Sợi là thành phần chi phối các tính chất vật lý của vật liệu composite. Điều này có nghĩa là khi nhựa và sợi được kết hợp, các tính chất của chúng rất giống với các sợi riêng lẻ. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy vật liệu gia cường sợi là thành phần chịu tải trọng lớn nhất. Do đó, việc lựa chọn vải là rất quan trọng khi thiết kế các cấu trúc composite.
Hãy bắt đầu quy trình bằng cách xác định loại vật liệu gia cố cần thiết cho dự án của bạn. Các nhà sản xuất thông thường có thể lựa chọn từ ba loại vật liệu gia cố phổ biến: sợi thủy tinh, sợi carbon và Kevlar® (sợi aramid). Sợi thủy tinh thường là lựa chọn phổ biến, trong khi sợi carbon có độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt của Kevlar®. Lưu ý rằng các loại vải có thể được kết hợp trong vật liệu nhiều lớp để tạo thành các lớp hỗn hợp với ưu điểm của nhiều loại vật liệu.
Sau khi đã quyết định chọn bộ sưu tập vải, hãy chọn trọng lượng và kiểu dệt phù hợp với nhu cầu công việc của bạn. Vải càng nhẹ thì càng dễ phủ lên các bề mặt có đường viền dày. Vải nhẹ cũng sử dụng ít nhựa hơn, do đó tổng thể tấm laminate vẫn nhẹ hơn. Khi vải nặng hơn, chúng trở nên kém linh hoạt hơn. Trọng lượng trung bình vẫn giữ được đủ độ linh hoạt để bao phủ hầu hết các đường viền, và chúng góp phần đáng kể vào độ bền của chi tiết. Chúng rất tiết kiệm và tạo ra các chi tiết chắc chắn và nhẹ cho các ứng dụng ô tô, hàng hải và công nghiệp. Sợi bện là vật liệu gia cố tương đối nặng thường được sử dụng trong đóng tàu và làm khuôn.
Cách dệt vải được xem là họa tiết hoặc kiểu dáng của vải. Hãy chọn từ ba kiểu dệt phổ biến: trơn, satin và vân chéo. Kiểu dệt trơn có giá thành rẻ nhất và tương đối kém linh hoạt nhất, nhưng chúng giữ được độ bền tốt khi cắt. Việc các sợi vải đan chéo lên xuống thường xuyên làm giảm độ bền của vải dệt trơn, mặc dù chúng vẫn đủ cho hầu hết các ứng dụng, ngoại trừ những ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao nhất.
Kiểu dệt satin và twill mềm mại và chắc chắn hơn kiểu dệt trơn. Trong kiểu dệt satin, một sợi ngang nổi trên ba đến bảy sợi dọc khác và sau đó được khâu bên dưới một sợi khác. Với kiểu dệt lỏng lẻo này, sợi dệt chạy dài hơn, duy trì độ bền lý thuyết của sợi. Kiểu dệt twill là sự kết hợp giữa kiểu dệt satin và kiểu dệt trơn, với hiệu ứng trang trí xương cá thường được ưa chuộng.
Mẹo kỹ thuật: Để vải mềm mại hơn, hãy cắt vải từ cuộn theo góc 45 độ. Khi cắt theo cách này, ngay cả những loại vải thô nhất cũng sẽ rũ xuống dáng váy đẹp hơn.
Gia cố sợi thủy tinh
Sợi thủy tinh là nền tảng của ngành công nghiệp vật liệu composite. Nó đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng composite từ những năm 1950 và các tính chất vật lý của nó đã được hiểu rõ. Sợi thủy tinh nhẹ, có độ bền kéo và nén vừa phải, có thể chịu được hư hỏng và tải trọng tuần hoàn, và dễ xử lý.
Sợi thủy tinh là vật liệu composite được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Điều này chủ yếu là do chi phí tương đối thấp và tính chất vật lý trung bình. Sợi thủy tinh rất phù hợp cho các dự án hàng ngày và các bộ phận không yêu cầu nhiều vải sợi nhờ độ bền và độ cứng cao.
Để tối đa hóa các đặc tính chịu lực của sợi thủy tinh, nó có thể được sử dụng với epoxy và có thể được xử lý bằng các kỹ thuật cán màng tiêu chuẩn. Nó lý tưởng cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, hàng hải, xây dựng, hóa chất và hàng không, và thường được sử dụng trong các sản phẩm thể thao.
Gia cố Kevlar®
Kevlar® là một trong những sợi tổng hợp cường độ cao đầu tiên được chấp nhận trong ngành nhựa gia cường sợi (FRP). Kevlar® cấp composite có trọng lượng nhẹ, độ bền kéo tuyệt vời và được coi là có khả năng chống va đập và mài mòn cao. Các ứng dụng phổ biến bao gồm thân tàu nhẹ như thuyền kayak và xuồng, tấm thân máy bay và bình chịu áp lực, găng tay chống cắt, áo giáp, v.v. Kevlar® được sử dụng với nhựa epoxy hoặc vinyl ester.
Gia cố sợi carbon
Sợi carbon chứa hơn 90% carbon và có độ bền kéo cực đại cao nhất trong ngành FRP. Trên thực tế, nó cũng có độ bền nén và uốn cao nhất trong ngành. Sau khi xử lý, các sợi này kết hợp với nhau để tạo thành các vật liệu gia cường sợi carbon như vải, sợi dệt, v.v. Gia cường sợi carbon mang lại độ bền và độ cứng riêng cao, và thường đắt hơn các loại gia cường sợi khác.
Để tối đa hóa các đặc tính chịu lực của sợi carbon, nên sử dụng nó với epoxy và có thể được xử lý bằng các kỹ thuật cán màng tiêu chuẩn. Nó lý tưởng cho các ứng dụng trong ô tô, hàng hải và hàng không vũ trụ, và thường được sử dụng trong các sản phẩm thể thao.
Thời gian đăng: 19-07-2022
