Các tính chất vật lý của vật liệu composite được chi phối bởi sợi. Điều này có nghĩa là khi nhựa và sợi được kết hợp, các tính chất của chúng rất giống với các tính chất của từng sợi riêng lẻ. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy vật liệu gia cường sợi là thành phần chịu hầu hết tải trọng. Do đó, việc lựa chọn vải là rất quan trọng khi thiết kế các cấu trúc composite.
Bắt đầu quy trình bằng cách xác định loại gia cố cần thiết cho dự án của bạn. Các nhà sản xuất thông thường có thể chọn từ ba vật liệu gia cố phổ biến: sợi thủy tinh, sợi carbon và Kevlar® (sợi aramid). Sợi thủy tinh có xu hướng là lựa chọn cho mục đích chung, trong khi sợi carbon có độ cứng cao và Kevlar® có khả năng chống mài mòn cao. Hãy nhớ rằng các loại vải có thể được kết hợp trong các tấm ép để tạo thành các chồng lai với lợi ích của nhiều loại vật liệu.
Sau khi bạn đã quyết định về 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 nhiều đường viền. Vải nhẹ cũng sử dụng ít nhựa hơn, do đó, tổng thể lớp phủ 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 bộ phận. Chúng rất tiết kiệm và tạo ra các thành phần 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 kiểu mẫu hoặc phong cách của vải. Chọn từ ba kiểu dệt phổ biến: trơn, satin và vân chéo. Kiểu dệt trơn là rẻ nhất và tương đối kém linh hoạt nhất, nhưng chúng giữ chặt với nhau khi cắt. Việc các sợi vải chéo lên/xuống thường xuyên làm giảm độ bền của kiểu dệt trơn, mặc dù chúng vẫn đủ cho tất cả các ứng dụng ngoại trừ các ứng dụng có hiệu suất cao nhất.
Kiểu dệt satin và vải chéo mềm hơn và bền hơn kiểu dệt trơn. Trong kiểu dệt satin, một sợi ngang nổi trên ba đến bảy sợi dọc khác và sau đó được khâu dưới một sợi khác. Trong kiểu dệt lỏng lẻo này, sợi chạy dài hơn, duy trì độ bền lý thuyết của sợi. Kiểu dệt twill cung cấp sự thỏa hiệp giữa kiểu satin và kiểu trơn, với hiệu ứng trang trí xương cá thường được mong muốn.
Mẹo công nghệ: Để tăng độ đàn hồi cho vải, hãy cắt vải từ cuộn theo góc 45 độ. Khi cắt theo cách này, ngay cả những loại vải thô nhất cũng sẽ rũ đẹp hơn trên hình bóng.
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 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 trong tất cả các vật liệu composite hiện có. Điều này chủ yếu là do chi phí tương đối thấp và tính chất vật lý vừa phải. Sợi thủy tinh rất phù hợp cho các dự án hàng ngày và các bộ phận không yêu cầu nhiều vải sợi để tăng thêm độ bền và độ chắc.
Để tối đa hóa các đặc tính về độ bền của sợi thủy tinh, nó có thể được sử dụng với epoxy và có thể được xử lý bằng các kỹ thuật cán mỏng 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 đồ dùng thể thao.
Gia cố Kevlar®
Kevlar® là một trong những sợi tổng hợp có độ bền cao đầu tiên được chấp nhận trong ngành nhựa gia cường sợi (FRP). Kevlar® cấp composite có trọng lượng nhẹ, có độ bền kéo riêng 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 suất, găng tay chống cắt, áo giáp, v.v. Kevlar® được sử dụng với nhựa epoxy hoặc vinyl este.
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 để tạo thành các sợi gia cường carbon như vải, sợi kéo, v.v. Sợi gia cường carbon cung cấp độ bền và độ cứng riêng cao, và thường đắt hơn các loại sợi gia cường khác.
Để tối đa hóa các đặc tính về độ bền của sợi carbon, nên sử dụng nó với epoxy và có thể được xử lý bằng các kỹ thuật cán mỏng 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 đồ dùng thể thao.
Thời gian đăng: 19-07-2022
