Ffibr Carbon 101: Deall Gwehyddu a Ffabrigau

Fel arfer caiff ffibr carbon ei wehyddu i ffabrig ar ôl ei weithgynhyrchu a'i faint. Mae'r broses weithgynhyrchu yn dechrau trwy greu bwndeli o ffibrau carbon o'r enw tows. Yna caiff y tows hwn eu graddio yn seiliedig ar nifer y ffibrau neu ffilamentau sydd ynddynt, y cyfeirir atynt yn aml fel 3k, 6k, 12k, a 48k. Mae'r "k" yn sefyll am "mil," sy'n golygu bod tynnu 3k yn cynnwys 3,000 ffilamentau carbon. Dim ond tua 5-10 micron o drwch yw pob llinyn o ffibr carbon, ond mae'r swm mawr o ffibr carbon cryf mewn gofod mor gryno yn rhoi cryfder anhygoel i'r deunydd.

 

gwehyddu ffibr carbon
Mae sbwliau o ffibr carbon yn cael eu gwehyddu i ffabrig ar wydd. Y gwehyddu mwyaf cyffredin yw gwehyddu plaen, gwehyddu twill a gwehyddu heddle.

gwehydd plaen
Mae ffabrig ffibr carbon gwehyddu plaen neu wehyddu 1x1 yn gymesur ac yn debyg i fwrdd gwirio. Mae'r tows yn cael eu gwehyddu mewn patrwm gor/tan, gan ddarparu ffibrau hynod sefydlog, wedi'u cydblethu'n dynn. Mae sefydlogrwydd ffabrig yn cyfeirio at allu deunydd i gynnal ei gyfeiriadedd ffibr a'i ongl gwehyddu. Oherwydd ei sefydlogrwydd ffabrig uchel, mae ffabrig ffibr carbon plaen yn llai addas ar gyfer cyfuchliniau cymhleth gan nad yw'n arbennig o hyblyg. Fodd bynnag, mae'n haws ei drin ac nid yw'n achosi dadffurfiad ffabrig. Felly, mae'n ddelfrydol ar gyfer dalennau gwastad, tiwbiau a chromliniau 2D.

Crimp yw crymedd y ffibrau unigol yn y gwehyddu, ac mae gan ffabrigau ffibr carbon plaen grimp garw oherwydd cydblethu tynn y llinynnau ffilament. Dros amser, mae'r cyrlio llym hwn yn creu pwyntiau straen sy'n arwain at ardaloedd gwan.

Twill gweu

Gwehyddu twill, sy'n cynnwys patrwm 2x2 neu 4x4, yw'r math mwyaf cyffredin o ffabrig ffibr carbon. Mewn pleth 2x2, mae pob llinyn yn cael ei basio dros ddau edefyn ac yna o dan y ddau edefyn. Mae'n sefyll i reswm, felly, bod plethiad 4x4 yn cynnwys pob tynnu'n mynd trwy bedair tynnu ac yna pedair tynnu arall. Mae'r gor/dan wehyddu hwn yn creu patrwm lletraws amlwg. Mae'r pellter rhwng y ceinciau cydblethu mewn gwehyddu twill yn hirach nag mewn gwehyddu plaen. O ganlyniad, mae llai o gyrlio yn digwydd, gan leihau'r siawns o ddatblygu pwyntiau straen.

Mae gwehyddu twill yn hyblyg a gall ffurfio cyfuchliniau cymhleth tra'n dal i gynnal sefydlogrwydd da. Rhaid ei drin yn fwy gofalus na gwehyddu plaen er mwyn osgoi mwy o anffurfiad meinwe. Mae'r gwehyddu 4x4 yn haws i'w ffurfio na'r gwehyddu 2x2, ond mae'r ffabrig hefyd yn llai sefydlog.

Gwehyddu satin harnais ceffyl

Mae gwehyddu satin wedi'i ddefnyddio ers miloedd o flynyddoedd i roi drape hardd i ffabrigau sidan wrth wneud y ffabrig yn llyfn ac yn ddi-dor. Pan gaiff ei ddefnyddio mewn cyfansoddion ffibr carbon, gall gwehyddu satin ffurfio cyfuchliniau cymhleth yn hawdd. Yn amlwg, mae hyn yn golygu bod sefydlogrwydd gwehyddu satin hefyd yn is na gwehyddu eraill.

Y gwehyddu satin mwyaf cyffredin yw satin pedwar-heddle (4HS), satin pum-heddle (5HS) a satin wyth-heddle (8HS). Mae'r rhif hwn yn cynrychioli cyfanswm nifer y tynnu a basiwyd ac yna'n cael eu pasio. Er enghraifft, mae gan feinwe 4HS dri llinyn ffilament yn mynd trwyddo ac yna un llinyn ffilament yn mynd trwyddo. Gyda'r 5HS, mae pedair tynnu'n cael eu croesi ac yna un oddi tano, tra gyda'r 8HS mae saith tyn yn cael eu croesi ac yna un oddi tano. Po uchaf yw'r rhif gwehyddu satin, y gorau yw'r ffurfadwyedd, ond y gwaethaf yw'r sefydlogrwydd.

Gwehyddion eraill
Mae yna lawer o ddulliau gwehyddu eraill a ddefnyddir i greu ffabrigau ffibr carbon. Mae'r rhain yn cynnwys plethiad pysgod, gwasgariad tynnu, plethiad, braid un cyfeiriad a brêd wedi'i deilwra. Mae pob gwehyddu yn cynnwys priodweddau unigryw sy'n ei gwneud yn ddelfrydol i'w ddefnyddio mewn rhai dyluniadau, ond nid yw'n ddewis da i eraill. Mae yna lawer o ffactorau y mae'n rhaid eu hystyried wrth benderfynu pa braid ffibr carbon y dylid ei ddefnyddio i gyflawni swyddogaeth benodol. Mae'r ffactorau hyn yn cynnwys cryfder, ffurfadwyedd, sefydlogrwydd a chyrlio. Mae gweithgynhyrchwyr ffibr carbon yn arbenigwyr ar wybod pa ffabrig y dylid ei ddefnyddio ar gyfer pa ddyluniad.