Οι φυσικές ιδιότητες των σύνθετων υλικών κυριαρχούνται από ίνες.Αυτό σημαίνει ότι όταν η ρητίνη και οι ίνες συνδυάζονται, οι ιδιότητές τους είναι πολύ παρόμοιες με αυτές των μεμονωμένων ινών.Τα δεδομένα δοκιμών δείχνουν ότι τα υλικά ενισχυμένα με ίνες είναι τα εξαρτήματα που φέρουν το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου.Επομένως, η επιλογή υφάσματος είναι κρίσιμη κατά το σχεδιασμό σύνθετων κατασκευών.
Ξεκινήστε τη διαδικασία προσδιορίζοντας τον τύπο της ενίσχυσης που απαιτείται στο έργο σας.Οι τυπικοί κατασκευαστές μπορούν να επιλέξουν από τρία κοινά υλικά ενίσχυσης: ίνες γυαλιού, ανθρακονήματα και Kevlar® (ίνες αραμιδίου).Οι ίνες γυαλιού τείνουν να είναι η επιλογή γενικής χρήσης, ενώ οι ίνες άνθρακα προσφέρουν υψηλή ακαμψία και το Kevlar® υψηλή αντοχή στην τριβή.Λάβετε υπόψη ότι οι τύποι υφασμάτων μπορούν να συνδυαστούν σε ελάσματα για να σχηματίσουν υβριδικές στοίβες με τα πλεονεκτήματα περισσότερων του ενός υλικών.
Αφού αποφασίσετε για μια συλλογή υφασμάτων, επιλέξτε ένα στυλ βάρους και ύφανσης που ταιριάζει στις ανάγκες της δουλειάς σας.Όσο πιο ελαφριά είναι η ουγγιά του υφάσματος, τόσο πιο εύκολο είναι να τεντωθεί σε επιφάνειες με υψηλό περίγραμμα.Το ελαφρύ χρησιμοποιεί επίσης λιγότερη ρητίνη, επομένως το συνολικό laminate είναι ακόμα πιο ελαφρύ.Καθώς τα υφάσματα γίνονται βαρύτερα, γίνονται λιγότερο εύκαμπτα.Το μεσαίο βάρος διατηρεί αρκετή ευελιξία για να καλύψει τα περισσότερα περιγράμματα και συμβάλλουν σημαντικά στην αντοχή του εξαρτήματος.Είναι πολύ οικονομικά και παράγουν ισχυρά και ελαφριά εξαρτήματα για αυτοκινητοβιομηχανίες, θαλάσσιες και βιομηχανικές εφαρμογές.Τα πλεκτά rovings είναι σχετικά βαριές ενισχύσεις που χρησιμοποιούνται συνήθως στη ναυπηγική και την κατασκευή καλουπιών.
Ο τρόπος που υφαίνεται ένα ύφασμα θεωρείται το σχέδιο ή το στυλ του.Επιλέξτε από τρία κοινά στυλ ύφανσης: απλό, σατέν και twill.Τα στυλ απλής ύφανσης είναι τα φθηνότερα και σχετικά λιγότερο ευέλικτα, αλλά συγκρατούνται καλά όταν κόβονται.Το συχνό σταύρωμα των νημάτων προς τα πάνω/κάτω μειώνει την αντοχή της απλής πλέξης, αν και εξακολουθούν να επαρκούν για όλες τις εφαρμογές εκτός από τις υψηλότερες επιδόσεις.
Η σατέν και η ύφανση του twill είναι πιο απαλή και δυνατή από την απλή ύφανση.Στη σατέν ύφανση, ένα νήμα υφαδιού επιπλέει πάνω από τρία έως επτά άλλα νήματα στημονιού και στη συνέχεια ράβεται κάτω από ένα άλλο.Σε αυτόν τον τύπο χαλαρής ύφανσης, το νήμα τρέχει περισσότερο, διατηρώντας τη θεωρητική αντοχή της ίνας.Μια ύφανση από twill προσφέρει έναν συμβιβασμό μεταξύ σατέν και απλού στυλ, με το συχνά επιθυμητό αποτέλεσμα στολισμού ψαροκόκαλου.
