Pletiva od karbonskih vlakana: što su i zašto biste ih trebali koristiti

Ako ste se ikada zapitali zašto bi jedan komad karbonskih vlakana mogao izgledati drugačije od drugog, niste jedini. Ugljična vlakna dolaze u mnogo različitih tkanja, od kojih svako služi različitoj svrsi, a nije samo ukrasno.

 

Ugljična vlakna izrađena su od prekursora kao što su poliakrilonitril (PAN) i rajon. Prekursorska vlakna se kemijski tretiraju, zagrijavaju i istežu, zatim karboniziraju kako bi se dobila vlakna visoke čvrstoće. Ta se vlakna, ili filamenti, zatim spajaju u snopove kako bi formirali konopce, koji se identificiraju prema broju ugljikovih filamenata koje sadrže. Uobičajene klase vuče su 3k, 6k, 12k i 15k. "k" znači tisuću, tako da je 3k konopac napravljen od 3000 karbonskih niti. Standardna pletenica od 3k obično je 0.125" široka, tako da sadrži mnogo vlakana u malom prostoru. 6k nit ima 6,000 karbonskih niti, 12k nit ima 12,{{16 }} ugljične niti, itd. Mnoštvo vlakana visoke čvrstoće spojenih zajedno ono je što ugljična vlakna čini tako čvrstim materijalom.

Pletena karbonska vlakna
Ugljična vlakna obično dolaze u obliku tkane tkanine, što olakšava rad s njima i, ovisno o primjeni, može pružiti dodatnu strukturnu čvrstoću. Kao rezultat toga, tkanine od karbonskih vlakana dolaze u mnogo različitih tkanja. Najčešći su jednobojni, keper i trakasti saten, a mi ćemo se detaljnije osvrnuti na svaki.

ravnog tkanja
Ploče od karbonskih vlakana s ravnim tkanjem izgledaju simetrično, s izgledom male šahovnice. U ovom tkanju, pramenovi su tkani u uzorku iznad/dolje. Kratak razmak između tkanja daje platnom tkanju visok stupanj stabilnosti. Stabilnost tkanine je sposobnost tkanine da zadrži svoj kut tkanja i orijentaciju vlakana. Zbog ove visoke razine stabilnosti, platno tkanje je manje prikladno za složene konturne rasporede, neće biti tako fleksibilno kao neka druga tkanja. Općenito govoreći, ravno tkanje je prikladno za ravne ploče, cijevi i dvodimenzionalne krivulje.

Jedan nedostatak ovog uzorka tkanja je grubo uvijanje (kut koji vlakna stvaraju prilikom tkanja, vidi dolje) u konopcu zbog kratke udaljenosti između isprepletanja. Grubi spojevi stvaraju koncentraciju naprezanja koja s vremenom može oslabiti dio.

Keper tkanje
Keper djeluje kao most između običnog tkanja i satenskog tkanja o kojem ćemo dalje govoriti. Keper je dovoljno fleksibilan da oblikuje složene konture i bolji je u održavanju stabilnosti tkanine od sedlastog satenskog tkanja, ali nije tako dobar kao obično tkanje. Ako pratiš kudelj u keperu, on prolazi kroz određeni broj pramenova i onda kroz isti broj pramenova. Uzorak iznad/dolje stvara dijagonalni izgled vrha strelice poznat kao "linija kepera". Veći razmak između isprepletanih tkanja znači manje savijanja i manju potencijalnu koncentraciju naprezanja u usporedbi s ravnim tkanjem.

2×2 keper

4×4 keper

2×2 Twill je vjerojatno najpoznatija tkanina od karbonskih vlakana u industriji. Koristi se u mnogim kozmetičkim i dekorativnim primjenama, ali također ima veliku funkcionalnost, ima umjerenu sposobnost oblikovanja i umjerenu stabilnost. Kao što ime 2×2 implicira, svaka će vuča proći kroz 2 vučne trake, a zatim kroz 2 vučne trake. Isto tako, keper 4×4 proći će kroz 4 potezanja, a zatim kroz 4 potezanja. Nešto se lakše oblikuje od 2×2 kepera jer tkanje nije tako čvrsto, ali je i manje stabilno.