你对单向碳纤维织物了解多少?hth华体会
单向碳纤维织物的优点hth华体会
单向碳纤维织物是一种无纺布的碳增强材料,其特点是所有纤维在单一平行方向上运行。使用这种风格的织物,纤维之间没有间隙,纤维可以平铺。不存在将纤维强度与另一个方向分成两半的横截面编织。这允许纤维的密度集中,提供最大的纵向拉伸潜力-比任何其他织物的编织。相比之下,这是结构钢在五分之一重量密度下纵向抗拉强度的3倍。
同样,由碳纤维制成的复合材料部件在纤维颗粒方向上提供其极限强度。因此,使用单向碳纤维织物作为其唯一增强的复合材料部件仅在两个方向(纤维方向)上提供最大的强度,并且非常坚硬。这种方向强度特性使其成为一种各向同性材料,类似于木材。在零件的铺层过程中,单向织物可以在不同的角度方向上重叠,从而在不牺牲刚度的情况下获得多hth华体会个方向的强度。此外,在铺层过程中,单向织物可以与其他碳纤维织物编织分层,以获得不同的hth华体会方向强度性能或美学。
单向织物也可在非常轻的重量;hth华体会甚至比编织的还要轻。这允许更多的控制结构的精密零件和精密工程的铺设。
此外,与编织碳纤维相比,单向碳纤维也更经济。这是由于其较低的总纤维含量和较不密集的编织过程。这可以节省昂贵但高性能零件的生产成本。
单向碳纤维织物的缺点hth华体会
单向碳纤维增强材料最大的优点也是最大的缺点。它们不适用于要求各向异性强度特性(所有方向的强度)的部件。汽车和其他需要全方位强度的多维应用中使用的复合材料部件应该使用不同风格的编织,例如平纹,斜纹或缎纹编织。你也可以在我们的网站上找到这些其他的款式。
另一个潜在的缺点是,由单向碳纤维制成的复合材料部件具有非常普通的单晶粒光洁度。如果制造商想要有漂亮的,标志性的碳纤维完成,他们通常会使用单层编织织物作为他们的铺层的最外层。例如,自行车车架通常由多层单向织物制成,以不同的方向铺设,以获得最大的强度和刚度,然后用3K斜纹碳纤维织物(# 1069)的“标志性”碳纤维外观。
单向碳纤维的用途
图片来源:IStock Photo
单向加固是理想的应用,其中正面到背面的强度是最重要的。例如,只在前进和反向运动的长管状结构——如火箭、飞机和船只——通常使用单向碳纤维作为加固材料。你会发现,大多数用于车架的碳纤维管——比如背包、自行车——都使用单向碳纤维,因为它重量轻、刚度好。对于娱乐和业余爱好者市场,它也常见于模型飞机、无人机、模型船、模型火箭、自行车和娱乐棍(曲棍球、徒步旅行、长曲棍球等)。
碳纤维和树脂的进步也使得单向碳纤维增强在建筑和结构工程中更受欢迎。由于碳纤维卓越的强度,它在这些应用中成为木材或金属的理想替代品,例如桥梁和建筑修复。碳纤维,以其多种复合形式,减少施工时间,提供更高的耐久性,并最大限度地降低维护成本.
图片来源:IStock Photo
单向碳纤维的轻重量和刚度也被用于宽涡轮叶片。
根据复合材料世界的这篇文章,增加的刚度和更轻的重量允许更长,更薄的叶片。增加的长度导致更大的扫掠面积,更薄,更轻的叶片对空气运动更敏感,这两者都提供了更大的能量输出。
单向碳纤维套筒也被用于自行车框架和杆外的运动。出色的抗疲劳性、重量轻和刚性使单向碳纤维成为假肢叶片的理想选择。比如残奥会短跑运动员使用的那些.单向碳纤维织物也被用于短跑和自行车鞋的鞋底,在对能源效率hth华体会至关重要的比赛场景中,以最小的重量提供极端的刚度。
选择正确的单向碳纤维
卡塔尔世界杯64强纤维玻璃的特点是选择真正的无纺布单向织物。在我们的单向织物中,纤维由微量的聚酯粘合剂结hth华体会合,其占总结构的比例不到3%。它们是用一种轻的化学上浆剂来完成的,以防止纤维在处理过程中磨损。粘合剂仅用于材料的一侧,以提供碳的清洁,相反的表面,没有纤维的扭曲或卷曲。其他品牌的单向布有时会有轻微的编织进出粘合剂,这不是一个真正的单向布。即使轻微的编织也会降低单方向的最大强度。
所有的纤维玻璃卡塔尔世界杯64强的单向织物是12英寸宽。hth华体会这种宽度使它们易于使用,因为它们可以并排放置,以实现无缝的最终部分。这也使它们更容易储存、携带和运输。我们所有的面料还使用至hth华体会少具有33.4拉伸模量的纤维,以获得出色的刚度,以及至少711 KSI的拉伸强度。我们的中间模量织物拥有40 MSI模量和820 KSI抗拉强度。这些属性将改变你的层压板部分,很大程度上取决于你的树脂。例如,用我们的#2596中间模量织物制成的典型层压板的抗拉强度至少为470 KSI。你可以将其与声称高达80 KSI的钢进行比较。
