Anyaman Gentian Karbon: Apakah ia dan mengapa menggunakannya

Jika anda pernah terfikir mengapa satu keping gentian karbon mungkin kelihatan berbeza daripada yang lain, anda tidak bersendirian. Gentian karbon terdapat dalam pelbagai jalinan yang berbeza, setiap satu mempunyai tujuan yang berbeza, dan ia bukan sekadar hiasan.

Gentian karbon diperbuat daripada prekursor seperti polyacrylonitrile (PAN) dan rayon. Gentian prekursor dirawat secara kimia, dipanaskan dan diregangkan, dan kemudian dikarbonkan untuk membentuk gentian berkekuatan tinggi. Gentian atau filamen ini kemudiannya disatukan dan dikenal pasti dengan bilangan filamen karbon yang terkandung di dalamnya. Penilaian tunda biasa ialah 3k, 6k, 12k dan 15k. "k" bermaksud ribu, jadi tunda 3k diperbuat daripada 3,000 filamen karbon. Tunda 3k standard lazimnya 0.125 inci lebar, jadi banyak gentian bersesak dalam ruang kecil. Tunda 6k mempunyai 6,000 filamen karbon, tunda 12k mempunyai 12,000 filamen karbon dan sebagainya. Sebilangan besar gentian berkekuatan tinggi digabungkan bersama menjadikan gentian karbon sebagai bahan yang kuat.

anyaman gentian karbon
Gentian karbon sering datang dalam bentuk fabrik tenunan, yang menjadikannya lebih mudah untuk bekerja dan boleh memberikan kekuatan struktur tambahan bergantung pada aplikasi. Oleh itu, fabrik gentian karbon boleh ditenun dalam pelbagai cara. Yang paling biasa ialah satin biasa, kepar dan suspender, dan kami akan membincangkan setiap bahan secara terperinci.

anyaman biasa
Lembaran gentian karbon biasa mempunyai rupa simetri dengan rupa papan dam kecil. Dalam anyaman ini, helai dianyam dalam corak atas/bawah. Jarak yang pendek antara jalinan memberikan jalinan biasa tahap kestabilan yang tinggi. Kestabilan fabrik merujuk kepada keupayaan fabrik mengekalkan sudut tenunan dan orientasi gentiannya. Oleh kerana tahap kestabilan yang tinggi ini, tenunan biasa kurang sesuai untuk susun atur dengan kontur yang kompleks dan ia tidak akan fleksibel seperti beberapa fabrik lain. Secara umumnya, fabrik tenunan biasa sesuai untuk kepingan rata, paip dan lengkung dua dimensi.

Satu kelemahan corak tenunan ini ialah terdapat lencongan yang teruk pada helai kerana jarak yang pendek antara jalinan (sudut gentian terbentuk apabila dianyam, lihat di bawah). Pengeliman yang keras menghasilkan kepekatan tekanan yang melemahkan bahagian itu dari semasa ke semasa.

Tenunan kain kepar
Twill adalah jambatan antara anyaman biasa dan anyaman satin yang akan kita bincangkan seterusnya. Kain kepar mempunyai fleksibiliti yang baik dan boleh membentuk kontur yang kompleks. Ia lebih teruk daripada fabrik satin suspender dalam mengekalkan kestabilan fabrik, tetapi tidak sebagus fabrik tenunan biasa. Jika anda mengikuti helai tunda dalam anyaman jelujur, ia melalui sebilangan tunda dan kemudian melalui sebilangan tunda yang sama. Corak atas/bawah mencipta rupa anak panah pepenjuru, dipanggil "garisan kepar." Jarak yang lebih jauh antara tunda berjalin bermakna kurang keriting dan kurang potensi kepekatan tegasan berbanding fabrik tenunan biasa.

