Οι φυσικές ιδιότητες των σύνθετων υλικών κυριαρχούνται από τις ίνες. Αυτό σημαίνει ότι όταν οι ρητίνες και οι ίνες συνδυάζονται, οι ιδιότητές τους είναι πολύ παρόμοιες με εκείνες των μεμονωμένων ινών. Τα δεδομένα δοκιμών δείχνουν ότι τα υλικά ενισχυμένα με ίνες είναι τα συστατικά που φέρουν το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου. Επομένως, η επιλογή υφάσματος είναι κρίσιμη κατά το σχεδιασμό σύνθετων δομών.
Ξεκινήστε τη διαδικασία καθορίζοντας τον τύπο ενίσχυσης που απαιτείται για το έργο σας. Ένας τυπικός κατασκευαστής μπορεί να επιλέξει από τρεις συνηθισμένους τύπους ενίσχυσης: υαλονήματα, ίνες άνθρακα και Kevlar® (ίνες αραμιδίου). Οι υαλονήματα τείνουν να είναι η καθολική επιλογή, ενώ οι ίνες άνθρακα προσφέρουν υψηλή ακαμψία και οι Kevlar® υψηλή αντοχή στην τριβή. Λάβετε υπόψη ότι οι τύποι υφασμάτων μπορούν να συνδυαστούν σε ελάσματα για να σχηματίσουν υβριδικές στοίβες που προσφέρουν τα οφέλη περισσότερων από ενός υλικού.
Ενισχύσεις από υαλοβάμβακα
Το fiberglass είναι ένα οικείο υλικό. Το fiberglass αποτελεί το θεμέλιο της βιομηχανίας σύνθετων υλικών. Χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές σύνθετων υλικών 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 κυκλική φόρτιση και είναι εύκολο στη χρήση. Τα προϊόντα που προκύπτουν από την παραγωγή είναι γνωστά ως προϊόντα πλαστικού ενισχυμένου με fiberglass (FRP). Είναι κοινό σε όλους τους τομείς της ζωής. Ο λόγος για τον οποίο ονομάζεται fiberglass είναι επειδή αυτό το είδος νήματος ινών κατασκευάζεται με την τήξη χαλαζία και άλλων μεταλλευμάτων σε υψηλές θερμοκρασίες σε ένα γυάλινο πολτό. Και στη συνέχεια εξάγεται με υψηλή ταχύτητα από νήματα. Αυτός ο τύπος ίνας οφείλεται στη σύνθεση του, έχει πολλά στοιχεία. Τα πλεονεκτήματα είναι η αντοχή στη θερμότητα, η αντοχή στη διάβρωση, η μεγαλύτερη αντοχή. Η καλή μόνωση. Και οι ίνες άνθρακα έχουν το ίδιο μειονέκτημα, είναι ότι το προϊόν είναι πιο εύθραυστο. Κακή ολκιμότητα. Δεν είναι ανθεκτικές στη φθορά. Προς το παρόν, η μόνωση, η διατήρηση της θερμότητας, η αντιδιαβρωτική προστασία είναι εύκολες και πολλοί άλλοι τομείς έχουν τη χρήση πλαστικού ενισχυμένου με fiberglass.
Το fiberglass είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο από όλα τα διαθέσιμα σύνθετα υλικά. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο σχετικά χαμηλό κόστος και τις μέτριες φυσικές του ιδιότητες. Το fiberglass είναι ιδανικό για καθημερινά έργα και εξαρτήματα που δεν απαιτούν πολύ απαιτητικό ύφασμα από ίνες για πρόσθετη αντοχή και ανθεκτικότητα.
Για τη μεγιστοποίηση των ιδιοτήτων αντοχής του fiberglass, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με εποξειδικές ρητίνες και μπορεί να σκληρυνθεί χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές πλαστικοποίησης. Είναι ιδανικό για εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία, τη ναυτιλία, τις κατασκευές, τη χημική και την αεροδιαστημική βιομηχανία και χρησιμοποιείται συνήθως σε αθλητικά είδη.
Ενίσχυση με ίνες αραμιδίου
Οι ίνες αραμιδίου είναι μια χημική ένωση υψηλής τεχνολογίας. Έχει υψηλή αντοχή, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχή στη διάβρωση, ελαφρύ βάρος και άλλα χαρακτηριστικά και είναι ένα από τα βασικά υλικά στην αμυντική βιομηχανία. Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός εφαρμογών σε αλεξίσφαιρο εξοπλισμό και εξοπλισμό πτήσης.
Οι ίνες αραμιδίου είναι από τις πρώτες συνθετικές ίνες υψηλής αντοχής που έγιναν δεκτές στη βιομηχανία πλαστικών ενισχυμένων με ίνες (FRP). Οι ίνες παρα-αραμιδίου σύνθετης ποιότητας είναι ελαφριές, έχουν εξαιρετική ειδική αντοχή σε εφελκυσμό και θεωρούνται ιδιαίτερα ανθεκτικές σε κρούσεις και τριβή. Συνήθεις εφαρμογές περιλαμβάνουν ελαφριά κύτη όπως καγιάκ και κανό, πάνελ ατράκτου αεροσκαφών και δοχεία πίεσης, γάντια ανθεκτικά σε κοψίματα, αλεξίσφαιρα γιλέκα και άλλα. Οι ίνες αραμιδίου χρησιμοποιούνται με ρητίνες εποξειδίου ή βινυλεστέρα.
Ενίσχυση από ίνες άνθρακα
Με περιεκτικότητα σε άνθρακα άνω του 90%, οι ίνες άνθρακα έχουν την υψηλότερη τελική αντοχή σε εφελκυσμό στη βιομηχανία FRP. Στην πραγματικότητα, έχουν επίσης τις μεγαλύτερες αντοχές σε θλίψη και κάμψη στον κλάδο. Μετά την επεξεργασία, αυτές οι ίνες συνδυάζονται για να σχηματίσουν ενισχύσεις από ίνες άνθρακα, όπως υφάσματα και σύρματα. Η ενίσχυση από ίνες άνθρακα παρέχει υψηλή ειδική αντοχή και ειδική ακαμψία και είναι συνήθως πιο ακριβή από άλλες ενισχύσεις από ίνες.
Για τη μεγιστοποίηση των ιδιοτήτων αντοχής των ινών άνθρακα, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με εποξειδικές ρητίνες και μπορούν να σκληρυνθούν χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές πλαστικοποίησης. Είναι ιδανικές για εφαρμογές στην αυτοκινητοβιομηχανία, τη ναυτιλία και την αεροδιαστημική και χρησιμοποιούνται συχνά σε αθλητικά είδη.
Ώρα δημοσίευσης: 13 Δεκεμβρίου 2023
