Bij koolstofvezelproducten is het eerste dat mensen voelen als ze een product met een koolstofvezelpatroon zien, dat het cool is en gevoel voor mode en technologie heeft. Vandaag zullen we zien hoe verschillende koolstofvezelpatronen kunnen worden gebruikt om koolstofvezelproducten te maken.
Allereerst weten we dat koolstofvezels niet afzonderlijk worden geproduceerd, maar in bundels. Het aantal koolstofvezels in elke bundel kan enigszins variëren, maar over het algemeen kunnen ze worden onderverdeeld in 1000, 3000, 6000 en 12000, wat het bekende concept is van 1k, 3k, 6k en 12k.
Koolstofvezel wordt vaak in geweven vorm geleverd, waardoor het gemakkelijker te hanteren is en afhankelijk van de toepassing een grotere sterkte kan krijgen. Als gevolg hiervan worden er verschillende weefsoorten gebruikt voor koolstofvezelstoffen. De meest voorkomende zijn platbinding, keperbinding en satijnbinding, die we afzonderlijk in detail zullen beschrijven.
Platgeweven koolstofvezel
Koolstofvezelpanelen in platbinding zijn symmetrisch en hebben de uitstraling van een klein schaakbord. Bij dit type weefsel worden de filamenten geweven in een hoog-laag patroon. De kleine afstand tussen de middelste filamentrijen geeft het platbinding een hoge mate van stabiliteit. Weefstabiliteit is het vermogen van de stof om zijn inslaghoek en vezeloriëntatie te behouden. Door de hoge stabiliteit is platbinding minder geschikt voor lamineringen met complexe contouren en niet zo flexibel als andere weefsoorten. Over het algemeen zijn platbindingen geschikt voor het uiterlijk van platte panelen, buizen en gebogen 2D-structuren.
Een nadeel van dit type weefsel is de sterke kromming van de filamentbundel vanwege de kleine afstand tussen de vervlechtingen (de hoek die de vezels vormen tijdens het weven, zie hieronder). Deze kromming veroorzaakt spanningsconcentraties die het onderdeel na verloop van tijd verzwakken.
Twill geweven koolstofvezel
Twill is een tussenweefsel tussen effen en satijn, dat we later zullen bespreken. Twill heeft een goede flexibiliteit, kan in complexe contouren worden gevormd en behoudt de stabiliteit van het weefsel beter dan satijnweefsel, maar niet zo goed als platbinding. Als je bij een keperbinding een bundel filamenten volgt, gaat deze een bepaald aantal filamenten omhoog en vervolgens hetzelfde aantal filamenten omlaag. Het omhoog/omlaag-patroon creëert de indruk van diagonale pijlen die "keperlijnen" worden genoemd. De grotere afstand tussen twill-vlechten in vergelijking met platbinding betekent minder lussen en minder risico op spanningsconcentratie.
Twill 2x2 is waarschijnlijk het bekendste koolstofvezelweefsel in de industrie. Het wordt in veel cosmetische en decoratieve toepassingen gebruikt, maar biedt ook een uitstekende functionaliteit, is matig buigzaam en matig sterk. Zoals de naam 2x2 doet vermoeden, gaat elke filamentbundel door twee strengen en vervolgens weer omhoog door twee strengen. Op dezelfde manier gaat 4x4-keperstof door 4 filamentbundels en vervolgens weer omhoog door 4 filamentbundels. De vervormbaarheid is iets beter dan die van 2x2 twill, omdat het weefsel minder dicht maar ook minder stabiel is.
Satijnweefsel
Het satijnweefsel heeft een lange geschiedenis in het weven en werd in de beginperiode gebruikt om zijden stoffen te maken met een uitstekende drapering die er tegelijkertijd glad en naadloos uitzagen. In het geval van composieten zorgt dit drapeervermogen ervoor dat complexe contouren gemakkelijk kunnen worden gevormd en omwikkeld. Door het gemak waarmee de stof kan worden gevormd, is deze minder stabiel. Veel voorkomende harnassatijnen weefsels zijn 4 harnassatijn (4HS), 5 harnassatijn (5HS) en 8 harnassatijn (8HS). Naarmate het aantal satijnbindingen toeneemt, zal de vervormbaarheid toenemen en de stabiliteit van het weefsel afnemen.
