ألياف الكربون هي العمود الفقري للمركبات خفيفة الوزن. فهم ما هو مطلوب من ألياف الكربون القماش معرفة عملية التصنيع ومصطلحات الصناعة المركبة. ستجد أدناه معلومات حول قماش ألياف الكربون وما تعنيه رموز وأساليب المنتج المختلفة.
قوة ألياف الكربون
يجب أن نفهم أن كل ألياف الكربون ليست متساوية. عندما يتم تصنيع الكربون في ألياف ، يتم إدخال إضافات وعناصر خاصة لزيادة خصائص القوة. خاصية القوة الأساسية التي يتم الحكم عليها من ألياف الكربون ، هي المعامل.
يتم تصنيع الكربون في ألياف دقيقة من خلال عملية PAN أو Pitch. يتم تصنيع الكربون في حزم من آلاف الخيوط الصغيرة وإلحاقه بلفة أو بكرة. هناك ثلاث فئات رئيسية من ألياف الكربون الخام:
- معامل عالي ألياف كربونيه (درجة الفضاء)
- معامل ألياف الكربون المتوسطة
- ألياف الكربون المعيارية القياسية (الدرجة التجارية)
على الرغم من أننا قد نتصل بألياف الكربون من الدرجة الجوية على متن طائرة ، مثل طائرة 787 Dreamliner الجديدة ، أو نراها في سيارة فورمولا 1 على شاشة التلفزيون ؛ الغالبية منا على الأرجح سوف تتواصل مع ألياف الكربون من الدرجة التجارية بشكل متكرر.
مشترك الاستخدامات من ألياف الكربون من الدرجة التجارية تشمل:
- بضائع رياضيه
- اغطية السيارات وقطع غيار ما بعد البيع
- الملحقات ، مثل حافظات iPhone
كل مُصنع ألياف الكربون الخام لها تسمية خاصة بها للدرجة. على سبيل المثال ، يطلق Toray Carbon Fibre علامته التجارية "T300" ، بينما تسمى الدرجة التجارية Hexcel "AS4".
سمك ألياف الكربون
كما ذكرنا سابقًا ، يتم تصنيع ألياف الكربون الخام في خيوط صغيرة (حوالي 7 ميكرون) ، ويتم تجميع هذه الخيوط في حبال يتم لفها على البكرات. يتم استخدام بكرات الألياف لاحقًا مباشرة في عمليات مثل اللب أو لف الفتيل ، أو يمكن نسجها في الأقمشة.
تتكون هذه الألياف من ألياف الكربون من آلاف الخيوط وهي دائمًا ما تكون كمية قياسية. وهذه هي:
- 1000 ج (ألياف كربونية 1 ك)
- 3000 خيوط (ألياف الكربون 3k)
- 6000 خيوط (ألياف كربون 6 كيلو)
- 12000 خيوط (ألياف كربون 12 كيلو)
هذا هو السبب في أنك إذا سمعت أحد المتخصصين في الصناعة يتحدث عن ألياف الكربون ، فقد يقولون ، "أنا أستخدم نسيج نسج 3k T300 عادي." حسنا ، أنت الآن نعلم أنهم يستخدمون نسيج ألياف الكربون المنسوج بألياف CF المعيارية من Toray ، ويستخدم الألياف التي تحتوي على 3000 خيوط لكل ساحل.
يجب أن نقول إذن أن سمك المتجول من ألياف الكربون 12 كيلو سيكون ضعف سمك 6 كيلو ، وأربع مرات 3 كيلو ، إلخ. نظرًا للكفاءة في التصنيع ، عادة ما تكون الرحلات الأكثر سمكًا مع خيوط أكثر ، مثل حبلا 12 كيلو ، أقل تكلفة للرطل من 3 كيلو من المعادلات المتساوية.
قماش ألياف الكربون
مكبات ألياف كربونيه يتم أخذها إلى نول النسيج ، حيث يتم بعد ذلك نسج الألياف في الأقمشة. النوعان الأكثر شيوعًا من النسج هما "نسج عادي" و "نسيج قطني طويل". نسج عادي هو نمط لوحة مدقق متوازن ، حيث يمر كل حبلا ثم تحت كل حبلا في الاتجاه المعاكس. في حين أن نسج التويل يشبه سلة الخوص. هنا ، يذهب كل خيط فوق خيط واحد متعارض ، ثم أقل من اثنين.
يحتوي كل من النسيج المحبوك والنسيج العادي على كمية متساوية من ألياف الكربون تسير في كل اتجاه ، وستكون نقاط قوتها متشابهة جدًا. الفرق هو في المقام الأول مظهر جمالي.
كل شركة تقوم بحياكة ألياف الكربون لها مصطلحاتها الخاصة. على سبيل المثال ، يسمى نسج 3k العادي بواسطة Hexcel باسم "HexForce 282" ، ويطلق عليه عادةً "282" (اثنان اثنان وثمانون) للاختصار. يحتوي هذا النسيج على 12 خيطًا من ألياف الكربون 3 كيلو في البوصة ، في كل اتجاه.