Carbon Fiber 101: Forståelse af vævninger og stoffer

Kulfiber væves normalt ind i stof efter at være blevet fremstillet og dimensioneret. Fremstillingsprocessen begynder med at skabe bundter af kulfiber kaldet tows. Disse blår bedømmes derefter baseret på antallet af fibre eller filamenter, de indeholder, ofte omtalt som 3k, 6k, 12k og 48k. "k" står for "tusind", hvilket betyder, at et 3k blår indeholder 3,000 carbonfilamenter. Hver streng af kulfiber er kun omkring 5-10 mikron tyk, men den store mængde af stærke kulfiber i et så kompakt rum giver materialet en utrolig styrke.

 

vævning af kulfiber
Spoler af kulfiber væves ind i stof på en væv. De mest almindelige vævninger er almindelig vævning, kipervævning og heddlevævning.

almindelig vævning
Plainvævet eller 1x1 vævet kulfiberstof er symmetrisk og ligner et skakternet. Slæbene er vævet i et over/under-mønster, hvilket giver meget stabile, tæt sammenvævede fibre. Stofstabilitet refererer til et materiales evne til at bevare sin fiberorientering og vævningsvinkel. På grund af dets høje stofstabilitet er almindeligt kulfiberstof mindre velegnet til komplekse konturer, da det ikke er særlig fleksibelt. Det er dog lettere at håndtere og forårsager ikke stofdeformation. Derfor er den ideel til flade plader, rør og 2D-kurver.

Crimp er krumningen af ​​de enkelte fibre i vævningen, og almindelige kulfiberstoffer har en ru krympning på grund af den tætte sammenvævning af filamentstrengene. Over tid skaber denne hårde curling stresspunkter, der fører til svage områder.

Twill vævning

Twillvævning, der består af et 2x2 eller 4x4 mønster, er den mest almindelige type kulfiberstof. I en 2x2 fletning føres hver tråd over to tråde og derefter under begge tråde. Det er derfor naturligt, at en 4x4 fletning består af, at hvert blår passerer gennem fire blår og derefter fire flere blår. Denne over/under-vævning skaber et tydeligt diagonalt mønster. Afstanden mellem de sammenflettede tråde i en twillvævning er længere end i en almindelig vævning. Som et resultat forekommer mindre krølning, hvilket reducerer chancen for at udvikle stresspunkter.

Twillvævning er fleksibel og kan danne komplekse konturer, mens den stadig bevarer god stabilitet. Det skal håndteres mere forsigtigt end almindelig vævning for at undgå øget vævsdeformation. 4x4-vævningen er lettere at forme end 2x2-vævningen, men stoffet er også mindre stabilt.

Hestesele satinvævet

Satinvævning er blevet brugt i tusinder af år for at give silkestoffer en smuk drapering og samtidig gøre stoffet glat og sømløst. Når de bruges i kulfiberkompositter, kan satinvævning nemt danne komplekse konturer. Det betyder naturligvis, at stabiliteten af ​​satinvævning også er lavere end andre vævninger.

De mest almindelige satinvævninger er satin med fire hekker (4HS), satin med fem hækker (5HS) og satin med otte hække (8HS). Dette tal repræsenterer det samlede antal slæb, der er bestået og derefter bestået. For eksempel har 4HS-væv tre filamentstrenge, der passerer gennem det, og derefter en filamentstreng, der passerer gennem det. Med 5HS krydses fire slæb og derefter et under, mens der med 8HS krydses syv slæb og derefter et under. Jo højere satinvævningstal, jo bedre formbarhed, men jo dårligere stabilitet.

Andre vævninger
Der er mange andre vævningsmetoder, der bruges til at skabe kulfiberstoffer. Disse omfatter fiskefletning, trækspredning, fletning, ensrettet fletning og brugerdefineret fletning. Hver vævning indeholder unikke egenskaber, der gør den ideel til brug i nogle designs, men ikke et godt valg for andre. Der er mange faktorer, der skal tages i betragtning, når man skal bestemme, hvilken kulfiberfletning, der skal bruges til at udføre en specifik funktion. Disse faktorer omfatter styrke, formbarhed, stabilitet og krølle. Kulfiberproducenter er eksperter i at vide, hvilket stof der skal bruges til hvilket design.