Tkanine od karbonskih vlakana: šta su i zašto biste ih trebali koristiti

Ako ste se ikada zapitali zašto jedan komad karbonskih vlakana izgleda drugačije od drugog, niste sami. Ugljična vlakna dolaze u mnogo različitih tkanja, od kojih svaka služi različitoj svrsi, a nisu samo dekorativna.

 

Ugljična vlakna se prave od prekursora kao što su poliakrilonitril (PAN) i rajona. Prekursorska vlakna se hemijski tretiraju, zagrijavaju i rastežu, a zatim karboniziraju kako bi se stvorila vlakna visoke čvrstoće. Ova vlakna, ili filamenti, se zatim spajaju u snopove kako bi formirali pletenice, koje se identificiraju po broju karbonskih filamenata koje sadrže. Uobičajene klase vuče su 3k, 6k, 12k i 15k. "k" znači hiljadu, tako da je vuča od 3k napravljena od 3,000 karbonskih filamenata. Standardna vuča od 3k je obično 0.125" široka, tako da stavlja puno vlakana u mali prostor. 6k vuča ima 6,000 karbonskih filamenata, 12k vuča ima 12,{{16 }} karbonska vlakna, itd. Mnogo vlakana visoke čvrstoće spojenih zajedno je ono što karbonska vlakna čini tako jakim materijalom.

Tkana karbonska vlakna
Ugljična vlakna obično dolaze u obliku tkane tkanine, što olakšava rad i, ovisno o primjeni, može pružiti dodatnu strukturnu čvrstoću. Kao rezultat toga, tkanine od karbonskih vlakana dolaze u mnogo različitih tkanja. Najčešći su čvrsti, keper i satenski trakasti, a svaki ćemo detaljnije pogledati.

plain weave
Ploče od karbonskih vlakana u običnom tkanju izgledaju simetrično, s malim izgledom šahovnice. U ovom tkanju, kudelje su pletene po uzorku preko/ispod. Kratak razmak između tkanja daje običnom tkanju visok stepen stabilnosti. Stabilnost tkanine je sposobnost tkanine da zadrži svoj ugao tkanja i orijentaciju vlakana. Zbog ovog visokog nivoa stabilnosti, platno tkanje je manje pogodno za složene konturne slojeve, neće biti tako fleksibilno kao neka druga tkanja. Uopšteno govoreći, plafonsko tkanje je pogodno za ravne listove, cijevi i dvodimenzionalne krivulje.

Jedan nedostatak ovog uzorka tkanja je grubo savijanje (ugao koji vlakna stvaraju prilikom tkanja, vidi dolje) u vuči zbog kratke udaljenosti između prepleta. Grubi nabori stvaraju koncentraciju naprezanja koja može oslabiti dio tijekom vremena.

Twill weave
Keper djeluje kao most između običnog tkanja i satenskog tkanja o kojem ćemo dalje razgovarati. Keper je dovoljno fleksibilan da formira složene konture i bolji je u održavanju stabilnosti tkanine od sedlastog satenskog tkanja, ali nije tako dobar kao obično tkanje. Ako pratite vuču u keperu, ona prolazi kroz određeni broj vuča, a zatim kroz isti broj vuče. Uzorak iznad/ispod stvara izgled dijagonalnog vrha strelice poznat kao "linija kepera". Veći razmak između prepleta vučne trake znači manje savijanja i manju koncentraciju potencijalnog naprezanja u usporedbi s običnim tkanjem.

2×2 keper

4×4 keper

2×2 Twill je vjerovatno najpoznatija tkanina od karbonskih vlakana u industriji. Koristi se u mnogim kozmetičkim i dekorativnim aplikacijama, ali ima i veliku funkcionalnost, ima i umjerenu formabilnost i umjerenu stabilnost. Kao što naziv 2×2 implicira, svaka vuča će proći kroz 2 vuča, a zatim kroz 2 vuča. Isto tako, keper 4×4 će proći kroz 4 vuče, a zatim 4 vuče. Nešto je bolje oblikovan od kepera 2×2 jer tkanje nije tako čvrsto, ali je i manje postojano.