Hej tamo! Kao dobavljač UD tkanina od karbonskih vlakana, često me pitaju kako povećati krutost ovog nevjerojatnog materijala. UD tkanina od karbonskih vlakana ili jednosmjerna tkanina od karbonskih vlakana, poznata je po visokim omjerima i težine i težine i odličnim mehaničkim svojstvima. Ali ponekad će vam možda trebati tu dodatnu krutost za vaš specifičan projekt. Dakle, zaronimo na neke praktične načine da pojačamo krutost od tkanine ugljičnog vlakana.
1. Odaberite pravu vlakna i smolu
Prvi korak u povećanju krutosti tkanine UD karbonskih vlakana je odabir kombinacije desne vlakne i smole. U karbonska vlakna dolaze u različitim ocjenama, a svaki sa vlastitim skupom svojstava. Na primjer, visoko-modulus ugljični vlakna imaju višu krutost u odnosu na standardne modul vlakne. Prilikom odabira vlakana potražite one s visokim mladom modulom, što je mjera krutosti materijala.
Sistem smole koji koristite takođe igra presudnu ulogu. Epoksidne smole se obično koriste sa tkaninama od karbonskih vlakana jer nude dobru adheziju i mehaničku svojstva. Na raspolaganju su različite vrste epoksidnih smola, poput standardne, visokoj temperaturi i ojačane epokside. Za veću krutost možda želite razmotriti epoksidnu smolu visokog modula. Te su se sumole formulirale da imaju viši mladi modul koji može poboljšati ukupnu krutost kompozita.
2 Prilagodite frakciju zapremine vlakana
Frakcija volumena vlakana (FVF) je omjer zapremine ugljičnih vlakana do ukupne količine kompozita. Povećanje FVF-a može značajno povećati krutost UD tkanina od karbonskih vlakana. Međutim, postoji ograničenje koliko možete povećati FVF. Ako je FVF previsok, može dovesti do loše impregnacije smole, što zapravo može smanjiti mehanička svojstva kompozita.
Da biste povećali FVF, možete koristiti veću gustoću ugljičnih vlakana u tkanini. Na primjer, naša600g UD tkanina od karbonskih vlakanaIma viši sadržaj vlakana u odnosu na male tkanine za težinu, što može rezultirati povećanom krutošću. Takođe možete koristiti proces infuzije smole ili tehniku vakuumskog vreća za osiguranje odgovarajuće impregnacije smole uz održavanje visokog FVF-a.
3. Optimizirajte dizajn raspoloženja
Način na koji postavljate tkaninu UD ugljičnog vlakana može imati veliki utjecaj na njegovu krutost. Jednostavna tkanina od ugljičnog vlakana ima svoju najveću snagu i ukočenost u smjeru vlakana. Orijentiranjem vlakana u smjeru primijenjenog opterećenja možete maksimizirati krutost kompozita.
Možete koristiti i višeslojni raspored za povećanje krutosti. Na primjer, možete smjestiti više slojeva tkanine od ugljičnog vlakana na vlakne orijentirane u različitim smjerovima. To je poznato kao prelazni sloj ili ugao. Korištenjem preglednog sloja možete povećati krutost u više smjerova, koja može biti korisna za primjene u kojima se opterećenje primjenjuje iz različitih uglova.
4. Koristite jezgra materijala
Dodavanje jezgrenog materijala između slojeva UD tkanine od karbonskih vlakana također može povećati krutost kompozita. Jezgrani materijali, poput pjene ili saće, lagane su i imaju visok omjer krutosti i težine. Oni mogu djelovati kao odstojnik između slojeva ugljičnih vlakana, povećavajući trenutak inercije kompozita, koji zauzvrat povećava njegovu krutost.
Kada koristite osnovni materijal, važno je osigurati pravilno lijepljenje između jezgre i slojeva ugljičnih vlakana. Možete koristiti ljepilo smole za obvezivanje jezgre u tkaninu ugljičnog vlakana. Debljina i gustoća jezgrenog materijala također mogu utjecati na krutost kompozita. Trebali biste odabrati osnovni materijal koji je prikladan za vašu konkretnu aplikaciju.
5. Post-Cure Composite
Post-stvrdnjavanje UD kompozita od karbonskih vlakana može poboljšati svoja mehanička svojstva, uključujući krutost. Nakon stvrdnjavanja uključuje zagrijavanje kompozita nakon početnog procesa stvrdnjavanja za daljnje precrtati smolu. To može povećati temperaturu prijelaza stakla (TG) smole, što može poboljšati krutost i jačinu kompozita.
Postupak nakon stvrdnjavanja treba obaviti na temperaturi i za trajanje koje preporučuje proizvođač smole. Važno je pažljivo slijediti upute proizvođača kako biste izbjegli pregrijavanje ili oštećenje kompozita.
6. Razmislite o površinskom tretmanu
Površinska obrada tkanine UD karbonskih vlakana također može poboljšati svoje prijanjanje na smolu, što može rezultirati povećanom krutošću. Na raspolaganju su različite metode površinskog tretmana, poput tretmana plazme, hemijsko liječenje i dimenzioniranje tretmana.
Tretman u plazmi može izmijeniti površinsku hemiju ugljičnih vlakana, povećavajući svoju površinu energiju i poboljšanje njihove prijanja u smolu. Hemijski tretman može ukloniti nečistoće sa površine vlakana i stvoriti funkcionalne grupe koje mogu reagirati s smolom. Liječenje veličine uključuje nanošenje tankog sloja dimenzionirane agencije u ugljični vlakna, što može poboljšati njihovo rukovanje i adheziju u smolu.
Aplikacije u stvarnom svetu
U realnim svjetskim aplikacijama, povećanje krutosti tkanine UD karbonskih vlakana može biti presudna. Na primjer, uStrukturno jačanje ugljičnog vlakana, krutost kompozita ugljičnog vlakana od suštinskog je značaja za jačanje konstrukcija poput mostova, zgrada i stupaca. Korištenjem gore spomenutih metoda možete osigurati da tkanina karbonskih vlakana pruža potrebnu krutost za jačanje strukture.
Druga je aplikacija u zrakoplovnom industriji.Jednostavni omot za ugljični vlaknočesto se koristi u komponentama zrakoplova kako bi se smanjila težina uz održavanje velike krutosti. Povećanjem krutosti omotača ugljičnog vlakana možete poboljšati performanse i sigurnost aviona.
Zaključak
Povećanje krutosti UD tkanina od karbonskih vlakana je višestruki proces koji uključuje odabir pravih materijala, optimiziranjem proizvodnog procesa i razmatranje zahtjeva za aplikacije. Slijedeći savjete navedene u ovom blogu, možete poboljšati krutost vašeg UD tkanina od karbonskih vlakana i postići bolje performanse u svojim projektima.
Ako ste zainteresirani za kupovinu tkanine UD karbonskih vlakana ili imate bilo kakvih pitanja o povećanju njegove krutosti, slobodno posegnuti. Ovdje smo da vam pomognemo da pronađete najbolja rješenja za svoje specifične potrebe. Radimo zajedno na stvaranju visokokvalitetnih kompozita od karbonskih vlakana!
Reference
- "Kompoziti karbonskih vlakana: dizajn i proizvodnju" od strane Davida Trupa i Timothy W. Clyne
- "Napredni kompoziti za vazduhoplovnu inženjerstvo" MSS El-Huni i MSJ Hashmi