Τεχνική συμβουλή: Για να προσθέσετε ευελιξία στο ύφασμα, κόψτε το από το ρολό σε γωνία 45 μοιρών.Όταν κόβεται με αυτόν τον τρόπο, ακόμη και τα πιο τραχιά υφάσματα περνούν καλύτερα πάνω από τη σιλουέτα.
Ενίσχυση από Fiberglass
Το Fiberglass είναι το θεμέλιο της βιομηχανίας σύνθετων υλικών.Έχει χρησιμοποιηθεί σε πολλές σύνθετες εφαρμογές από τη δεκαετία του 1950 και οι φυσικές του ιδιότητες είναι καλά κατανοητές.Το Fiberglass είναι ελαφρύ, έχει μέτρια αντοχή σε εφελκυσμό και θλίψη, μπορεί να αντέξει ζημιές και κυκλικά φορτία και είναι εύκολο στο χειρισμό.
Το Fiberglass είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο από όλα τα διαθέσιμα σύνθετα υλικά.Αυτό οφείλεται κυρίως στο σχετικά χαμηλό κόστος και τις μέτριες φυσικές του ιδιότητες.Το υαλοβάμβακα είναι εξαιρετικό για καθημερινά έργα και εξαρτήματα που δεν απαιτούν τόσο πολύ ύφασμα από ίνες πρόσθετη αντοχή και ανθεκτικότητα.
Για να μεγιστοποιηθούν οι ιδιότητες αντοχής του υαλοβάμβακα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με εποξειδικό και μπορεί να σκληρυνθεί χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές πλαστικοποίησης.Είναι ιδανικό για εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία, τη ναυτιλία, τις κατασκευές, τη χημική βιομηχανία και τις αεροπορικές βιομηχανίες και χρησιμοποιείται συχνά σε αθλητικά είδη.
Ενίσχυση Kevlar®
Το Kevlar® ήταν μία από τις πρώτες συνθετικές ίνες υψηλής αντοχής που κέρδισαν αποδοχή στη βιομηχανία ενισχυμένων με ίνες πλαστικών (FRP).Το Composite grade Kevlar® είναι ελαφρύ, έχει εξαιρετική ειδική αντοχή σε εφελκυσμό και θεωρείται εξαιρετικά ανθεκτικό στις κρούσεις και στην τριβή.Οι κοινές εφαρμογές περιλαμβάνουν ελαφριά γάστρα όπως καγιάκ και κανό, πάνελ ατράκτου αεροσκαφών και δοχεία πίεσης, γάντια ανθεκτικά στην κοπή, θωράκιση σώματος και άλλα.Το Kevlar® χρησιμοποιείται με εποξειδικές ή βινυλικές ρητίνες.
Ενίσχυση από ανθρακονήματα
Οι ίνες άνθρακα περιέχουν περισσότερο από 90% άνθρακα και έχουν την υψηλότερη τελική αντοχή σε εφελκυσμό στη βιομηχανία FRP.Στην πραγματικότητα, έχει επίσης την υψηλότερη αντοχή σε θλίψη και κάμψη στη βιομηχανία.Μετά την επεξεργασία, αυτές οι ίνες συνδυάζονται για να σχηματίσουν ενισχύσεις από ανθρακονήματα, όπως υφάσματα, ρυμουλκούμενα και άλλα.Η ενίσχυση από ανθρακονήματα παρέχει υψηλή ειδική αντοχή και ακαμψία και είναι γενικά πιο ακριβή από άλλες ενισχύσεις ινών.
Για να μεγιστοποιηθούν οι ιδιότητες αντοχής των ινών άνθρακα, θα πρέπει να χρησιμοποιείται με εποξειδικό και μπορεί να σκληρυνθεί χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές πλαστικοποίησης.Είναι ιδανικό για εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία, τη ναυτιλία και την αεροδιαστημική και χρησιμοποιείται συχνά σε αθλητικά είδη.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Ιουλίου 2022