja pienempiä mahdollisia jännityskeskittymiä.

2×2 Twill on todennäköisesti alan tunnistetuin hiilikuitukudos. Sitä käytetään monissa kosmeettisissa ja koristeellisissa sovelluksissa, mutta sillä on myös erinomainen toiminnallisuus, sillä on sekä kohtalainen muovattavuus että kohtalainen vakaus. Kuten 2 × 2 -nimestä voi päätellä, jokainen hinaus kulkee 2 tonauksen yli ja sitten kahden tonauksen ali. Vastaavasti 4 × 4 Twill kulkee 4 tonauksen yli ja sitten 4 köyden alle. Siinä on hieman enemmän muovattavuutta kuin 2×2 Twillillä, koska kudos ei ole yhtä tiukka, mutta sillä on myös vähemmän vakautta.

Valjaat Satin Weaves

Satiinikudos suunniteltiin tuhansia vuosia sitten silkkikankaiden tekemiseen, joilla on erinomaiset verhoiluominaisuudet, mutta ne myös näyttävät sileiltä ja saumattomilta. Komposiiteilla tämä verhoilu tarkoittaa, että se voi helposti muodostaa ja kietoa monimutkaisia ​​muotoja. Koska kangas on niin muotoiltavaa, sen stabiilisuus on odotetusti alhainen. Yleiset satiinivaljaiden kudokset ovat 4 valjaista satiini (4HS), 5 valjas satiini (5HS) ja 8 valjas satiini (8HS). Kun lisäät satiinikudoksen määrää, muovattavuus paranee ja kankaan vakaus heikkenee.

Spread Tow vs. Standard Tow

Levitetty hinausmateriaali voi olla hyvä kompromissi yksisuuntaisen materiaalin ja tavallisen kudotun materiaalin välillä. Kuitutouvin kutoaessa ylös ja alas muodostaen kangas, vahvuus vähenee touvin poimutuksen vuoksi. Kun lisäät filamenttien määrää tavallisessa touvissa, esimerkiksi 3 kilometristä 6 kilometriin, köysi tulee isommaksi (paksummaksi) ja puristuskulmasta tulee ankarampi. Yksi tapa välttää tämä on levittää filamentit leveämmäksi touviksi, tätä kutsutaan levitettäväksi touviksi ja siinä on pari ben.

tästä saatavat edut.

levitetty tow kudos puristuskaavio hiilikuitulevy

Levitetty touvi tarjoaa pienemmän puristuskulman kuin tavallinen touvikudos ja voi vähentää jakovirheitä lisäämällä sileyttä. Pienempi puristuskulma johtaa suurempaan lujuuteen. Levitetyn hinausmateriaalin kanssa on myös helpompi työskennellä kuin yksisuuntaisella materiaalilla, ja sillä on silti kohtuullisen hyvä kuidun vetovastus.