Carbon Fiber 101: Forstå vev og stoffer

Karbonfiber veves vanligvis inn i stoffet etter å ha blitt produsert og dimensjonert. Produksjonsprosessen begynner med å lage bunter av karbonfibre kalt sleper. Disse tauene blir deretter vurdert basert på antall fibre eller filamenter de inneholder, ofte referert til som 3k, 6k, 12k og 48k. "k" står for "tusen", noe som betyr at et 3k-tau inneholder 3,000 karbonfilamenter. Hver tråd av karbonfiber er bare omtrent 5-10 mikron tykk, men den store mengden sterk karbonfiber i et så kompakt rom gir materialet utrolig styrke.

 

karbonfibervev
Sneller av karbonfiber er vevd inn i stoff på en vevstol. De vanligste vevningene er glattvev, kypertvev og heddvev.

vanlig vev
Vanlig vevd eller 1x1 vevd karbonfiberstoff er symmetrisk og ligner et sjakkbrett. Slepene er vevd i et over/under-mønster, noe som gir svært stabile, tettvevde fibre. Stoffstabilitet refererer til et materiales evne til å opprettholde fiberorienteringen og vevevinkelen. På grunn av sin høye stoffstabilitet er vanlig karbonfiberstoff mindre egnet for komplekse konturer da det ikke er spesielt fleksibelt. Den er imidlertid lettere å håndtere og forårsaker ikke stoffdeformasjon. Derfor er den ideell for flate plater, rør og 2D-kurver.

Crimp er krumningen til de enkelte fibrene i vevingen, og vanlige karbonfiberstoffer har en grov krymping på grunn av den tette sammenvevingen av filamenttrådene. Over tid skaper denne harde krøllingen stresspunkter som fører til svake områder.

Twill vev

Twillvev, bestående av et 2x2- eller 4x4-mønster, er den vanligste typen karbonfiberstoff. I en 2x2 flette føres hver tråd over to tråder og deretter under begge tråder. Det er derfor naturlig at en 4x4-fletting består av at hvert slep passerer gjennom fire slep og deretter fire flere slep. Denne over/under-vevingen skaper et tydelig diagonalt mønster. Avstanden mellom de sammenflettede trådene i en twillvev er lengre enn i en slettvev. Som et resultat oppstår mindre krølling, noe som reduserer sjansen for å utvikle stresspunkter.

Twillvev er fleksibel og kan danne komplekse konturer samtidig som den opprettholder god stabilitet. Det må håndteres mer forsiktig enn vanlig vev for å unngå økt vevsdeformasjon. 4x4-vevingen er lettere å forme enn 2x2-vevingen, men stoffet er også mindre stabilt.

Hestesele satengvevd

Satengvev har blitt brukt i tusenvis av år for å gi silkestoffer en vakker drapering samtidig som stoffet blir glatt og sømløst. Når den brukes i karbonfiberkompositter, kan satengvev lett danne komplekse konturer. Dette betyr selvsagt at stabiliteten til satengveving også er lavere enn andre vevinger.

De vanligste satengvevningene er sateng med fire hekker (4HS), femkant sateng (5HS) og åttekant sateng (8HS). Dette tallet representerer det totale antallet sleper som er bestått og deretter bestått. For eksempel har 4HS-vev tre filamenttråder som passerer gjennom den og deretter en filamentstreng som passerer gjennom den. Med 5HS krysses fire sleper og deretter ett under, mens med 8HS krysses syv sleper og deretter ett under. Jo høyere satengvevnummer, jo bedre formbarhet, men jo dårligere stabilitet.

Andre vev
Det er mange andre vevemetoder som brukes til å lage karbonfiberstoffer. Disse inkluderer fiskeflett, slepspredning, flette, ensrettet flette og tilpasset flette. Hver vev inneholder unike egenskaper som gjør den ideell for bruk i noen design, men ikke et godt valg for andre. Det er mange faktorer som må vurderes når man skal bestemme hvilken karbonfiberfletting som skal brukes for å utføre en spesifikk funksjon. Disse faktorene inkluderer styrke, formbarhet, stabilitet og krøll. Karbonfiberprodusenter er eksperter på å vite hvilket stoff som skal brukes til hvilket design.