Фізичні властивості композитних матеріалів переважно зосереджені на волокнах. Це означає, що коли смола та волокна поєднуються, їхні властивості дуже схожі на властивості окремих волокон. Дані випробувань показують, що матеріали, армовані волокнами, є компонентами, які несуть найбільше навантаження. Тому вибір тканини має вирішальне значення при проектуванні композитних конструкцій.
Почніть процес з визначення типу армування, необхідного для вашого проекту. Типові виробники можуть вибирати з трьох поширених армуючих матеріалів: скловолокно, вуглецеве волокно та кевлар® (арамідне волокно). Скловолокно, як правило, є універсальним вибором, тоді як вуглецеві волокна забезпечують високу жорсткість, а кевлар® – високу стійкість до стирання. Майте на увазі, що різні типи тканин можна комбінувати в ламінатах для формування гібридних стеків з перевагами кількох матеріалів.
Щойно ви визначитеся з колекцією тканин, оберіть щільність та стиль плетіння, які відповідають потребам вашого завдання. Чим легша тканина, тим легше її драпірувати на поверхнях з високим рівнем рельєфу. Легкі тканини також використовують менше смоли, тому загальний ламінат все ще легший. Зі збільшенням ваги тканини стають менш гнучкими. Тканини середньої щільності зберігають достатню гнучкість, щоб покрити більшість контурів, і вони значно підвищують міцність деталі. Вони дуже економічні та виготовляють міцні та легкі компоненти для автомобільної, морської та промислової галузей. Плетені ровінги - це відносно важкі арматурні матеріали, які зазвичай використовуються в суднобудуванні та виробництві прес-форм.
Спосіб плетіння тканини вважається її візерунком або стилем. Виберіть один з трьох поширених стилів переплетення: гладеньке, атласне та саржеве. Стилі гладенького переплетення є найдешевшими та відносно найменш гнучкими, але вони добре тримаються разом під час розкрою. Часте перехрещення ниток вгору/вниз зменшує міцність гладенького переплетення, хоча їх все ще достатньо для всіх застосувань, крім найвищих.
Атласне та саржеве переплетення м’якше та міцніше, ніж полотняне. В атласному переплетенні одна нитка утока простягається над трьома-семи іншими нитками основи, а потім підшивається під іншу. У цьому типі вільного переплетення нитка проходить довше, зберігаючи теоретичну міцність волокна. Саржеве переплетення пропонує компроміс між атласним та гладким стилями, з часто бажаним ефектом прикраси «ялинкою».
Технічна порада: Щоб надати тканині гнучкості, розріжте її з рулону під кутом 45 градусів. Завдяки такому розкрою навіть найгрубіші тканини краще драпіруються по силуету.
Армування скловолокном
Скловолокно є основою композитної промисловості. Воно використовується в багатьох композитних застосуваннях з 1950-х років, і його фізичні властивості добре вивчені. Скловолокно легке, має помірну міцність на розтяг і стиск, може витримувати пошкодження та циклічні навантаження, а також просте в обробці.
Скловолокно є найширше використовуваним з усіх доступних композитних матеріалів. Це головним чином пов'язано з його відносно низькою вартістю та помірними фізичними властивостями. Скловолокно чудово підходить для повсякденних проектів та деталей, які не потребують стільки волокнистої тканини, додаткової міцності та довговічності.
Щоб максимізувати міцність скловолокна, його можна використовувати з епоксидною смолою та затвердівати за допомогою стандартних методів ламінування. Воно ідеально підходить для застосування в автомобільній, морській, будівельній, хімічній та авіаційній промисловості, а також часто використовується у виробництві спортивних товарів.
Армування з кевлару®
Кевлар® був одним із перших високоміцних синтетичних волокон, що отримали визнання в галузі армованих волокном пластмас (FRP). Композитний Кевлар® легкий, має чудову питому міцність на розтяг і вважається дуже стійким до ударів і стирання. Загальні застосування включають легкі корпуси, такі як каяки та каное, панелі фюзеляжу літаків та посудини під тиском, рукавички, стійкі до порізів, бронежилети тощо. Кевлар® використовується з епоксидними або вінілефірними смолами.
Армування вуглецевим волокном
Вуглецеве волокно містить понад 90% вуглецю та має найвищу межу міцності на розтяг у галузі склопластику. Фактично, воно також має найвищу міцність на стиск та вигин у галузі. Після обробки ці волокна об'єднуються, утворюючи вуглецеве армування, таке як тканини, джгути тощо. Армування вуглецевим волокном забезпечує високу питому міцність та жорсткість, і воно, як правило, дорожче, ніж інші волокнисті армування.
Щоб максимізувати міцність вуглецевого волокна, його слід використовувати з епоксидною смолою, і його можна затвердіти за допомогою стандартних методів ламінування. Воно ідеально підходить для застосування в автомобільній, морській та аерокосмічній промисловості, а також часто використовується у спортивних товарах.
Час публікації: 19 липня 2022 р.
