Углепластик — виды полотна

виды плетения углеполотна

 

Полотно определяет не только внешний вид получившегося карбона, но и его прочностные и технологические характеристики. От плетения и плотности углеполотна зависит и то, как легко и качественно можно выложить его в форме при заливке смолой.

Для получения оптимальной прочности, плотности и жесткости зачастую требуется послойное сочетание разных типов углеполотна. Чтобы лучше понимать эксплуатационные характеристики каждого вида плетения, попробуем пояснить, какими бывают самые популярные виды плетения полотна.

Виды плетений полотна

 

Полотно (Plane Weave, P) — cамый плотный вид плетения карбонового волокна, самый распространенный. Нити утка и основы переплетаются поочередно 1Х1.  Высокая плотность позволяет избежать искажений фактуры, но в то же время такое плетение делает полотно менее пластичным. 

 

Елочка (Twill, T) — саржевое плетение 2Х2, наиболее универсальное полотно. Нити утка и основы переплетаются через две нити. Такое плетение прочнее, чем 1Х1, вопреки расхожему мнению.

Тоже очень распространенный, универсальный тип плетения. Подходит для приобретения навыков работы с углеполотном. Ткань рыхлая и пластичная, что позволяет легко подтянуть ее в нужном направлении. Главное при этом не получить просветы и искажение фактуры. 

виды плетения углеполотна

Разновидность елочки, которая используется весьма редко. Очень пластичная структура для нестандартных решений.

Сатин (Satin WEAVE, R) — наименее плотное и самое пластичное полотно. Рыхлость полотну придают особенности плетения: каждая нить утка и основы проходит над несколькими нитями утка или основы.

При работе с этим типом полотна необходим определенный уровень навыков.

 

виды плетения карбона

Реже используется корзинное плетение — Leno, Basket Weave. Красивая фактура, но такое полотно сложно выложить без искажений рисунка.

 

Схематически виды плетения карбонового полотна представлены на рисунке.

карбон-виды плетения

 

 

 

 

 

 

 

Правила выбора углеполотна

Выбор текстиля определяется назначением, способом использования углеволокна и способом получения углепластика. Его основными характеристиками являются:

  1. Плотность, масса на единицу площади г/м.кв,
  2. Линейная плотность, количество нитей на 1 смв каждом направлении,
  3. Число К, количество тысяч элементарных нитей углерода (цепочек) в одной нити. Наиболее распространено волокно с К3. Обычно К=6-12-24-48.

Для автотюнинга чаще всего используются полотна плотностью 150-600 г/м.куб с толщиной волокон 1-12К. А для велосипедных рам К3. Обратите внимание при выборе необходимых вам параметров на единицы измерения, на китайских сайтах — это не метрическая система!

Технические характеристики карбоновых волокон

Для углеродных волокон основными механическими характеристиками являются предел прочности на растяжение σв и предел прочности на единицу объема, а также модуль упругости, определяющий эластичность и способность работать на изгиб. Механические свойства сильно зависят от ориентации волокон, то есть они анизотропны, хотя в плетении Pane и Twill эффект анизотропии свойств проявляется меньше. Технические характеристики, как правило, приводятся для продольного направления.

Углеродные волокна обладают следующими механическими характеристиками по сравнению с армирующими металлическими, стекловолокном и полимерными волокнами.

Волокно (проволока)

ρ, кг/ м³

Тпл, °C

σB, МПа

σB/ρ, МПа/кг*м-3

Алюминий

2 687

660

620

2 300

Асбест

2 493

1 521

1 380

5 500

Бериллий

1 856

1 284

1 310

7 100

Карбид бериллия

2 438

2 093

1 030

4 200

Углерод

1 413

3 700

2 760

157

Стекло E

2 548

1 316

3 450

136

Стекло S

2 493

1 650

4 820

194

Графит

1 496

3 650

2 760

184

Молибден

0 166

2 610

1 380

14

Полиамид

1 136

249

827

73

Полиэфир

1 385

248

689

49

Сталь

7 811

1 621

4 130

53

Титан

4 709

1 668

1 930

41

Вольфрам

19 252

3 410

4 270

22

Например, параметры углеродных волокон Toray из полиакрилата (PAN) c высокой прочностью на растяжение High Modulus Carbon Fiber. 

Волокно (fiber)

Модуль упругости (msi)

Предел прочности (ksi)

M35J

50

683

M40J

57

398

M40J

55

640

M46J

63

611

M50J

69

597

M55J

78

583

M60J

85

569

Существует взаимосвязь — чем выше предел прочности, тем ниже модуль упругости. 

Что влияет на технические характеристики карбоновых композитов

При подборе материала очень важно найти оптимальный баланс между этими характеристиками, подбирая слои, направление волокна, метод плетения и плотность.

Механические свойства композитов определяются следующими параметрами:

  • Тип карбонового волокна и смолы,
  • Тип плетения, ориентация волокон, 
  • Соотношение волокон (т.е. плотность полотна) и смолы в композиции,
  • Плотность, однородность, пористость и пр.

Ирина Файдюк

При копировании материалов не забывайте, что у каждого текста есть автор. Поэтому при добавлении материала на свой сайт не забывайте ставить индексируемую ссылку на первоисточник!!!

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *