Fyzikální vlastnosti kompozitních materiálů jsou dominantně ovlivněny vlákny. To znamená, že když se pryskyřice a vlákna spojí, jejich vlastnosti jsou velmi podobné vlastnostem jednotlivých vláken. Zkušební data ukazují, že materiály vyztužené vlákny jsou složkami, které nesou největší zatížení. Proto je výběr tkaniny při navrhování kompozitních struktur zásadní.
Začněte proces určením typu výztuže, kterou váš projekt potřebuje. Typičtí výrobci si mohou vybrat ze tří běžných výztužných materiálů: skleněná vlákna, uhlíková vlákna a Kevlar® (aramidová vlákna). Skleněná vlákna bývají univerzální volbou, zatímco uhlíková vlákna nabízejí vysokou tuhost a Kevlar® vysokou odolnost proti oděru. Mějte na paměti, že různé typy tkanin lze v laminátech kombinovat a vytvářet tak hybridní vrstvy s výhodami více než jednoho materiálu.
Jakmile se rozhodnete pro kolekci látek, zvolte gramáž a styl vazby, které vyhovují potřebám vaší práce. Čím lehčí je látka, tím snadněji se navléká na silně konturované povrchy. Lehké tkaniny také spotřebují méně pryskyřice, takže celkový laminát je stále lehčí. S rostoucí hmotností tkaniny se stávají méně pružnými. Střední gramáž si zachovává dostatečnou flexibilitu k pokrytí většiny kontur a významně přispívá k pevnosti dílu. Jsou velmi ekonomické a vyrábějí pevné a lehké komponenty pro automobilový, námořní a průmyslový průmysl. Pletené rovingy jsou relativně těžké výztuhy běžně používané při stavbě lodí a výrobě forem.
Způsob tkaní látky se považuje za její vzor nebo styl. Vyberte si ze tří běžných stylů vazby: plátnová, saténová a keprová. Styly plátnové vazby jsou nejlevnější a relativně nejméně pružné, ale při stříhání dobře drží pohromadě. Časté křížení nití nahoru a dolů snižuje pevnost plátnové vazby, i když jsou stále dostatečné pro všechny aplikace kromě těch nejvýkonnějších.
Saténová a keprová vazba jsou měkčí a pevnější než plátnová vazba. V atlasovém tkaní se jedna útková nit vznáší nad třemi až sedmi dalšími osnovními nitěmi a poté je podšita pod druhou. V tomto typu volné vazby je nit delší, čímž se zachovává teoretická pevnost vlákna. Keprová vazba nabízí kompromis mezi saténovou a plátnovou vazbou s často žádoucím efektem rybí kosti.
Technický tip: Chcete-li látce dodat flexibilitu, odstřihněte ji z role pod úhlem 45 stupňů. Při tomto střihu i ty nejhrubší látky lépe splývají s siluetou.
Výztuž ze skelných vláken
Sklolaminát je základem kompozitního průmyslu. V mnoha kompozitních aplikacích se používá od 50. let 20. století a jeho fyzikální vlastnosti jsou dobře pochopeny. Sklolaminát je lehký, má střední pevnost v tahu a tlaku, odolává poškození a cyklickému zatížení a snadno se s ním manipuluje.
Sklolaminát je nejpoužívanějším ze všech dostupných kompozitních materiálů. To je dáno především jeho relativně nízkou cenou a mírnými fyzikálními vlastnostmi. Sklolaminát je skvělý pro každodenní projekty a díly, které nevyžadují tolik vláknité tkaniny, což zvyšuje pevnost a odolnost.
Pro maximalizaci pevnostních vlastností sklolaminátu jej lze použít s epoxidem a vytvrzovat standardními laminačními technikami. Je ideální pro použití v automobilovém, námořním, stavebním, chemickém a leteckém průmyslu a často se používá i ve sportovním zboží.
Výztuž z Kevlaru®
Kevlar® byl jedním z prvních vysokopevnostních syntetických vláken, která se ujala výroby vlákny vyztužených plastů (FRP). Kompozitní Kevlar® je lehký, má vynikající měrnou pevnost v tahu a je považován za vysoce odolný proti nárazu a oděru. Mezi běžné aplikace patří lehké trupy, jako jsou kajaky a kánoe, trupové panely letadel a tlakové nádoby, rukavice odolné proti proříznutí, neprůstřelné vesty a další. Kevlar® se používá s epoxidovými nebo vinylesterovými pryskyřicemi.
Výztuž z uhlíkových vláken
Uhlíková vlákna obsahují více než 90 % uhlíku a mají nejvyšší pevnost v tahu v průmyslu FRP. Ve skutečnosti mají také nejvyšší pevnost v tlaku a ohybu v tomto odvětví. Po zpracování se tato vlákna spojují a vytvářejí výztuže z uhlíkových vláken, jako jsou tkaniny, koudele a další. Výztuž z uhlíkových vláken poskytuje vysokou specifickou pevnost a tuhost a je obecně dražší než jiné vláknité výztuže.
Pro maximalizaci pevnostních vlastností uhlíkových vláken by se měla používat s epoxidem a lze ji vytvrzovat standardními laminačními technikami. Je ideální pro aplikace v automobilovém, námořním a leteckém průmyslu a často se používá i ve sportovním zboží.
Čas zveřejnění: 19. července 2022