Kain 2×2twill

4×4 kepar
Twill 2×2 mungkin merupakan tenunan gentian karbon yang paling terkenal dalam industri. Ia digunakan dalam banyak aplikasi kosmetik dan hiasan tetapi juga sangat berfungsi, ia menggabungkan kebolehbentukan sederhana dengan kestabilan sederhana. Seperti yang ditunjukkan oleh nama 2×2, setiap tunda akan melalui 2 tunda dan kemudian melintasi kedua-dua tunda. Begitu juga, jejari 4×4 akan diulirkan melalui 4 tunda dan kemudian melalui 4 tunda. Ia membentuk sedikit lebih baik daripada jelujur 2×2 kerana tenunannya tidak begitu ketat, tetapi ia juga kurang stabil.

satin abah
Tenunan satin telah direka beribu tahun dahulu untuk menghasilkan fabrik sutera dengan langsir yang sangat baik sambil kelihatan licin dan lancar. Untuk komposit, kebolehlendiran ini bermakna ia boleh dibentuk dengan mudah dan dililit di sekeliling kontur yang kompleks. Memandangkan fabrik ini sangat boleh dibentuk, kestabilannya dijangka rendah. Tenunan satin heddle biasa termasuk 4-satin heddle (4HS), 5-satin heddle (5HS) dan 8-satin heddle (8HS). Apabila jumlah tenunan satin meningkat, kebolehbentukan meningkat manakala kestabilan fabrik berkurangan.

4HS

5HS

8HS

Nombor dalam nama Harness Satin menunjukkan jumlah bilangan tunda yang melalui. Untuk 4HS ia akan melalui 3 tunda dan kemudian di bawah 1 tunda. Untuk 5HS ia akan melalui 4 tunda dan kemudian di bawah 1 tunda, dan untuk 8HS ia akan melalui 7 tunda dan kemudian di bawah 1 tunda.

Sebarkan tunda berbanding tunda standard
Bahan tunda tabur boleh menjadi kompromi yang baik antara menggunakan bahan satu arah dan bahan jalinan standard. Apabila helai gentian ditenun ke atas dan ke bawah untuk membentuk fabrik, kekuatan berkurangan kerana kelim pada helai. Apabila anda menambah bilangan filamen dalam tunda standard (cth daripada 3k kepada 6k), tunda menjadi lebih besar (lebih tebal) dan sudut lencong menjadi lebih kasar. Satu cara untuk mengelakkan ini adalah untuk menyebarkan filamen ke dalam tunda yang lebih luas, ini dipanggil menyebarkan tunda, dan terdapat beberapa faedah untuk melakukan ini.

Menyebarkan tunda memberikan sudut lencong yang lebih kecil daripada jalinan tunda standard dan boleh mengurangkan kecacatan silang dengan meningkatkan kelancaran. Sudut kelim yang lebih rendah akan menghasilkan kekuatan yang lebih tinggi. Bahan tunda hamparan juga lebih mudah untuk digunakan daripada bahan satu arah dan masih menyediakan pencegahan tarik naik gentian yang agak baik.

Buka lipatan anyaman biasa

Sebarkan tenunan kepar tunda

satu arah
Seperti namanya, uni, bermaksud satu, semua gentian berorientasikan arah yang sama. Ini memberikan beberapa kelebihan berkekuatan tinggi kepada fabrik satu arah (UD). Fabrik UD tidak ditenun dan tidak mempunyai sebarang gentian tenunan berkelim yang akan melemahkan struktur. Sebaliknya, gentian berterusan menambah kekuatan dan kekakuan. Manfaat lain ialah keupayaan untuk menyesuaikan susun atur dengan kawalan yang lebih besar ke atas ciri prestasi. Bingkai basikal ialah contoh yang bagus tentang cara fabrik UD boleh digunakan untuk menyesuaikan prestasi. Kawasan pendakap bawah bingkai mestilah kaku untuk memindahkan kuasa penunggang ke roda, tetapi bingkai juga perlu fleksibel dan fleksibel untuk mengelak daripada mencederakan penunggang. Dengan bahan UD, anda boleh memilih arah gentian yang tepat untuk mendapatkan kekuatan yang anda perlukan.

Kelemahan utama UD ialah kebolehgerakannya. UD boleh mudah rosak semasa layup kerana ia tidak mempunyai gentian berjalin untuk menahannya. Jika gentian diletakkan dengan salah, hampir mustahil untuk mengubah hala semula dengan betul. Bahagian bermesin yang diperbuat daripada fabrik UD juga boleh menyebabkan masalah. Jika mana-mana gentian ditarik ke atas di mana ciri itu dipotong, gentian longgar itu mungkin menarik keseluruhan bahagian tersebut. Biasanya, jika bahan UD dipilih untuk laminasi, lapisan bahan tenunan akan digunakan untuk lapisan pertama dan terakhir untuk meningkatkan kebolehkerjaan dan ketahanan bahagian. Ini dilakukan dari bingkai dron untuk penggemar sehingga ke bahagian pengeluaran roket.