Proprietățile fizice ale materialelor compozite sunt dominate de fibre. Aceasta înseamnă că, atunci când rășina și fibrele sunt combinate, proprietățile lor sunt foarte similare cu cele ale fibrelor individuale. Datele testelor arată că materialele armate cu fibre sunt componentele care suportă cea mai mare parte a încărcării. Prin urmare, alegerea materialului este esențială atunci când se proiectează structuri compozite.
Începeți procesul prin a determina tipul de armare necesar în proiectul dumneavoastră. Producătorii tipici pot alege dintre trei materiale de armare comune: fibră de sticlă, fibră de carbon și Kevlar® (fibră aramidă). Fibrele de sticlă tind să fie alegerea generală, în timp ce fibrele de carbon oferă rigiditate ridicată, iar Kevlar® rezistență ridicată la abraziune. Rețineți că tipurile de țesături pot fi combinate în laminate pentru a forma stive hibride cu avantajele mai multor materiale.
După ce v-ați decis asupra unei colecții de țesături, alegeți o grosime și un stil de țesătură care să se potrivească nevoilor lucrării dumneavoastră. Cu cât materialul este mai subțire, cu atât este mai ușor să fie drapat peste suprafețe cu contururi foarte mari. Materialul ușor utilizează, de asemenea, mai puțină rășină, astfel încât laminatul general este și mai ușor. Pe măsură ce țesăturile devin mai grele, acestea devin mai puțin flexibile. Greutatea medie păstrează suficientă flexibilitate pentru a acoperi majoritatea contururilor și contribuie semnificativ la rezistența piesei. Sunt foarte economice și produc componente rezistente și ușoare pentru aplicații auto, marine și industriale. Membranele împletite sunt armături relativ grele utilizate în mod obișnuit în construcția navală și în fabricarea matrițelor.
Modul în care este țesută o țesătură este considerat modelul sau stilul acesteia. Alegeți dintre trei stiluri comune de țesătură: simplă, satinată și diagonală. Stilurile de țesătură simplă sunt cele mai ieftine și relativ mai puțin flexibile, dar se țin bine împreună la tăiere. Încrucișarea frecventă în sus/jos a firelor reduce rezistența țesăturii simple, deși acestea sunt încă suficiente pentru toate aplicațiile, cu excepția celor de cea mai înaltă performanță.
Țesăturile satinate și diagonal sunt mai moi și mai rezistente decât țesăturile simple. În țesutul satinat, un fir de bătătură plutește peste alte trei până la șapte fire de urzeală și este apoi cusut sub altul. În acest tip de țesătură lejeră, firul este mai lung, menținând rezistența teoretică a fibrei. O țesătură diagonală oferă un compromis între stilurile satinate și cele simple, cu efectul adesea dorit de înfrumusețare în spic de hering.
Sfat tehnic: Pentru a adăuga flexibilitate materialului, tăiați-l de pe rolă la un unghi de 45 de grade. Când este tăiat în acest fel, chiar și cele mai aspre materiale se acoperă mai bine silueta.
Armare din fibră de sticlă
Fibra de sticlă este fundamentul industriei compozitelor. A fost utilizată în multe aplicații compozite încă din anii 1950, iar proprietățile sale fizice sunt bine înțelese. Fibra de sticlă este ușoară, are o rezistență moderată la tracțiune și compresiune, poate rezista la deteriorări și încărcări ciclice și este ușor de manipulat.
Fibra de sticlă este cel mai utilizat dintre toate materialele compozite disponibile. Acest lucru se datorează în principal costului său relativ scăzut și proprietăților fizice moderate. Fibra de sticlă este excelentă pentru proiectele de zi cu zi și pentru piesele care nu necesită atât de multă țesătură din fibre, pentru a adăuga rezistență și durabilitate.
Pentru a maximiza proprietățile de rezistență ale fibrei de sticlă, aceasta poate fi utilizată cu rășini epoxidice și poate fi întărită folosind tehnici standard de laminare. Este ideală pentru aplicații în industria auto, marină, construcții, chimică și aeronautică și este adesea utilizată în articole sportive.
Armături din Kevlar®
Kevlar® a fost una dintre primele fibre sintetice de înaltă rezistență care a fost acceptată în industria materialelor plastice armate cu fibre (FRP). Kevlar® de calitate compozită este ușor, are o rezistență specifică excelentă la tracțiune și este considerat foarte rezistent la impact și abraziune. Aplicațiile comune includ carene ușoare, cum ar fi caiace și canoe, panouri de fuselaj pentru aeronave și recipiente sub presiune, mănuși rezistente la tăiere, veste antiglonț și multe altele. Kevlar® este utilizat cu rășini epoxidice sau vinilestere.
Armare cu fibră de carbon
Fibra de carbon conține peste 90% carbon și are cea mai mare rezistență maximă la tracțiune din industria FRP. De fapt, are și cea mai mare rezistență la compresiune și încovoiere din industrie. După procesare, aceste fibre se combină pentru a forma armături din fibră de carbon, cum ar fi țesături, cabluri și multe altele. Armătura din fibră de carbon oferă o rezistență specifică și o rigiditate ridicate și este, în general, mai scumpă decât alte armături din fibre.
Pentru a maximiza proprietățile de rezistență ale fibrei de carbon, aceasta ar trebui utilizată cu rășină epoxidică și poate fi întărită folosind tehnici standard de laminare. Este ideală pentru aplicații în industria auto, marină și aerospațială și este adesea utilizată în articole sportive.
Data publicării: 19 iulie 2022
