Hiilikuitu on kevyiden komposiittien selkäranka. Ymmärtäminen, mitä hiilikuitukangasta tarvitaan, valmistusprosessin ja yhdistelmäteollisuuden terminologian tuntemus. Alta löydät tietoja hiilikuitukankaasta ja siitä, mitä eri tuotekoodit ja tyylit tarkoittavat.
Hiilikuidun lujuus
On ymmärrettävä, että kaikki hiilikuitut eivät ole yhtä suuret. Kun hiiltä valmistetaan kuiduiksi, erityisiä lisäaineita ja elementtejä otetaan käyttöön lujuusominaisuuksien lisäämiseksi. Ensisijainen lujuusominaisuus, jonka perusteella hiilikuitu arvioidaan, on moduuli.
Hiiltä valmistetaan pieniksi kuiduiksi joko PAN- tai Pitch-prosessin avulla. Hiili valmistetaan tuhansien pienten säikeiden kimppuina ja kelataan telaan tai puolaan. Raakahiilikuituja on kolme pääluokkaa:
- Korkea moduuli Hiilikuitu (Ilma- ja avaruusluokka)
- Välituote Modulus-hiilikuitu
- Tavallinen Modulus-hiilikuitu (kaupallinen luokka)
Vaikka saatamme joutua kosketuksiin lentokoneiden, kuten uuden 787 Dreamlinerin, ilmailua edustavien hiilikuitujen kanssa tai nähdä sen Formula 1 -autossa televisiossa; suurin osa meistä tulee todennäköisesti kosketuksiin kaupallisen luokan hiilikuitujen kanssa useammin.
yhteinen käyttötarkoitukset kaupallisen luokan hiilikuituihin sisältyy:
- Urheilutavarat
- Auton liesituulettimet ja jälkimarkkinaosat
- Lisälaitteet, kuten iPhone-kotelot
kukin raakahiilikuitujen valmistaja on oma palkkaluokituksensa nimikkeistö. Esimerkiksi Toray Carbon Fiber kutsuu heidän kaupallista luokkaansa "T300", kun taas Hexcelin kaupallista luokkaa kutsutaan "AS4".
Hiilikuidun paksuus
Kuten aikaisemmin mainittiin, raakahiilikuitua valmistetaan pieninä filamenteina (noin 7 mikronia), nämä filamentit on niputettu joustoihin, jotka on kelattu kelalle. Kuitukelat käytetään myöhemmin suoraan prosesseissa, kuten pultruusio tai filamenttikäämitys, tai ne voidaan kutoa kankaiksi.
Nämä hiilikuitujuodat koostuvat tuhansista filamenteista ja ovat melkein aina vakio määrä. Nämä ovat:
- 1000 c (1 k hiilikuitua)
- 3000 filamenttia (3 kt hiilikuitua)
- 6000 filamenttia (6 kt hiilikuitua)
- 12 000 filamenttia (12 kt hiilikuitua)
Siksi jos kuulet alan ammattilaisen puhuvan hiilikuidusta, he saattavat sanoa: "Käytän 3k T300 -kudoskudosta." No, nyt saat tietävät, että he käyttävät hiilikuitukangasta, joka on kudottu Torayn standardimoduulilla CF-kuitulla, ja se käyttää kuitua, jossa on 3000 filamenttia / säie.
On siis sanomattakin selvää, että 12 k: n hiilikuituteoksen paksuus on kaksi kertaa 6 k: n paksuus, neljä kertaa 3 k: n paksuus jne. Valmistustehokkuuden takia paksumpi kierto, jossa on enemmän filamentteja, kuten 12 k juostaa, on yleensä halvempaa puntaa kohti kuin 3 k saman moduulin.
Hiilikuitukangas
Puolat hiilikuitu viedään kudontapuikkoon, jossa kuidut kudotaan sitten kankaiksi. Kaksi yleisintä kudostyyppiä ovat "tavallinen kudonta" ja "twill". Pelkkä kudos on tasapainoinen tammilevykuvio, jossa kukin lanka menee yli kunkin langan alla vastakkaiseen suuntaan. Twill-kudonta näyttää korikorilta. Täällä kukin juoste menee yhden vastakkaisen juosteen yli, sitten kahden alle.
Sekä twill- että sileäkudoksissa on yhtä suuri määrä hiilikuitua kulkevaan suuntaan, ja niiden vahvuudet ovat hyvin samankaltaiset. Ero on ensisijaisesti esteettinen ulkonäkö.
Jokaisella yrityksellä, joka kutoo hiilikuitukankaita, on oma terminologia. Esimerkiksi Hexcelin 3 kk: n kutomusta kutsutaan nimellä "HexForce 282", ja sitä kutsutaan yleisesti nimellä "282" (kaksi kahdeksankymmentäkaksi). Tässä kankaassa on 12 säiettä 3k hiilikuitua tuumaa kohti, kumpaankin suuntaan.