Виды полотна углепластика (карбона)

Полотно определяет не только внешний вид получившегося карбона, но и его прочностные и технологические характеристики. От плетения и плотности углеполотна зависит и то, как легко и качественно можно выложить полотно в форме при заливке смолой.

Виды плетений полотна

Полотно (Plane Weave, P) — самый плотный и прочный вид плетения, самый распространенный. Нити утка и основы переплетаются поочередно.

Елочка (Twill, T) — саржевое плетение, наиболее универсальное полотно. Нити утка и основы переплетаются через две нити.

Еще одна разновидность елочки

Сатин (Satin WEAVE, R) — наименее плотное и самое пластичное полотно. Рыхлость полотну придают особенности плетения: каждая нить утка и основы проходит на несколькими нитями утка или основы.

Реже используется корзинное плетение — Leno, Basket Weave.

Схематически виды плетения карбонового полотна представлены на рисунке.

Правила выбора углеполотна

Выбор текстиля определяется назначением, способом использования углеволокна и способом получения углепластика. Его основными характеристиками являются:

  1. Плотность, масса на единицу площади г/м.кв,
  2. Линейная плотность, количество нитей на 1 смв каждом направлении,
  3. Число К, количество тысяч элементарных нитей углерода (цепочек) в одной нити. Наиболее распространено волокно с К3. Обычно К=6-12-24-48.

Для автотюнинга чаще всего используются полотна плотностью 150-600 г/м.куб с толщиной волокон 1-12К. А для велосипедных рам К3.

Технические характеристики волокон карбона

Для углеродных волокон основными механическими характеристиками являются предел прочности на растяжение σв и предел прочности на единицу объема, а также модуль упругости, определяющий эластичность и способность работать на изгиб. Механические свойства сильно зависят от ориентации волокон, то есть они анизотропны. Технические характеристики, как правило, приводятся для продольного направления.

Углеродные волокна обладают следующими механическими характеристиками по сравнению с армирующими металлическими, стекловолокном и полимерными волокнами.

Волокно (проволока)

ρ, кг/ м³

Тпл, °C

σB, МПа

σB/ρ, МПа/кг*м-3

Алюминий

2 687

660

620

2 300

Асбест

2 493

1 521

1 380

5 500

Бериллий

1 856

1 284

1 310

7 100

Карбид бериллия

2 438

2 093

1 030

4 200

Углерод

1 413

3 700

2 760

157

Стекло E

2 548

1 316

3 450

136

Стекло S

2 493

1 650

4 820

194

Графит

1 496

3 650

2 760

184

Молибден

0 166

2 610

1 380

14

Полиамид

1 136

249

827

73

Полиэфир

1 385

248

689

49

Сталь

7 811

1 621

4 130

53

Титан

4 709

1 668

1 930

41

Вольфрам

19 252

3 410

4 270

22

Например, параметры углеродных волокон Toray из полиакрилата (PAN) c высокой прочностью на растяжение High Modulus Carbon Fiber.

Волокно (fiber) Модуль упругости (msi) Предел прочности (ksi)
M35J

50

683

M40J

57

398

M40J

55

640

M46J

63

611

M50J

69

597

M55J

78

583

M60J

85

569

Существует взаимосвязь — чем выше предел прочности, тем ниже модуль упругости.

Что определяет технические характеристики карбоновых композитов

При подборе материала очень важно найти оптимальный баланс между этими характеристиками, подбирая слои, направление волокна, метод плетения и плотность.

Механические свойства композитов определяются следующими параметрами:

  • Тип карбонового волокна и смолы,
  • Тип плетения, ориентация волокон,
  • Соотношение волокон (объем волокна) и смолы в композиции,
  • Плотность, однородность, пористость и пр.
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (оцени первым)

Что такое карбон (углепластик)?

Углепластик — это композиционный многослойный материал, представляющий собой полотно из углеродных волокон в оболочке из термореактивных полимерных (чаще эпоксидных) смол, Carbon-fiber-reinforced polymer . Международное наименование Carbon — это углерод, из которого и получаются карбоновые волокн...

Углепластики: изготовление, свойства и применение

Углепластики (карбопластики, углеродопласты) - это композиты, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна. Этот сравнительно новый класс ПКМ получил в последние годы наиболее интенсивное развитие благодаря своим уникальным свойствам, а именно: высоким значениям прочности и жесткости ...

Углепластик (карбон) в авто – поиск альтернатив

Уникальный композитный материал — углепластик пока используется в основном в спортивном автомобилестроении для суперкаров и болидов, потому что массовое использование сдерживается высокой ценой и эксплуатационными характеристиками карбона. Основным материалом для изготовления корпусов автомобилей ос...

Карбон своими руками. Выбор эпоксидной смолы и компаунда

Основными материалами для изготовления карбона являются эпоксидные компаунды и углеродное полотно. Технология производства карбоновых изделий основана на технологических особенностях полиэфирных и эпоксидных смол, которые еще ошибочно называют компаундами. Компаундами правильнее назвать смесь смо...

Изготовление деталей из углепластика (карбона)

Качество деталей из карбона в первую очередь зависит от правильного выбора и качества смолы и углеродного полотна. При ошибках в выборе плотности полотна карбона карбона и скорости застывания смоляной смеси вы не сможете аккуратно выложить заготовку в форме, плотно прижать и полностью удалить пузырь...
✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