Gwehyddu Ffibr Carbon: Beth ydyn nhw a pham i'w defnyddio

Os ydych chi erioed wedi meddwl pam y gallai un darn o ffibr carbon edrych yn wahanol i un arall, nid ydych chi ar eich pen eich hun. Daw ffibr carbon mewn llawer o wehadau gwahanol, pob un yn gwasanaethu pwrpas gwahanol, ac nid dim ond addurniadol ydyw.

Mae ffibrau carbon yn cael eu gwneud o ragflaenwyr fel polyacrylonitrile (PAN) a rayon. Mae'r ffibrau rhagflaenol yn cael eu trin yn gemegol, eu gwresogi a'u hymestyn, ac yna eu carboneiddio i ffurfio ffibrau cryfder uchel. Yna caiff y ffibrau neu'r ffilamentau hyn eu bwndelu gyda'i gilydd a'u hadnabod yn ôl nifer y ffilamentau carbon sydd ynddynt. Y graddfeydd tynnu cyffredin yw 3k, 6k, 12k, a 15k. Mae'r "k" yn sefyll am fil, felly mae tynnu 3k wedi'i wneud o 3,000 ffilament carbon. Mae tynnu 3k safonol fel arfer yn 0.125 modfedd o led, felly mae llawer o ffibr wedi'i wasgu i le bach. Mae gan dynnu 6k 6,000 ffilament carbon, mae gan dynnu 12k 12,000 ffilament carbon, ac ati. Mae llawer iawn o ffibrau cryfder uchel wedi'u bwndelu gyda'i gilydd yn gwneud ffibr carbon yn ddeunydd mor gryf.

gwehyddu ffibr carbon
Mae ffibr carbon yn aml yn dod ar ffurf ffabrigau gwehyddu, sy'n ei gwneud hi'n haws gweithio gyda nhw a gall ddarparu cryfder strwythurol ychwanegol yn dibynnu ar y cais. Felly, gellir gwehyddu ffabrigau ffibr carbon mewn llawer o wahanol ffyrdd. Y rhai mwyaf cyffredin yw satin plaen, twill, a suspender, a byddwn yn ymdrin â phob deunydd yn fanwl.

gwehydd plaen
Mae gan y dalennau ffibr carbon plaen ymddangosiad cymesur gydag ymddangosiad bwrdd gwirio bach. Yn y gwehyddu hwn, mae'r ceinciau'n cael eu gwehyddu mewn patrwm gor/tan. Mae'r pellter byr rhwng y plethiadau yn rhoi lefel uchel o sefydlogrwydd i'r gwehyddu plaen. Mae sefydlogrwydd ffabrig yn cyfeirio at allu ffabrig i gynnal ei ongl gwehyddu a chyfeiriadedd ffibr. Oherwydd y lefel uchel hon o sefydlogrwydd, mae gwehyddu plaen yn llai addas ar gyfer gosodiadau gyda chyfuchliniau cymhleth ac ni fydd mor hyblyg â rhai ffabrigau eraill. Yn gyffredinol, mae ffabrig gwehyddu plaen yn addas ar gyfer dalennau gwastad, pibellau a chromliniau dau ddimensiwn.

Un anfantais i'r patrwm gwehyddu hwn yw bod cyrlio difrifol yn y ceinciau oherwydd y pellter byr rhwng y rhyngliniau (yr onglau y mae'r ffibrau'n eu ffurfio wrth wehyddu, gweler isod). Mae crimpio llym yn creu crynodiadau straen sy'n gwanhau'r rhan dros amser.

Twill gweu
Twill yw'r bont rhwng gwehyddu plaen a gwehyddu satin y byddwn yn ei drafod nesaf. Mae gan ffabrig Twill hyblygrwydd da a gall ffurfio cyfuchliniau cymhleth. Mae'n waeth na ffabrig satin suspender o ran cynnal sefydlogrwydd ffabrig, ond nid cystal â ffabrig gwehyddu plaen. Os dilynwch y llinynnau tynnu mewn gwehyddu twill, mae'n mynd trwy nifer penodol o dynnu ac yna trwy'r un nifer o dynnu. Mae'r patrwm i fyny / i lawr yn creu ymddangosiad saeth groeslin, a elwir yn "llinell twill." Mae'r pellter hirach rhwng tows interlaced yn golygu llai o gyrl a llai o grynodiadau straen posibl o'i gymharu â ffabrigau gwehyddu plaen.

Ffabrig 2 × 2 twill

4% c3% 974 twill
Mae'n debyg mai 2 × 2 twill yw'r gwehyddu ffibr carbon mwyaf adnabyddus yn y diwydiant. Fe'i defnyddir mewn llawer o gymwysiadau cosmetig ac addurniadol ond mae hefyd yn hynod ymarferol, mae'n cyfuno ffurfadwyedd canolig â sefydlogrwydd canolig. Fel y mae'r enw 2 × 2 yn ei awgrymu, bydd pob tynnu yn mynd trwy 2 dynnu ac yna'n croesi'r ddwy dynnu. Yn yr un modd, bydd twill 4 × 4 yn cael ei edafu trwy 4 tws ac yna trwy 4 tws. Mae'n ffurfio ychydig yn well na 2 × 2 twill oherwydd nad yw'r gwehyddu mor dynn, ond mae hefyd yn llai sefydlog.

