Uhlíkové vlákno je chrbtovou kosťou ľahkých kompozitov. Pochopenie toho, aké tkaniny z uhlíkových vlákien sú potrebné, poznajúc výrobný proces a terminológiu zloženého priemyslu. Nižšie nájdete informácie o tkanine z uhlíkových vlákien a čo znamenajú rôzne kódy a štýly produktov.
Pevnosť uhlíkových vlákien
Je potrebné pochopiť, že všetky uhlíkové vlákna nie sú rovnaké. Keď sa uhlík vyrába na vlákna, zavádzajú sa špeciálne prísady a prvky na zvýšenie pevnostných vlastností. Primárna pevnostná vlastnosť, na ktorej sa posudzuje uhlíkové vlákno, je modul.
Uhlík sa vyrába na malé vlákna pomocou procesu PAN alebo Pitch. Uhlík sa vyrába vo zväzkoch tisícov drobných vlákien a navíja sa na kotúč alebo cievku. Existujú tri hlavné kategórie surového uhlíkového vlákna:
- Vysoký modul Uhlíkové vlákno (Letecký stupeň)
- Uhlíkové vlákno so stredným obsahom uhlíka
- Štandardné modulové uhlíkové vlákna (obchodná známka)
Aj keď by sme mohli prísť do styku s uhlíkovými vláknami pre letecký priemysel v lietadle, ako je napríklad nové 787 Dreamliner, alebo ho vidieť v aute Formuly 1 v televízii; väčšina z nás pravdepodobne príde častejšie do kontaktu s uhlíkovými vláknami komerčnej kvality.
obyčajný použitie komerčných uhlíkových vlákien zahŕňajú:
- Športové potreby
- Kapoty do auta a ich náhradné diely
- Príslušenstvo, napríklad puzdrá pre iPhone
každý výrobca surových uhlíkových vlákien má vlastnú nomenklatúru triedy. Napríklad spoločnosť Toray Carbon Fiber nazýva svoju obchodnú známku „T300“, zatiaľ čo obchodná známka spoločnosti Hexcel sa nazýva „AS4“.
Hrúbka uhlíkových vlákien
Ako už bolo uvedené, surové uhlíkové vlákno sa vyrába v malých vláknach (okolo 7 mikrónov), tieto vlákna sa zväzujú do prameňov, ktoré sa navíjajú na cievky. Cievky z vlákien sa neskôr používajú priamo v procesoch, ako je navíjanie vlákien alebo navíjanie vlákien, alebo môžu byť tkané do textílií.
Tieto pramene z uhlíkových vlákien pozostávajú z tisícov vlákien a sú takmer vždy štandardným množstvom. Sú to tieto:
- 1 000 c (1 k uhlíkové vlákno)
- 3 000 vlákien (3 000 uhlíkových vlákien)
- 6 000 vlákien (6 000 uhlíkových vlákien)
- 12 000 vlákien (12 000 uhlíkových vlákien)
To je dôvod, prečo, keď počujete odborníka v odbore hovoriaci o uhlíkových vláknach, mohli by povedať: „Používam tkaninu s jednoduchou väzbou Tk 3k T300.“ No, teraz budete vedia, že používajú tkaninu z uhlíkových vlákien, ktorá je tkaná vláknom Toray so štandardným modulom CF, a používa vlákno, ktoré má 3 000 vlákien na vlákno.
Malo by byť samozrejmé, že hrúbka prameňa 12k uhlíkových vlákien bude dvojnásobkom hrúbky 6k, štyrikrát ako 3k atď. V dôsledku efektívnosti výroby je hrubšia prameň s väčším počtom vlákien, ako napríklad prameň 12 k, obvykle lacnejšia ako 3 k s rovnakým modulom.
Tkanina z uhlíkových vlákien
Cievky z uhlíkové vlákno sú privádzané na tkáčsky stav, kde sú vlákna potom tkané do textílií. Dva najbežnejšie typy väzieb sú „obyčajná väzba“ a „kepr“. Obyčajná väzba je vyvážený vzor šachovnicovej dosky, kde každý prameň prechádza potom pod každým prameňom v opačnom smere. Zatiaľ čo keperová väzba vyzerá ako prútený kôš. Tu každý prameň prechádza cez jeden opačný prameň, potom pod dva.
Väzba keperov a plátna má rovnaké množstvo uhlíkových vlákien v každom smere a ich pevnosť bude veľmi podobná. Rozdiel je predovšetkým v estetickom vzhľade.
Každá spoločnosť, ktorá tká tkaniny z uhlíkových vlákien, bude mať vlastnú terminológiu. Napríklad 3k hladká väzba od spoločnosti Hexcel sa nazýva „HexForce 282“ a bežne sa nazýva „282“ (dve osemdesiatdva). Táto tkanina má 12 prameňov z 3 k uhlíkových vlákien na palec v každom smere.