Het getal in de naam van het harnas satijn geeft het totaal aantal harnassen aan dat op en neer gaat. Bij 4HS zullen er meer dan drie harnassen omhoog en één omlaag zijn. Bij 5HS zijn er meer dan 4 strengen omhoog en dan 1 streng omlaag, terwijl er bij 8HS 7 strengen omhoog zijn en dan 1 streng omlaag.
Filamentbundel met uitgebreide breedte en standaardfilamentbundel
Unidirectionele koolstofvezels van stof hebben geen buigtoestand en zijn goed bestand tegen krachten. Filamentbundels van geweven stof moeten in de orthogonale richting op en neer worden gebogen, en het sterkteverlies kan aanzienlijk zijn. Wanneer vezelbundels dus op en neer worden geweven om een stof te vormen, neemt de sterkte af als gevolg van het krullen in de bundel. Wanneer je het aantal filamenten in een standaard filamentbundel vergroot van 3k naar 6k, wordt de filamentbundel groter (dikker) en wordt de buighoek groter. Een manier om dit te voorkomen is door de filamenten in bredere bundels te ontvouwen, dit wordt het uitvouwen van de filamentbundel genoemd en er ontstaat een doek dat ook wel spreidstof wordt genoemd, wat veel voordelen heeft.
De krulhoek van de ongevouwen filamentbundel is kleiner dan de weefhoek van een standaard filamentbundel, waardoor kruisdefecten worden verminderd door de gladheid te vergroten. De kleinere buighoek resulteert in een hogere sterkte. Materialen met gespreide filamentbundels zijn ook gemakkelijker om mee te werken dan unidirectionele materialen en hebben nog steeds een redelijk goede vezeltreksterkte.
Unidirectionele stoffen
Unidirectionele stoffen staan in de industrie ook bekend als UD-stoffen, en zoals de naam al aangeeft, betekent 'uni' 'één', waarbij alle vezels in dezelfde richting wijzen. Unidirectionele (UD) stoffen hebben verschillende voordelen op het gebied van duurzaamheid. UD-stoffen zijn niet geweven en bevatten geen bundels verweven en lusvormige garens. Alleen de sterk georiënteerde doorlopende garens zorgen voor extra sterkte en stijfheid. Een ander voordeel is de mogelijkheid om de sterkte van het product aan te passen door de hoek en verhouding van de overlappingen te veranderen. Een goed voorbeeld is het gebruik van unidirectionele stoffen voor fietsframes om de laagstructuur te optimaliseren en de prestaties te reguleren. Het frame moet stijf blijven in het trapasgebied om de energie van de fietser op de wielen over te brengen, maar tegelijkertijd flexibel en buigzaam zijn. Door unidirectioneel weven kunt u de exacte richting van de koolstofvezel kiezen om de vereiste sterkte te bereiken.
Een van de grootste nadelen van unidirectionele stof is de slechte manoeuvreerbaarheid. Unidirectionele stof rafelt gemakkelijk uit tijdens het lamineren, omdat er geen ingeweven vezels zijn die de stof bij elkaar houden. Als de vezels niet correct gepositioneerd zijn, is het bijna onmogelijk om ze correct te positioneren. Er kunnen ook problemen optreden bij het snijden van unidirectionele stof. Als er op een bepaald punt in de snede vezels worden uitgetrokken, worden deze losse vezels over de gehele lengte van de stof gedragen. Als unidirectionele stoffen worden gekozen voor de lay-up, worden doorgaans effen, keper- en satijngeweven stoffen gebruikt voor de eerste en laatste lagen om de verwerkbaarheid en de duurzaamheid van de onderdelen te helpen verbeteren. In de tussenlagen worden unidirectionele stoffen gebruikt om de sterkte van het gehele onderdeel nauwkeurig te controleren.
Klik hierVoor meer nieuws
GRECHOlevert een breed scala aan koolstofvezelstoffen, waaronder gewone koolstofvezel, twill-koolstofvezel, unidirectionele stoffen, enz.
Neem contact met ons op voor uw inkoopbehoeften.
WhatsApp: +86 18677188374
E-mail: info@grechofiberglass.com
Tel: +86-0771-2567879
Mobiel: +86-18677188374
Website:www.grechofiberglass.com
Posttijd: 16 juni 2023
