Kudottu aramidikangas: kuinka kuidun suuntaus vaikuttaa lujuuteen ja käsittelyyn

3,6 GPa:n para-aramidilanka on yksi suurin saatavilla olevista vahvistuskuiduista, mutta sen kutominen tiiviiksi sileäksi kudoksiksi voi vähentää tehokkaan vetolujuuden noin kaksien kolmasosaan tästä arvosta. Kuitujen ja kankaan ominaisuudet välinen kuilu ei ole vika - se on suora seuraus kuidun orientaatiosta ja kudoksen geometriasta. Kudottuja aramidivahvi määrittäville insinööreille on kriittinen vaihe ennen materiaalin valintaa, kuinka suunta säätelee lujuutta ja käsittelyä.

Mitä kuidun suuntautuminen itse tarkoittaa kudotussa aramidikankaassa

Kuituorientaatio kudotussa kankaassa on loimilankojen suunta, kulkee 0 astetta pitkin rullan pituutta, ja kudelankojen suuntaa, jotka risteävät 90 astetta todella valmiin osan kuormitusrataan.

Toisin kuin yksisuuntainen teippi, kudottu kangas kuljettaa vahvistusta kahdessa tasossa saman aikaan. Tästä päästä kudottu aramidi on tarkoitettu kypärille, ballistisille paneeleille, räjähdyssuojain ja komposiittikannattimille, jotka näkevät kuormat useista kulmista. Mutta kaksisuuntaisella rakenteella on hintasuuntaisella rakenteella: loimilanka kulkee jokaisen kudelangan ja alta muodostaen mutkan, jota pitää poimutukseksi. Para-aramidimolekyylit ovat hyvin kohdistettuja pitkin kuidun akselia, joten kuitu on jännityksessä vahva, mutta heikko taipuessa ja sivuttaispuristuksessa. Puristus siirtää siten todelliset lujuushäviöt suoraan kankaaseen. Aramidikankaiden laatujen ja sovellusten laajempaa vertailua varten, meidän aramidi kudottu kangasohjain kattaa koko kiinteistövalikoiman.

Loimi ja kude: vahvuus on suunnattua

Kudottu aramidikangas on vahvin, kun kuorma on kohdistettu loimi-tai kudelankojen kanssa, ja se menettää lujuutta nopeasti, kun kuormitus kohdistetaan näiden kahden akselin väliin.

Tasapainoisessa 2/2-toimikasaramidikankaassa tärkein vetolujuuden säilytys loimisuuntaan katsoa alla olevaa kuviota. 0-asteen arvo normalisoidaan 100 prosenttiin.

45 asteessa yli 60 kohdeistetusta voimakkuudesta katoaa. Tämä on yleisin yksittäinen syy aramidlaminaateissa tapahtuviin vahinkoihin: insinöörit mitoivat osan loimisuunnassa mitatun vetolujuustiedon perusteella ja yliarvioivat sitten paneelin akselin ulkopuolisen jäykkyyden ja lujuuden.

Paineastian, kypärän kuoren tai droonivarren suunnittelun on joko suunnattava kerros siten, että ensisijainen kuorma seuraa loimia tai kudetta, tai rakentaa laminaattia 0/90- ja plus/miinus 45-kerroksella peittämään koko kuorman kuori.

Kudontakuvio: puristus säätelee lujuuden muutosta

Tiukempi kudoskuvio tuottaa suuremman poimutuksen, ja suurempi puristus alentaa kuitujen vetolujuuden prosenttiosuutta, joka muuna valmiin laminaatin – arvoa tulee lujuudennostehokkuudelle.

Kudontakuvio on suuntauksen ohjauksen toinen kerros. Yksinkertainen kudos (1/1) kulkee jokaisen langan yli ja yhden ali, lukitseen rakenteen jäykästi. Twill (2/2) kelluttaa langat kahden naapurin yli, ja satiinin (4H) luo pitkiä langoita minimaalisella poimutuksella. Kompromissi on johdonmukainen: pienempi puristus parantaa lujuuden siirtymistä ja drapoitavuutta, mutta heikentää pinnan vakautta ja liukastumisenkestävyyttä.

Kuinka suunta muuttaa leikkausta, päällystettä ja hartsin kostuttamista

Kuitujen suuntaus ja kudontatiheys määräävät, kuinka aramidikangas käyttäytyy kolmessa tuotantovaiheessa, joissa syntyy eniten jätettä: leikkaus, ladonta ja hartsin infuusio.

