De fysikaliska egenskaperna hos kompositmaterial domineras av fibrer. Det betyder att när harts och fibrer kombineras är deras egenskaper mycket lika de hos enskilda fibrer. Testdata visar att fiberförstärkta material är de komponenter som bär den största belastningen. Därför är val av tyg avgörande vid design av kompositstrukturer.
Börja processen med att bestämma vilken typ av armering som behövs i ditt projekt. Typiska tillverkare kan välja mellan tre vanliga armeringsmaterial: glasfiber, kolfiber och Kevlar® (aramidfiber). Glasfibrer tenderar att vara det generella valet, medan kolfibrer erbjuder hög styvhet och Kevlar® har hög nötningsbeständighet. Tänk på att tygtyper kan kombineras i laminat för att bilda hybridstaplar med fördelarna av mer än ett material.
När du väl har bestämt dig för en tygkollektion, välj en vikt och vävstil som passar ditt jobbs behov. Ju lättare tyget är, desto lättare är det att drapera över mycket konturerade ytor. Lättvikt använder också mindre harts, så det övergripande laminatet är fortfarande lättare. När tyger blir tyngre blir de mindre flexibla. Medelvikten behåller tillräckligt med flexibilitet för att täcka de flesta konturer, och de bidrar avsevärt till delens styrka. De är mycket ekonomiska och producerar starka och lätta komponenter för fordons-, marin- och industriella applikationer. Flätade rovingar är relativt tunga förstärkningar som vanligtvis används inom skeppsbyggnad och formtillverkning.
Sättet som ett tyg vävs på betraktas som dess mönster eller stil. Välj mellan tre vanliga vävstilar: slät, satin och twill. Slätvävstilar är de billigaste och relativt minst flexibla, men de håller ihop bra när de skärs. Frekvent korsning av trådar uppåt/nedåt minskar styrkan hos slätväven, även om de fortfarande är tillräckliga för alla utom de mest högpresterande tillämpningarna.
Satin- och twillväv är mjukare och starkare än vanlig väv. Vid satinvävning flyter en väfttråd över tre till sju andra varptrådar och sys sedan under en annan. I denna lösa vävtyp löper tråden längre, vilket bibehåller fiberns teoretiska styrka. En twillväv erbjuder en kompromiss mellan satin- och enfärgade stilar, med den ofta önskvärda fiskbensutsmyckningseffekten.
Tekniskt tips: För att göra tyget mer flexibelt, klipp det från rullen i 45 graders vinkel. När det klipps på det här sättet faller även de grovaste tygerna bättre över silhuetten.
Glasfiberförstärkning
Glasfiber är grunden för kompositindustrin. Det har använts i många komposittillämpningar sedan 1950-talet och dess fysikaliska egenskaper är välkända. Glasfiber är lätt, har måttlig drag- och tryckhållfasthet, tål skador och cykliska belastningar och är lätt att hantera.
Glasfiber är det mest använda av alla tillgängliga kompositmaterial. Detta beror främst på dess relativt låga kostnad och måttliga fysikaliska egenskaper. Glasfiber är utmärkt för vardagliga projekt och delar som inte kräver lika mycket fibertyg för ökad styrka och hållbarhet.
För att maximera glasfiberns hållfasthetsegenskaper kan det användas med epoxi och härdas med standardlamineringstekniker. Det är idealiskt för tillämpningar inom fordons-, marin-, bygg-, kemi- och flygindustrin, och används ofta i sportartiklar.
Kevlar®-förstärkning
Kevlar® var en av de första höghållfasta syntetiska fibrerna som blev accepterade inom fiberförstärkt plastindustri (FRP). Kevlar® av kompositkvalitet är lätt, har utmärkt specifik draghållfasthet och anses vara mycket slagtålig och nötningsbeständig. Vanliga tillämpningar inkluderar lätta skrov som kajaker och kanoter, flygplanskroppspaneler och tryckkärl, skärskyddande handskar, kroppsskydd med mera. Kevlar® används med epoxi- eller vinylesterhartser.
Kolfiberförstärkning
Kolfiber innehåller mer än 90 % kol och har den högsta draghållfastheten inom FRP-industrin. Faktum är att den också har den högsta tryck- och böjhållfastheten i branschen. Efter bearbetning kombineras dessa fibrer för att bilda kolfiberförstärkningar som tyger, fiberdukar med mera. Kolfiberförstärkning ger hög specifik hållfasthet och styvhet, och den är generellt dyrare än andra fiberförstärkningar.
För att maximera kolfiberns hållfasthetsegenskaper bör den användas med epoxi och kan härdas med standardlamineringstekniker. Den är idealisk för tillämpningar inom fordonsindustrin, marinindustrin och flygindustrin, och används ofta i sportartiklar.
Publiceringstid: 19 juli 2022