Carbon Fiber Weaves: Hvad de er, og hvorfor du bør bruge dem

Hvis du nogensinde har undret dig over, hvorfor et stykke kulfiber kan se anderledes ud end et andet, er du ikke alene. Kulfiber kommer i mange forskellige vævninger, der hver tjener et andet formål, og det er ikke kun dekorativt.

 

Kulfibre er lavet af forstadier som polyacrylonitril (PAN) og rayon. Precursorfibre behandles kemisk, opvarmes og strækkes, derefter carboniseres for at skabe højstyrkefibre. Disse fibre eller filamenter bundtes derefter sammen for at danne tows, som identificeres ved antallet af kulfilamenter, de indeholder. Almindelige trækklasser er 3k, 6k, 12k og 15k. "k" betyder tusind, så et 3k træk er lavet af 3,000 carbonfilamenter. Et standard 3k blår er typisk 0.125" bredt, så pakker en masse fiber på et lille rum. Et 6k blår har 6,000 kulfilamenter, et 12k blår har 12,{{16 }} kulstoffilamenter osv. Masser af højstyrkefibre bundtet sammen er det, der gør kulfiber til et så stærkt materiale.

Vævet kulfiber
Kulfiber kommer normalt i form af et vævet stof, hvilket gør det lettere at arbejde med og afhængigt af anvendelsen kan give yderligere strukturel styrke. Som et resultat kommer kulfiberstoffer i mange forskellige vævninger. De mest almindelige er solid, twill og båndsatin, og vi vil se på hver enkelt mere detaljeret.

almindelig vævning
De almindeligt vævede kulfiberpaneler fremstår symmetriske med et lille skakternet udseende. I denne vævning er slæderne vævet i et over/under mønster. Den korte afstand mellem vævningerne giver glatvævningen en høj grad af stabilitet. Stofstabilitet er et stofs evne til at bevare sin vævningsvinkel og fiberorientering. På grund af dette høje stabilitetsniveau er almindelig vævning mindre velegnet til komplekse konturerede layups, den vil ikke være så fleksibel som nogle andre vævninger. Generelt er almindelig vævning velegnet til flade plader, rør og todimensionelle kurver.

En ulempe ved dette vævningsmønster er ru krympning (den vinkel fibrene danner ved vævning, se nedenfor) i blåret på grund af den korte afstand mellem sammenvævningerne. Grove krympninger skaber stresskoncentrationer, der kan svække delen over tid.

Twill vævning
Twill fungerer som en bro mellem den almindelige vævning og den satinvævning, vi vil diskutere næste gang. Twill er fleksibel nok til at danne komplekse konturer og er bedre til at opretholde stofstabilitet end sadelsatinvævning, men ikke så god som almindelig vævning. Følger man et slæb i twill, går det gennem et vist antal slæb og derefter gennem det samme antal slæb. Ovenstående/under-mønsteret skaber en diagonal pilespids, kendt som en "twill-linje". Den længere afstand mellem tow interweaves betyder mindre krympning og mindre potentiel spændingskoncentration sammenlignet med en almindelig vævning.

2×2 Twill

4×4 Twill

2×2 Twill er nok det bedst kendte kulfiberstof i branchen. Det bruges i mange kosmetiske og dekorative applikationer, men har også stor funktionalitet, det har både moderat formbarhed og moderat stabilitet. Som navnet på 2×2 antyder, vil hvert slæb passere gennem 2 slæb og derefter gennem 2 slæb. Ligeledes vil en 4×4 twill gå gennem 4 slæb og derefter 4 slæb. Den er lidt mere formbar end 2×2 twill, fordi vævningen ikke er så stram, men den er også mindre stabil.