Tkaniny z uhlíkových vláken: Co to jsou a proč byste je měli používat

Pokud jste někdy přemýšleli, proč může jeden kus uhlíkových vláken vypadat jinak než jiný, nejste sami. Uhlíkové vlákno přichází v mnoha různých vazbách, z nichž každá slouží jinému účelu a není pouze dekorativní.

 

Uhlíková vlákna jsou vyrobena z prekurzorů, jako je polyakrylonitril (PAN) a umělé hedvábí. Prekurzorová vlákna se chemicky upravují, zahřívají a natahují a poté karbonizují za účelem vytvoření vysoce pevných vláken. Tato vlákna nebo filamenty jsou pak svázány dohromady a tvoří koudele, které jsou identifikovány počtem uhlíkových vláken, která obsahují. Běžné třídy tažení jsou 3k, 6k, 12k a 15k. "k" znamená tisíc, takže 3k koudel je vyrobena ze 3,000 uhlíkových vláken. Standardní 3k koudel má obvykle šířku 0,125", takže se do malého prostoru vejde spousta vláken. 6k koudel má 6,000 uhlíkových vláken, 12k koudel má 12,{16 }} uhlíková vlákna atd. Spousta vysoce pevných vláken svázaných dohromady dělá uhlíková vlákna tak pevným materiálem.

Tkané uhlíkové vlákno
Uhlíkové vlákno se obvykle dodává ve formě tkané látky, což usnadňuje práci a v závislosti na aplikaci může poskytnout dodatečnou strukturální pevnost. V důsledku toho se tkaniny z uhlíkových vláken dodávají v mnoha různých vazbách. Nejběžnější jsou pevný, keprový a stuhový satén a na každý se podíváme podrobněji.

plátnová vazba
Panely z hladkých uhlíkových vláken působí symetricky a mají vzhled malé šachovnice. V této vazbě jsou koudele tkané vzorem nad/pod. Krátké rozestupy mezi vazbami propůjčují plátnové vazbě vysoký stupeň stability. Stabilita tkaniny je schopnost tkaniny udržet si svůj úhel vazby a orientaci vláken. Kvůli této vysoké úrovni stability je plátnová vazba méně vhodná pro složité tvarované vrstvení, nebude tak flexibilní jako některé jiné vazby. Obecně lze říci, že plátnová vazba je vhodná pro ploché plechy, trubky a dvourozměrné křivky.

Jednou nevýhodou tohoto vzoru vazby je hrubé zvlnění (úhel, který vlákna svírají při tkaní, viz níže) v kabílku kvůli krátké vzdálenosti mezi propletením. Hrubé zvlnění vytváří koncentrace napětí, které mohou časem oslabit součást.

Keprová vazba
Kepr funguje jako most mezi plátnovou vazbou a saténovou vazbou, o které budeme hovořit dále. Kepr je dostatečně pružný, aby vytvářel složité obrysy a lépe udržuje stabilitu látky než sedlová atlasová vazba, ale není tak dobrý jako plátnová vazba. Pokud sledujete vlek v kepru, projde určitým počtem vleků a poté stejným počtem vleků. Vzor nahoře/dole vytváří vzhled diagonální šipky známý jako "keprová čára". Větší vzdálenost mezi propletením kabelů znamená menší zvlnění a menší potenciální koncentraci napětí ve srovnání s plátnovou vazbou.

2×2 kepr

4×4 kepr

2×2 Twill je pravděpodobně nejznámější tkanina z uhlíkových vláken v průmyslu. Používá se v mnoha kosmetických a dekorativních aplikacích, ale má také skvělou funkčnost, má střední tvarovatelnost a střední stabilitu. Jak název 2×2 napovídá, každý vlek projde 2 vleky a poté 2 vleky. Stejně tak kepr 4×4 projde 4 vleky a následně 4 vleky. Je o něco lépe tvarovatelný než kepr 2×2, protože vazba není tak těsná, ale je také méně stabilní.