Fyzikálne vlastnosti kompozitných materiálov sú dominantne ovplyvnené vláknami. To znamená, že keď sa živica a vlákna spoja, ich vlastnosti sú veľmi podobné vlastnostiam jednotlivých vlákien. Testovacie údaje ukazujú, že materiály vystužené vláknami sú zložky, ktoré nesú najväčšiu časť zaťaženia. Preto je výber tkaniny pri navrhovaní kompozitných štruktúr kritický.
Začnite proces určením typu výstuže potrebnej pre váš projekt. Typickí výrobcovia si môžu vybrať z troch bežných výstužných materiálov: sklenené vlákna, uhlíkové vlákna a Kevlar® (aramidové vlákno). Sklenené vlákna sú zvyčajne voľbou na všeobecné použitie, zatiaľ čo uhlíkové vlákna ponúkajú vysokú tuhosť a Kevlar® vysokú odolnosť proti oderu. Majte na pamäti, že typy tkanín sa dajú kombinovať v laminátoch a vytvárať hybridné vrstvy s výhodami viac ako jedného materiálu.
Keď sa rozhodnete pre kolekciu látok, vyberte si gramáž a štýl väzby, ktorý vyhovuje potrebám vašej práce. Čím je látka ľahšia, tým ľahšie sa nanáša na povrchy s výraznými kontúrami. Ľahká látka tiež spotrebuje menej živice, takže celkový laminát je stále ľahší. Ako látky ťažšie, stávajú sa menej ohybnými. Stredná gramáž si zachováva dostatočnú flexibilitu na pokrytie väčšiny kontúr a významne prispieva k pevnosti dielu. Sú veľmi ekonomické a vyrábajú sa z nich pevné a ľahké komponenty pre automobilový, námorný a priemyselný priemysel. Pletené rovingy sú relatívne ťažké výstuže bežne používané pri stavbe lodí a výrobe foriem.
Spôsob tkania látky sa považuje za jej vzor alebo štýl. Vyberte si z troch bežných štýlov väzby: hladká, saténová a keprová. Štýly hladkej väzby sú najlacnejšie a relatívne najmenej ohybné, ale pri strihaní dobre držia pohromade. Časté kríženie nití smerom nahor/nadol znižuje pevnosť hladkej väzby, hoci sú stále postačujúce pre všetky aplikácie okrem tých s najvyšším výkonom.
Saténová a keprová väzba sú mäkšie a pevnejšie ako plátnová väzba. Pri atlasovom tkaní sa jedna útková niť vznáša nad tromi až siedmimi ďalšími osnovnými niťami a potom je zošitá pod inou. Pri tomto type voľnej väzby je niť dlhšia, čím sa zachováva teoretická pevnosť vlákna. Keprová väzba ponúka kompromis medzi saténovou a plátnovou väzbou s často žiadaným efektom rybej kosti.
Technický tip: Ak chcete látke dodať flexibilitu, odstrihnite ju z rolky pod uhlom 45 stupňov. Pri tomto strihaní aj tie najhrubšie látky lepšie splývajú s postavou.
Výstuž zo sklenených vlákien
Sklolaminát je základom kompozitného priemyslu. V mnohých kompozitných aplikáciách sa používa od 50. rokov 20. storočia a jeho fyzikálne vlastnosti sú dobre známe. Sklolaminát je ľahký, má strednú pevnosť v ťahu a tlaku, odoláva poškodeniu a cyklickému zaťaženiu a ľahko sa s ním manipuluje.
Sklolaminát je najpoužívanejší zo všetkých dostupných kompozitných materiálov. Je to najmä vďaka jeho relatívne nízkym nákladom a miernym fyzikálnym vlastnostiam. Sklolaminát je skvelý pre každodenné projekty a diely, ktoré nevyžadujú toľko vláknitej tkaniny, aby získali pridanú pevnosť a odolnosť.
Pre maximalizáciu pevnostných vlastností sklolaminátu sa môže použiť s epoxidom a vytvrdzovať štandardnými laminačnými technikami. Je ideálny pre aplikácie v automobilovom, námornom, stavebníctve, chemickom a leteckom priemysle a často sa používa aj v športových potrebách.
Výstuž z Kevlaru®
Kevlar® bol jedným z prvých vysokopevnostných syntetických vlákien, ktoré získali uplatnenie v priemysle plastov vystužených vláknami (FRP). Kompozitný Kevlar® je ľahký, má vynikajúcu špecifickú pevnosť v ťahu a považuje sa za vysoko odolný voči nárazu a oderu. Medzi bežné aplikácie patria ľahké trupy, ako sú kajaky a kanoe, trupové panely lietadiel a tlakové nádoby, rukavice odolné voči prerezaniu, nepriestrelné vesty a ďalšie. Kevlar® sa používa s epoxidovými alebo vinylesterovými živicami.
Výstuž z uhlíkových vlákien
Uhlíkové vlákno obsahuje viac ako 90 % uhlíka a má najvyššiu pevnosť v ťahu v priemysle FRP. V skutočnosti má tiež najvyššiu pevnosť v tlaku a ohybe v tomto odvetví. Po spracovaní sa tieto vlákna spájajú a vytvárajú výstuže z uhlíkových vlákien, ako sú tkaniny, kúdele a ďalšie. Výstuž z uhlíkových vlákien poskytuje vysokú špecifickú pevnosť a tuhosť a je vo všeobecnosti drahšia ako iné výstuže z vlákien.
Pre maximalizáciu pevnostných vlastností uhlíkových vlákien by sa mali používať s epoxidom a možno ich vytvrdzovať štandardnými laminačnými technikami. Sú ideálne pre aplikácie v automobilovom, námornom a leteckom priemysle a často sa používajú aj v športových potrebách.
Čas uverejnenia: 19. júla 2022
