Anglies pluošto pynės: kas tai yra ir kodėl jos naudojamos

Jei kada nors susimąstėte, kodėl vienas anglies pluošto gabalas gali atrodyti kitaip nei kitas, nesate vieni. Anglies pluoštas yra įvairių pynimų, kurių kiekvienas naudojamas skirtingam tikslui, ir jis nėra tik dekoratyvinis.

Anglies pluoštai gaminami iš pirmtakų, tokių kaip poliakrilonitrilas (PAN) ir viskozė. Pirmtakų pluoštai yra chemiškai apdorojami, kaitinami ir ištempiami, o po to karbonizuojami, kad susidarytų didelio stiprumo pluoštai. Tada šie pluoštai arba gijos sujungiami ir identifikuojami pagal juose esančių anglies gijų skaičių. Įprasti vilkimo įvertinimai yra 3k, 6k, 12k ir 15k. „k“ reiškia tūkstantį, todėl 3k kuodelis pagamintas iš 3,000 anglies gijų. Standartinis 3k vilkimas paprastai yra 0,125 colio pločio, todėl mažoje erdvėje yra daug pluošto. 6k kuodelis turi 6,000 anglies siūlus, 12k kuodelis turi 12,000 anglies siūlų ir pan. Didelis kiekis didelio stiprumo pluoštų, sujungtų kartu, daro anglies pluoštą tokia stipria medžiaga.

 

anglies pluošto pynimas
Anglies pluoštas dažnai būna austų audinių pavidalu, todėl su juo lengviau dirbti ir, atsižvelgiant į pritaikymą, jis gali suteikti papildomo tvirtumo. Todėl anglies pluošto audiniai gali būti audžiami įvairiais būdais. Labiausiai paplitę yra paprasti, ruoželiniai ir satininiai petnešėlės, todėl kiekvieną medžiagą apžvelgsime išsamiai.

paprasto pynimo
Paprasti anglies pluošto lakštai turi simetrišką išvaizdą ir mažą šaškių lentą. Šio pynimo sruogos audžiamos per/apačios raštu. Mažas atstumas tarp pynimų suteikia paprastam pynimui didelį stabilumo laipsnį. Audinio stabilumas reiškia audinio gebėjimą išlaikyti pynimo kampą ir pluošto orientaciją. Dėl šio aukšto stabilumo, paprastas pynimas mažiau tinka sudėtingų kontūrų klojimui ir nebus toks lankstus kaip kai kurie kiti audiniai. Paprastai tariant, paprasto pynimo audinys tinka plokštiems lakštams, vamzdžiams ir dvimatėms kreivėms.

Vienas šio audimo modelio trūkumas yra tai, kad dėl nedidelio atstumo tarp susipynimų sruogos labai susispaudžia (kampai, kuriuos pluoštai susidaro audžiant, žr. toliau). Atšiaurus užspaudimas sukuria įtampos koncentraciją, kuri laikui bėgant susilpnina dalį.

Ruoželinis pynimas
Ruoželis yra tiltas tarp paprasto ir atlasinio pynimo, kurį aptarsime toliau. Ruoželinis audinys turi gerą lankstumą ir gali sudaryti sudėtingus kontūrus. Tai blogiau nei satino audinys su petnešomis, išlaikant audinio stabilumą, bet ne taip gerai, kaip paprasto pynimo audinys. Jei sekate kuodelių sruogelius, jis eina per tam tikrą kuodelių skaičių, o paskui per tiek pat kuodelių. Aukštyn / žemyn modelis sukuria įstrižinės rodyklės, vadinamos "ruoželine linija", išvaizdą. Didesnis atstumas tarp susipynusių kuodelių reiškia mažiau susisukimo ir mažesnės galimos įtampos koncentracijos, palyginti su paprasto pynimo audiniais.

