Карбонска влакна 101: Разумевање ткања и тканина

Након што се карбонска влакна производе и обликују, често се уткају у тканину. Да би почели да праве тканину, произвођачи креирају снопове карбонских влакана који се називају кудељама. Кугле се оцењују на основу њиховог садржаја влакана или филамента и обично се називају 3к, 6к, 12к и 15к. К означава "хиљаду", што указује да се вуча од 3к састоји од 3,000 угљеничних влакана. Пошто је једна нит угљеничних влакана дебела само око 5-10 микрона, вуча од 3к је дебела само око 0.125 инча. Вучна вуча од 6к је отприлике двоструко дебља од вуче од 3к, четири пута дебља од вуче од 12к и тако даље. Велика количина јаких карбонских влакана у тако компактном простору даје материјалу невероватну снагу.

плетеница од угљеничних влакана
Калуми од угљеничних влакана су уткани у тканину на разбоју. Најчешћа ткања су плафонско ткање, кеперско ткање и ткање у жицу.

Обична тканина или тканина од карбонских влакана 1к1 је симетрична и подсећа на шаховницу. Кудеље су плетене преко/доле, дајући високо стабилна, чврсто испреплетена влакна. Стабилност тканине се односи на способност материјала да задржи своју оријентацију влакана и угао ткања. Због своје високе стабилности тканине, обична тканина од угљеничних влакана је мање погодна за сложене контуре јер није посебно флексибилна. Међутим, лакше је руковати и не изазива деформацију тканине. Због тога је идеалан за равне плоче, цеви и 2Д кривине.

Савијање је закривљеност појединачних влакана у ткању, а обичне тканине од угљеничних влакана имају грубо савијање због чврстог преплитања нити. Временом, ово оштро увијање ствара тачке стреса које доводе до слабих подручја.

Ткање од кепера, које се састоји од узорка 2к2 или 4к4, најчешћи је тип тканине од угљеничних влакана. У плетеници 2к2, сваки прамен се пребацује преко два прамена, а затим испод оба прамена. Разумљиво је, дакле, да се плетеница 4к4 састоји од тога да свака вуча пролази кроз четири вуча, а затим још четири вуча. Ово преко/испод ткање ствара јасан дијагонални узорак. Размак између праменова који се преплићу у кеперском ткању је већи него у обичном ткању. Као резултат тога, долази до мањег увијања, смањујући шансе за развој тачака стреса.

Ткање од кепера је флексибилно и може формирати сложене контуре, а да и даље одржава добру стабилност. Мора се руковати пажљивије од обичног ткања како би се избегла повећана деформација ткива. Ткање 4к4 је лакше формирати од ткања 2к2, али је тканина такође мање стабилна.

Сатенско ткање се користи хиљадама година да би свиленим тканинама дало прелепу драперију док је тканина постала глатка и бешавна. Када се користе у композитима од угљеничних влакана, сатенски ткани лако могу формирати сложене контуре. Очигледно, то значи да је стабилност сатенског ткања такође нижа од осталих ткања.

Најчешћи сатенски ткања су сатенски са четири браве (4ХС), сатенски са пет брава (5ХС) и сатенски са осам брава (8ХС). Овај број представља укупан број пређених и потом пређених вуче. На пример, 4ХС ткиво има три филаментне нити које пролазе кроз њега, а затим један филаментни ланац који пролази кроз њега. Код 5ХС се укрштају четири вуче, а затим једна испод, док се код 8ХС укрштају седам вуче, а затим једна испод. Што је већи број сатенског ткања, то је боља способност обликовања, али је лошија стабилност.

Постоје многе друге методе ткања које се користе за стварање тканина од угљеничних влакана. То укључује рибљу плетеницу, плетеницу, плетеницу, једносмерну плетеницу и прилагођену плетеницу. Свако ткање садржи јединствена својства која га чине идеалним за употребу у неким дизајнима, али није добар избор за друге. Постоји много фактора који се морају узети у обзир када се одлучује која плетеница од угљеничних влакана треба да се користи за обављање одређене функције. Ови фактори укључују снагу, формабилност, стабилност и увијање. Произвођачи карбонских влакана су стручњаци у знању коју тканину треба користити за који дизајн.