• Leikkaus. Aramidilangat fibrilloituvat leikkauksen a, ja kulmikkaat langat kudosten leikkauskohdissa puhtaista leikkauksista vaikeampia kuin hiilikankaassa. Ultraääniveitset tai vesisuihkuleikkaus tuottavat puhtaat reunat; kovametallikärkiset pyöreät leikkurit, jotka toimivat pienemmällä määrälla, toimivat myös, jos terä on tuore.
• Verhoilu. Kaksinkertaisen kaarevan muotin tiukka sileä kudos vastustaa tasaista leikkausta, joten se rypistyy sen vuoksi, että se mukautuisi. Twill ja satiini mahdollistavat langan pyörimisen kankaassa, mikä mahdollistaa kerroksen leikkaamisen muotin muotoon ilman kuitujen nurjahdusta.
• Kostuttaminen. Hartsi virtaa kuitukimppuja pitkin, ja loppuun kudoksen leikkauskohta on mahdollista virtausrajoitusta. Tiheä sileä kudos hidastaa kastumista ja voi vangita ilmaa, kun taas matalampi kihartuva toimikas tai satiini kastuu ja vähentäää tilaa.

Oikean aramidikankaan valinta tuotantoon

Valitse loimi- ja kudetasapaino ja kudoskuvio vallitsevan kuormitusteen ja tuotantoprosessin perusteella - ei ilmaiseksi mutta tietosivun vetolujuuden perusteella.

Käsittele valinta tässä asetuksessa:

1. Määritä ensisijainen kuormitussuunta ja suuntaa rulla siten, että loimilangat ovat kohdakkain akselin kanssa.
2. Valitse kudoskuvio: sileä pinnan vakautta varten, toimikas tasapainoisen lujuuden ja drappauksen saavuttamiseksi, satiini maksimaalisen lujuuden saavuttamiseksi.
3. Tarkista loimi-kude-tasapaino: 50/50 suunnilleen isotrooppiselle vasteelle tai erikoissuhteet suuntajäykkyydelle.
4. Yhdistä pintapaino ja hartsijärjestelmän: alhaalla viskositeetin infuusiohartsit kestävät tiiviitä kudoksia paremmin kuin kalvoliimat.
5. Varmista kankaan leveys, rullan pituus ja jatkosten laatu toimittajalta ennen osan tarjoamista.

Osien, jotka tarvitsevat sekä aramidin sitkeyttä että hiilijäykkyyttä, aramidi-hiilihybridikankaat sijoittavat jokaisen kuitutyypin saman kudottuun kerrokseen, mikä arvotaa suunnanhallintaa erillisten kerrosten pinoamiseen. Jiangyin Dongli New Materials Technology Co., Ltd. , täydennysprosessin komposiittivalmistaja, jolla on 32 000 m2:n tehdas ja 10 tuotantolinjaa, ja se tuleva aramidikudottuja kankaita ja aramidi-hiilihybridikankaita kontrolloiduilla loimi-kudesuhteilla ja mukautetuilla leveyksillä. Heidän suunnittelutiiminsä voi sovittaa kudontakuvion infuusio- tai prepreg-prosessiisi.

Korkean lämpötilan aramidikangas tulenkestävän asennuksen Tämä para-aramidi- tai meta-aramid-kudottu kangas tehokkaan eheyden yli 200 °C:ssa ilman sulamista, mikä tarjoaa hallitun poimutuksen ennustettavan lujuuden muuhun. Se sopii lämpöesteisiin ja rakennevahvikkeisiin kuumissa ympäristöissä. Näytä tuote →

Korkeiden lämpötilojen ja tulenkestäviä kokoonpanoja varten sama tehdas valmistaa aramidikudottua kangasta kontrolloiduilla puristusmuodolla, mikä pitää lujuuden siirtymisen ennustettavana rullalta rullalle.

Aramidi-hiilihybridi kudottu kangas 3K Plain ja Twill Yhdistämällä aramidin sitkeyden hiilijäykkyyteen yhdessä kudotussa kerroksessa, tämä hybridikangas parantaa iskunkestävyyttä ja suorituskykyä korkeissa lämpötiloissa. Sen vuosit tai twill-versiot mahdollistavat pudotettavuuden ja moduulisäädöt, jotka sopivat ihanteellisesti ilmailu- ja autoosiin. Näytä tuote →

Tarkista puristus- ja pinta-alapaino suunnittelun sallimissa rajoissa ennen suurten määrien tilaamista. Vaihto toimikkaasta satiiniin samalla pinta-alapainolla voi siirtää laminaatin 5–10 moduulia tarvittaessa, kun se parantaa verhoilua - ja tämä muutos on yleensä arvokkaa kuin muutos kuitulaadussa.

Usein kysytyt kysymykset