Однонапрямні вуглецеві тканини

Переваги односторонніх вуглецевих тканин
Однонапрямне вуглецеве волокнисте полотно — це різновид вуглецевого армування, що не має тканини й характеризується тим, що всі волокна розташовані у одному паралельному напрямку. У такому типі полотна між волокнами немає зазорів, а самі волокна лежать рівно. Не існує поперечного переплетення, яке розділяло б міцність волокон навпіл за рахунок іншого напрямку. Це забезпечує концентровану щільність волокон, що надає максимальний поздовжній розтягувальний потенціал — більший, ніж у будь-якого іншого виду переплетення полотна. Для порівняння: це у три рази перевищує поздовжню розтягувальну міцність конструкційної сталі при лише п’ятій частині її питомої ваги.

Так само композитні деталі з вуглецевого волокна забезпечують свою максимальну міцність у напрямку волокон. Тому композитні деталі, що використовують однонапрямлену тканину з вуглецевого волокна як єдине армування, досягають максимальної міцності лише у двох напрямках — уздовж волокон — і є надзвичайно жорсткими. Ця напрямлена міцнісна властивість робить такий матеріал ізотропним, подібно до дерева. Під час формування деталі однонапрямлені тканини можуть накладатися під різними кутами, щоб досягти міцності у багатьох напрямках, не поступаючись жорсткістю. Крім того, під час ламінування однонапрямлені тканини можна шарувати разом з іншими видами плетінь вуглецевого волокна, щоб отримати різні напрямлені міцнісні властивості або естетичний вигляд.

Однонапрямні тканини також доступні у дуже легких варіантах; навіть легші за свої ткані аналоги. Це забезпечує більш контролювану конструкцію точних деталей і точне конструювання шарів.

Крім того, у порівнянні з тканиною з вуглецевого волокна, однонапрямне вуглецеве волокно також є більш економічним. Це пояснюється нижчим загальним вмістом волокон і менш трудомістким процесом ткацтва. Завдяки цьому можна зменшити виробничі витрати на деталі, які за інших обставин є помітно дорогими, але високоефективними.

Недоліки односторонніх вуглецевих тканин
Найбільшою перевагою однонапрямних армувань з вуглецевого волокна є водночас і їхня найбільша недолік. Вони не підходять для деталей, які потребують високої анізотропної міцності (міцності у всіх напрямках). Композитні деталі, що використовуються в автомобілях та інших багатовимірних застосуваннях, де потрібна міцність у всіх напрямках, мають використовувати інший тип переплетення, наприклад полотняне, саржеве чи атласне. Ці інші види переплетень також доступні на нашому сайті.

Ще одним потенційним недоліком є те, що композитні деталі з однонапрямного вуглецевого волокна мають дуже просту, однозернисту поверхню. Якщо виробник бажає отримати ту чудову, характерну для вуглецевого волокна обробку, він зазвичай використовує один шар тканого полотна як найзовнішній шар укладки. Наприклад, рами велосипедів зазвичай виготовляють із кількох шарів однонапрямного полотна, укладених під різними кутами для досягнення максимальної міцності та жорсткості, а потім завершують 3K саржевим плетінням вуглецевого волокна, щоб забезпечити характерний «фірмовий» вигляд вуглецевого волокна.