Koolstofvezelweefsels: wat ze zijn en waarom u ze zou moeten gebruiken

Als je je ooit hebt afgevraagd waarom het ene stuk koolstofvezel er anders uitziet dan het andere, dan ben je niet de enige. Koolstofvezel is er in veel verschillende weefsels, elk met een ander doel, en het is niet alleen decoratief.

 

Koolstofvezels zijn gemaakt van voorlopers zoals polyacrylonitril (PAN) en rayon. Precursorvezels worden chemisch behandeld, verwarmd en uitgerekt en vervolgens gecarboniseerd om zeer sterke vezels te creëren. Deze vezels of filamenten worden vervolgens samengebundeld om lokken te vormen, die worden geïdentificeerd door het aantal koolstoffilamenten dat ze bevatten. Gangbare sleepklassen zijn 3k, 6k, 12k en 15k. "k" betekent duizend, dus een kabel van 3k is gemaakt van 3,000 koolstoffilamenten. Een standaardkabel van 3k is doorgaans 0.125" breed, dus er kan veel vezels in een kleine ruimte worden gestopt. Een kabel van 6k heeft 6,{13}} koolstoffilamenten, een kabel van 12k heeft er 12,{{16 }} koolstoffilamenten, enz. Veel sterke vezels die bij elkaar zijn gebundeld, maken koolstofvezel tot zo'n sterk materiaal.

Geweven koolstofvezel
Koolstofvezel komt meestal in de vorm van een geweven stof, waardoor het gemakkelijker is om mee te werken en, afhankelijk van de toepassing, extra structurele sterkte kan bieden. Als gevolg hiervan zijn koolstofvezelstoffen verkrijgbaar in veel verschillende weefsels. De meest voorkomende zijn effen, keperstof en lintsatijn, en we zullen ze allemaal in meer detail bekijken.

gewoon weefsel
De platgeweven koolstofvezelpanelen zien er symmetrisch uit, met een klein dambordpatroon. Bij dit weefsel worden de kabels in een over/onder-patroon geweven. De korte afstand tussen de weefsels geeft het platbinding een hoge mate van stabiliteit. Weefselstabiliteit is het vermogen van een stof om zijn weefhoek en vezeloriëntatie te behouden. Vanwege dit hoge niveau van stabiliteit is platbinding minder geschikt voor complexe lay-ups met contouren, het zal niet zo flexibel zijn als sommige andere weefsels. Over het algemeen is platbinding geschikt voor vlakke platen, buizen en tweedimensionale rondingen.

Een nadeel van dit weefpatroon is de ruwe kroezing (de hoek die de vezels maken bij het weven, zie hieronder) in de kabel vanwege de korte afstand tussen de verwevingen. Ruwe krimpingen creëren spanningsconcentraties die het onderdeel na verloop van tijd kunnen verzwakken.

Twill geweven
Twill fungeert als een brug tussen het platte weefsel en het satijnweefsel dat we hierna zullen bespreken. Twill is flexibel genoeg om complexe contouren te vormen en is beter in het behouden van de stabiliteit van de stof dan zadelsatijnbinding, maar niet zo goed als platbinding. Als je een touw in twill volgt, gaat het door een bepaald aantal touwen en dan door hetzelfde aantal touwen. Het boven/onder-patroon creëert een diagonaal pijlpunt dat bekend staat als een "keperlijn". De langere afstand tussen de vervlechtingen van de kabel betekent minder krimpen en minder potentiële spanningsconcentratie in vergelijking met een platbinding.

2×2 keperstof

4×4 twill

2×2 Twill is waarschijnlijk de bekendste koolstofvezelstof in de branche. Het wordt in veel cosmetische en decoratieve toepassingen gebruikt, maar heeft ook een geweldige functionaliteit, het heeft zowel een matige vervormbaarheid als een matige stabiliteit. Zoals de naam van de 2×2 al aangeeft, gaat elke sleep door 2 sleeptouwen en vervolgens door 2 sleeptouwen. Evenzo zal een 4×4 twill door 4 slepen en vervolgens 4 slepen gaan. Het is iets meer vervormbaar dan 2×2 twill omdat het weefsel niet zo strak is, maar het is ook minder stabiel.