像其他织物一样,单向织hth华体会物按重量分类为“盎司每平方码”。因此,9盎司的织物每平方码重9盎司。一般来说,织物越重,用于增加厚度的纤维数量就越多,从而在最终的复合部件中增加强度。此外,像其他面料一样,你可以多铺几hth华体会层,以增加强度。
卡塔尔世界杯64强纤维玻璃目前提供四种单向碳纤维织物。hth华体会下面是每种面料的总结,所以你可以找到一个满足你独特需求的。
部件号(干) |
部件号(预浸料) |
宽度 |
织物重量 |
收益率 |
公称厚度 |
纤维 |
模量 |
纤维拖 |
纤维拉伸模量 |
纤维拉伸强度 |
# 2585 |
|
12英寸(305mm) |
4.0 oz/yd²(136 gsm) |
35.2英尺/磅(23.7米/公斤) |
0.006英寸(0.15毫米) |
t - 700 sc |
SM |
12 k |
33.4 MSI |
711年KSI |
# 2596 |
# 3114 |
12英寸(305mm) |
4.3盎司/平方码(146 gsm) |
33.2英尺/磅(22.3米/公斤) |
0.006英寸(0.15毫米) |
HT IM7 |
即时通讯 |
12 k |
40.0 MSI |
820年KSI |
# 2583 |
# 3112 |
12英寸(305mm) |
9.0 oz/yd²(305 gsm) |
15.9英尺/磅(10.7米/公斤) |
0.014英寸(0.36毫米) |
t - 700 sc |
SM |
12 k |
33.4 MSI |
711年KSI |
# 2595 |
|
12英寸(305mm) |
22.3盎司/平方码(756 gsm) |
6.5英尺/磅(4.3米/公斤) |
0.03英寸(0.76毫米) |
t - 700 sc |
< > SM |
24 k |
33.4 MSI |
711年KSI |
这种每平方码4.0盎司的碳纤维织物是我们单向碳纤维增强材料中重量最轻的。每平方码的材料只有4盎司。轻的重量使其非常适合精确铺设,并且对于不需要由笨重织物提供的极端强度的极轻重量部件来说是无与伦比的。hth华体会正因为如此,它在模型飞机、船只、无人机或火箭等超轻部件中很受欢迎。它也可以用于娱乐用途,如曲棍球棍和远足棍。
这种单向线是用中间模量纤维制成的。纤维模量是纤维刚度的度量。我们使用的中间模量纤维的拉伸模量为40 Msi,比我们其他面料中使用的标准模量纤维(20 Msi)提供更大的刚度。hth华体会因此,它通常用于航空航天工业或高性能赛车应用,这些应用需要最大刚度的单向强度特性。重量轻,仍然适用于其他精度,但高强度,专业应用。
这种织物现在也可以作为预浸料(# 2114),其中包括已经内置在织物中的树脂系统。你可以在室温下储存这种织物(最多12个月),然后加热和加压使其固化。这种工艺产生最大的强度重量比特性,这在航空航天应用中一直受到追捧。
我们的9盎司的织物提供了更多的厚度和强度,更大的抗疲劳的要求更高的部分。这种织物采用标准模量纤维,拉伸模量大于20 MSI。它比一些更薄、更轻的织物更容易使用,而且很容易被弄湿。hth华体会这是最广泛用于所有海洋用途,包括船体,赛艇,甚至游艇的甲板梁。这种织物也常用于娱乐棍和自行车框架。
与前一种织物一样,这种织物也可作为预浸料(# 2112),我们的室温树脂已经集成。除了上面提到的好处,预浸工艺还可以最大限度地减少混乱,节省碳纤维复合材料生产的时间,使这种特殊的织物成为自行车车架制造商的最爱。
最后,我们每平方码22.3盎司的面料是我们单向面料中最重的。hth华体会它与较大的24K拖曳一起使用,以提供非常厚(0.030英寸)的织物。如此重的纤维束需要不同的装订系统,而最先进的绗缝装订技术使之成为可能。±45°的痕迹粘合剂仍然只在织物的一面,在另一面提供光滑,干净的整理。所有的纤维保持其不扭曲,真正的无纺布的性质,发现在我们的其他单向织物。hth华体会
这种织物用于重型应用,如建筑加固,包括桥梁,桅杆和建筑物。这种织物将是工程师们的最爱,他们希望提高以前由木头或钢制成的结构的强度。
单向上篮
当使用单向增强材料时,请确保面料光滑的一面向外,以获得最干净的效果。同时,沿着纤维的方向涂上树脂——与纤维的纹理相反会使非织造纤维从粘合剂中脱离出来。
湿上篮是最常见的单向,真空袋过程将提供你最大的强度重量比。为获得最佳效果,请使用真空灌注工艺以达到理想的树脂与织物比例,或使用我们上文所述的预浸单向织物。hth华体会与机织织物相比,由于树脂注入过程较慢,真空注入将稍微困难一些。
我们也建议System 2000环氧树脂作为我们的单向碳纤维增强材料制造复合部件的首选树脂。我们面料的所有整理都与我们的树脂系统兼容hth华体会。