harnais satin
Dyluniwyd gwehyddu satin filoedd o flynyddoedd yn ôl i greu ffabrigau sidan gyda drape rhagorol tra'n edrych yn llyfn ac yn ddi-dor. Ar gyfer cyfansoddion, mae'r drapeability hwn yn golygu y gellir ei ffurfio'n hawdd a'i lapio o amgylch cyfuchliniau cymhleth. Gan fod y ffabrig hwn yn hynod ffurfadwy, disgwylir i'w sefydlogrwydd fod yn isel. Mae gwehyddu satin heddle cyffredin yn cynnwys 4-heddle satin (4HS), 5-heddle satin (5HS) a 8-heddle satin (8HS). Wrth i faint o wehyddu satin gynyddu, mae ffurfadwyedd yn cynyddu tra bod sefydlogrwydd ffabrig yn lleihau.

4HS

5HS

8HS

Mae'r rhif yn yr enw Harness Satin yn nodi cyfanswm nifer y tynnu sy'n mynd drwodd. Ar gyfer 4HS bydd yn mynd trwy 3 tynnu ac yna o dan 1 tynnu. Ar gyfer 5HS bydd yn mynd trwy 4 tow ac yna o dan 1 tynnu, ac ar gyfer 8HS bydd yn mynd trwy 7 tynnu ac yna o dan 1 tynnu.

Tynnu gwasgariad vs tynnu safonol
Gall deunyddiau tynnu gwasgariad fod yn gyfaddawd da rhwng defnyddio deunyddiau un cyfeiriad a deunyddiau plethedig safonol. Pan fydd llinynnau ffibr yn cael eu gwehyddu i fyny ac i lawr i ffurfio ffabrig, mae'r cryfder yn cael ei leihau oherwydd crychu yn y llinynnau. Pan fyddwch chi'n cynyddu nifer y ffilamentau mewn tynnu safonol (ee o 3k i 6k), mae'r tynnu'n dod yn fwy (mwy trwchus) ac mae'r ongl cyrl yn dod yn fwy garw. Un ffordd o osgoi hyn yw trwy wasgaru'r ffilamentau i doriadau lletach, gelwir hyn yn lledaenu'r tows, ac mae sawl mantais i wneud hyn.

Mae lledaenu'r tynnu yn darparu ongl cyrl llai na braiding tynnu safonol a gall leihau diffygion crossover trwy gynyddu llyfnder. Bydd ongl crimp is yn arwain at gryfder uwch. Mae deunyddiau tynnu gwasgariad hefyd yn haws i weithio gyda nhw na deunyddiau uncyfeiriad ac yn dal i ddarparu ataliad tynnu ffibr eithaf da.

Unfold tynnu gwehyddu plaen

Lledaenu tow twill gweu

uncyfeiriad
Fel y mae'r enw'n awgrymu, uni, sy'n golygu un, mae pob ffibr wedi'i gyfeirio i'r un cyfeiriad. Mae hyn yn darparu rhai manteision cryfder uchel i ffabrigau un cyfeiriad (UD). Nid yw ffabrig UD wedi'i wehyddu ac nid oes ganddo unrhyw ffibrau wedi'u cydblethu wedi'u crychu a fyddai'n gwanhau'r strwythur. Mewn cyferbyniad, mae ffibrau parhaus yn ychwanegu cryfder ac anystwythder. Mantais arall yw'r gallu i addasu'r gosodiad gyda mwy o reolaeth dros nodweddion perfformiad. Mae fframiau beiciau yn enghraifft wych o sut y gellir defnyddio ffabrigau UD i deilwra perfformiad. Rhaid i arwynebedd braced gwaelod y ffrâm fod yn stiff i drosglwyddo pŵer y beiciwr i'r olwynion, ond mae angen i'r ffrâm hefyd fod yn hyblyg ac yn hyblyg er mwyn osgoi anafu'r beiciwr. Gyda deunyddiau UD, gallwch ddewis union gyfeiriad y ffibrau i gael y cryfder sydd ei angen arnoch.

Un o anfanteision mawr UD yw ei symudedd. Gall UD ddisgyn ar wahân yn hawdd yn ystod cyfnod gosod oherwydd nad oes ganddo unrhyw ffibrau wedi'u cydblethu i'w ddal gyda'i gilydd. Os caiff y ffibrau eu gosod yn anghywir, mae bron yn amhosibl eu hailgyfeirio'n gywir eto. Gall rhannau wedi'u peiriannu o ffabrig UD hefyd achosi problemau. Os bydd unrhyw ffibrau'n tynnu i fyny lle torrwyd y nodwedd, gall y ffibrau rhydd hynny dynnu'r rhan gyfan i fyny. Yn nodweddiadol, os dewisir deunydd UD ar gyfer lamineiddio, bydd haen o ddeunydd gwehyddu yn cael ei ddefnyddio ar gyfer yr haenau cyntaf ac olaf i wella ymarferoldeb a gwydnwch rhannol. Gwneir hyn o fframiau drone ar gyfer hobiwyr yr holl ffordd i gynhyrchu rhannau roced.