بافت های فیبر کربن: چیست و چرا باید از آنها استفاده کرد

اگر تا به حال فکر کرده اید که چرا یک تکه فیبر کربن ممکن است متفاوت از دیگری به نظر برسد، تنها نیستید. الیاف کربن در بافت‌های مختلفی وجود دارد که هر کدام هدف متفاوتی را انجام می‌دهند و فقط جنبه تزئینی ندارند.

 

الیاف کربن از پیش سازهایی مانند پلی اکریلونیتریل (PAN) و ابریشم مصنوعی ساخته می شوند. الیاف پیش ساز به طور شیمیایی تحت درمان قرار می گیرند، گرم می شوند و کشیده می شوند، سپس برای ایجاد الیاف با استحکام بالا کربن می شوند. این الیاف یا رشته‌ها سپس به هم متصل می‌شوند تا یدک‌هایی را تشکیل دهند که با تعداد رشته‌های کربنی که در آنها وجود دارد مشخص می‌شوند. کلاس های متداول بکسل عبارتند از 3k، 6k، 12k و 15k. «ک» به معنای هزار است، بنابراین یک یدک 3k از 3،{7}} رشته کربن ساخته شده است. یک یدک کش استاندارد 3k معمولاً عرض 0.125 اینچ دارد، بنابراین مقدار زیادی فیبر را در یک فضای کوچک بسته بندی می کند. }} رشته‌های کربن و غیره. تعداد زیادی الیاف با استحکام بالا که در کنار هم قرار گرفته‌اند چیزی هستند که فیبر کربن را به ماده‌ای قوی تبدیل می‌کنند.

فیبر کربن بافته شده
فیبر کربن معمولاً به شکل پارچه بافته شده است که کار با آن را آسان‌تر می‌کند و بسته به کاربرد، می‌تواند استحکام ساختاری بیشتری را ارائه دهد. در نتیجه، پارچه‌های فیبر کربنی در بافت‌های مختلف تولید می‌شوند. متداول ترین آنها ساتن جامد، پارچه جناغی و روبانی هستند و ما هر کدام را با جزئیات بیشتری بررسی خواهیم کرد.

بافت ساده
پانل های فیبر کربن با بافت ساده متقارن به نظر می رسند و ظاهر شطرنجی کوچکی دارند. در این بافت بکسل ها به صورت رو/زیر بافته می شوند. فاصله کوتاه بین بافت ها به بافت ساده پایداری بالایی می بخشد. پایداری پارچه توانایی پارچه برای حفظ زاویه بافت و جهت الیاف خود است. با توجه به این سطح پایداری بالا، بافت ساده کمتر برای لایه‌بندی‌های پیچیده کانتور مناسب است، مانند برخی بافت‌های دیگر انعطاف‌پذیر نخواهد بود. به طور کلی، بافت ساده برای ورق های صاف، لوله و منحنی های دو بعدی مناسب است.

یکی از معایب این الگوی بافت، چین خوردگی خشن (زاویه ای که الیاف در هنگام بافت ایجاد می کنند، در زیر مشاهده کنید) در بکسل به دلیل فاصله کوتاه بین بافت ها است. چین‌های خشن غلظت‌های تنشی ایجاد می‌کنند که می‌تواند به مرور زمان قطعه را ضعیف کند.

بافت تویل
تویل به عنوان پلی بین بافت ساده و بافت ساتن عمل می کند که در ادامه به آن خواهیم پرداخت. پارچه جناغی به اندازه کافی انعطاف پذیر است تا خطوط پیچیده را تشکیل دهد و در حفظ ثبات پارچه بهتر از بافت ساتن زین است، اما به خوبی بافت ساده نیست. اگر یک یدک کش را به صورت جناغی دنبال کنید، تعداد معینی بکسل و سپس از همان تعداد بکسل عبور می کند. الگوی بالا/زیر یک ظاهر مورب سر فلش به نام "خط جناغی" ایجاد می کند. فاصله بیشتر بین دو بافت در مقایسه با بافت ساده به معنای چین خوردگی کمتر و تمرکز تنش بالقوه کمتر است.

2×2 تویل

4×4 تویل

2×2 Twill احتمالاً بهترین پارچه فیبر کربنی شناخته شده در صنعت است. این در بسیاری از کاربردهای آرایشی و تزئینی استفاده می شود، اما عملکرد بسیار خوبی نیز دارد، هم شکل پذیری متوسط ​​و هم پایداری متوسطی دارد. همانطور که از نام 2×2 پیداست، هر یدک از 2 یدک و سپس از 2 یدک عبور می کند. به همین ترتیب، یک تویل 4×4 از 4 یدک و سپس 4 بکسل عبور می کند. شکل پذیری آن کمی بیشتر از گره 2×2 است زیرا بافت آن آنقدر محکم نیست، اما پایداری کمتری نیز دارد.