2 × 2 ruoželinis pynimas tikriausiai yra labiausiai žinomas anglies pluošto pynimas pramonėje. Jis naudojamas daugelyje kosmetikos ir dekoratyvinių programų, bet taip pat yra labai funkcionalus, jame derinamas vidutinis formavimas ir vidutinis stabilumas. Kaip rodo 2 × 2 pavadinimas, kiekvienas kuodelis praeis per 2 kuodas, o tada kirs abi kuodas. Taip pat 4 × 4 ruoželis bus įsriegtas per 4 kuoles ir tada per 4 kuoles. Formuojasi šiek tiek geriau nei 2×2 ruoželinis, nes pynimas ne toks tankus, bet ir mažiau stabilus.

satino pakinktai
Satino pynimas buvo sukurtas prieš tūkstančius metų, kad būtų sukurti šilko audiniai su puikia danga, atrodytų lygūs ir vientisi. Kompozitams šis draperiškumas reiškia, kad jį galima lengvai suformuoti ir apvynioti sudėtingais kontūrais. Kadangi šis audinys yra labai formuojamas, jo stabilumas turėtų būti mažas. Įprasti satino pynimai yra 4-satinas (4HS), 5-satinas (5HS) ir 8-satinas (8HS). Didėjant atlasinio pynimo kiekiui, formuojamumas didėja, o audinio stabilumas mažėja.

Paskleistas vilkimas, palyginti su standartiniu vilkimu
Paskleidžiamos kuodų medžiagos gali būti geras kompromisas tarp vienkrypčių medžiagų ir standartinių pintų medžiagų. Kai pluošto sruogos audžiamos aukštyn ir žemyn, kad susidarytų audinys, stiprumas sumažėja dėl sruogų užspaudimo. Padidinus gijų skaičių standartiniame kuodelyje (pvz., nuo 3k iki 6k), kuodelis tampa didesnis (storesnis), o susisukimo kampas tampa šiurkštesnis. Vienas iš būdų to išvengti – paskleisti gijas į platesnes kuodelius, tai vadinama kuodelių išskleidimu, ir tai turi keletą privalumų.

Paskleidus kuodelį, gaunamas mažesnis susisukimo kampas nei pynimas standartiniu kuodeliu ir gali sumažinti kryžminimo defektus padidinant lygumą. Mažesnis užspaudimo kampas padidins stiprumą. Su paskirstytomis vilkimo medžiagomis taip pat lengviau dirbti nei su vienakryptėmis medžiagomis ir jos vis tiek užtikrina gana gerą pluošto ištraukimo prevenciją.

vienakryptis
Kaip rodo pavadinimas, uni, reiškiantis vieną, visi pluoštai yra orientuoti ta pačia kryptimi. Tai suteikia tam tikrų didelio stiprumo pranašumų vienkrypčiams (UD) audiniams. UD audinys nėra austas ir neturi jokių gofruotų susipynusių pluoštų, kurie susilpnintų struktūrą. Priešingai, ištisiniai pluoštai suteikia tvirtumo ir standumo. Kitas privalumas yra galimybė pritaikyti išdėstymą labiau kontroliuojant veikimo charakteristikas. Dviračių rėmai yra puikus pavyzdys, kaip UD audiniai gali būti naudojami našumui pritaikyti. Rėmo apatinė kronšteino sritis turi būti standi, kad motociklininko galia būtų perduota ratams, tačiau rėmas taip pat turi būti lankstus ir lankstus, kad nebūtų sužalotas motociklininkas. Naudodami UD medžiagas galite pasirinkti tikslią pluošto kryptį, kad gautumėte reikiamą stiprumą.

Pagrindinis UD trūkumas yra jo manevringumas. UD gali lengvai subyrėti klojimo metu, nes jame nėra susipynusių pluoštų, kurie laikytų jį kartu. Jei pluoštai išdėstyti neteisingai, jų vėl tinkamai nukreipti beveik neįmanoma. Apdorotos dalys, pagamintos iš UD audinio, taip pat gali sukelti problemų. Jei kuris nors pluoštas pakyla ten, kur buvo nupjauta ypatybė, tie palaidi pluoštai gali ištraukti visą dalį. Paprastai, jei laminavimui pasirenkama UD medžiaga, pirmam ir paskutiniam sluoksniams bus naudojamas austinės medžiagos sluoksnis, siekiant pagerinti apdirbamumą ir dalies ilgaamžiškumą. Tai daroma nuo dronų rėmų mėgėjams iki pat raketų dalių gamybos.