Плетіння з вуглецевого волокна: що це таке і чому їх варто використовувати

Якщо ви коли-небудь замислювалися, чому один шматок вуглецевого волокна може виглядати інакше, ніж інший, ви не самотні. Вуглецеве волокно має багато різних плетінь, кожне з яких служить різним цілям, і воно не лише декоративне.

 

Вуглецеві волокна виготовляються з таких попередників, як поліакрилонітрил (PAN) і віскоза. Попередні волокна хімічно обробляють, нагрівають і розтягують, а потім карбонізують для створення високоміцних волокон. Потім ці волокна, або нитки, об’єднуються разом, утворюючи джгути, які ідентифікуються за кількістю вуглецевих ниток, які вони містять. Загальні класи буксирування: 3k, 6k, 12k і 15k. "k" означає одну тисячу, тому джгут 3k складається з 3000 вуглецевих ниток. Стандартний джгут 3k зазвичай має ширину 0.125 дюймів, тому вміщує багато волокон у невеликий простір. джгут 6k має 6,000 вуглецевих ниток, джгут 12k має 12,{{16 }} вуглецеві нитки тощо. Велика кількість високоміцних волокон, об’єднаних разом, робить вуглецеве волокно таким міцним матеріалом.

Ткане вуглецеве волокно
Вуглецеве волокно зазвичай поставляється у формі тканої тканини, що полегшує роботу з ним і, залежно від застосування, може забезпечити додаткову міцність конструкції. Як результат, тканини з вуглецевого волокна мають багато різних плетінь. Найпоширенішими є однотонний, саржевий і стрічковий атлас, і ми розглянемо кожен з них докладніше.

полотняного переплетення
Панелі з вуглецевого волокна гладкого переплетення виглядають симетрично, у вигляді невеликої шахової дошки. У цьому переплетенні джгути плетуться за візерунком зверху/знизу. Короткий відстань між переплетеннями надає полотняному переплетенню високий ступінь стабільності. Стійкість тканини — це здатність тканини зберігати кут переплетення та орієнтацію волокон. Завдяки такому високому рівню стабільності полотняне переплетення менш підходить для складних контурів, воно не буде таким гнучким, як деякі інші переплетення. Загалом полотняне переплетення підходить для плоских листів, труб і двовимірних кривих.

Одним із недоліків цього візерунка є груба звивистість (кут, який утворюють волокна під час плетіння, див. нижче) у джгуті через коротку відстань між переплетеннями. Грубий обжим створює концентрацію напруги, яка з часом може послабити деталь.

Саржеве переплетення
Саржа діє як міст між полотняним переплетенням і атласним переплетенням, про які ми поговоримо далі. Саржа є достатньо гнучкою, щоб утворювати складні контури, і краще підтримує стабільність тканини, ніж сідлоподібне атласне переплетення, але не так добре, як полотняне переплетення. Якщо йти за джгутом у саржі, то він проходить через певну кількість джгутів, а потім через стільки ж джгутів. Візерунок вище/під створює вигляд діагональної стрілки, відомої як «лінія саржі». Більша відстань між переплетеннями джгута означає менше згинання та меншу потенційну концентрацію напруги порівняно з полотняним переплетенням.

2×2 саржа

4×4 саржа

2×2 Twill, мабуть, найвідоміша тканина з вуглецевого волокна в галузі. Він використовується в багатьох косметичних і декоративних цілях, але також має велику функціональність, має як помірну здатність до формування, так і помірну стабільність. Як випливає з назви 2×2, кожен буксир проходитиме через 2 буксири, а потім через 2 буксири. Подібним чином саржа 4×4 пройде через 4 буксири, а потім 4 буксири. Він трохи краще формується, ніж саржа 2×2, оскільки плетіння не таке щільне, але воно також менш стабільне.