Mathau Sylfaenol o Ffibr a Ddefnyddir mewn-Cyfansoddion Perfformiad Uchel
1. Ffibr Gwydr (Gwydr Ffin)
Mae yna lawer o wahanol fathau o wydr ffibr, ond ar gyfer cyfansoddion, dau yw'r rhai mwyaf cyffredin. E-ffibr gwydr yw'r math safonol ym mron pob cynnyrch a atgyfnerthir gan wydr ffibr, tra bod gan S-ffibr gwydr (a elwir hefyd yn R-glass neu T{{{{}}ffibr gwydr)) gryfder tynnol llawer gwell. Mae ffibr gwydr S fel arfer yn llai na ffibr gwydr E, mae ganddo adlyniad gwell yn y matrics resin, ac mae'r perfformiad effaith yn gwella. Ond mae'n costio llawer mwy. Mae S-2 ffibr gwydr yn{13}}gryfder S{{-ffibr gwydr masnachol uwch, sydd â dwywaith cryfder tynnol ffibr gwydr E- nodweddiadol ac sydd hefyd tua 10-20% yn fwy anystwyth. Ond ar gyfer bron pob cais, mae ffibr E-wydr yn ddigonol.
Gwneir gwydr ffibr trwy allwthio cynhyrchion mwynau tawdd (1700 gradd) (silica, alwminiwm a chalsiwm ocsid, ac ati) trwy dyllau diamedr bach. Yn nodweddiadol, mae ffibrau gwydr E tua 10-25 micron mewn diamedr, gan eu gwneud yn fwy na ffibrau carbon.
2. Carbon Fiber
Mae llawer o fathau o ffibrau carbon, gyda phriodweddau a chostau mecanyddol amrywiol. Nid yw'r ffibr carbon yn cael ei allwthio'n uniongyrchol o'r deunydd tawdd ond fe'i gwneir trwy driniaeth wres o'r ffibr rhagflaenol, gan gynnwys ocsidiad cyn- mewn atmosffer aer a charboneiddio mewn atmosffer anadweithiol. O dan densiwn, mae'r strwythur carbon yn y ffibr yn alinio, gan helpu i wneud y mwyaf o gryfder tynnol ac anystwythder.
Y rhagflaenydd mwyaf cyffredin a ddefnyddir ar gyfer ffibr carbon yw ffibr polyacrylonitrile (PAN). Ar hyn o bryd, mae'r ffibr carbon modwlws safonol a chanolig mwyaf cyffredin yn seiliedig ar ragflaenydd PAN. Mae'r modwlws o ffibr carbon a baratowyd gan y system rhagflaenydd asffalt (traw) fel arfer yn uwch. Mae un ffibr carbon fel arfer yn llai na ffibr gwydr, dim ond 5 micron mewn diamedr. Mae ffibr carbon modwlws yn aml yn cael ei ddosbarthu â modwlws Safonol, modwlws Canolradd (IM), Modwlws Uchel (HM), a ffibr carbon modwlws Ultra-uchel.
Ffibrau Atgyfnerthu Arbenigedd Eraill mewn Diwydiant
Y tu hwnt i wydr a charbon traddodiadol, mae angen pensaernïaeth ffibr unigryw ar gyfer cymwysiadau arbenigol:
- Ffibr Aramid Kevlar:Ffibr aramid synthetig a ddatblygwyd gan DuPont. Mae ffibrau aramid masnachol eraill yn cynnwys Twaron, Technora, a Nomex. Fel ffibr atgyfnerthu ar gyfer deunyddiau cyfansawdd, defnyddir ffibr aramid yn bennaf ar gyfer cymwysiadau â chryfder tynnol uchel a thyllu, gwisgo a gwrthsefyll torri. Fe'u defnyddir yn aml mewn cyfuniad â ffibr carbon neu ffibr gwydr.
- Ffibr basalt:Wedi'i wneud trwy ddefnyddio proses toddi ac allwthio tebyg i ffibr gwydr. Mae ei gryfder tynnol a'i fodwlws ychydig yn uwch nag E-ffibr gwydr ond yn llai na ffibr carbon. Mae'r dwysedd yn debyg i ddwysedd E-ffibr gwydr. Mae'r pris rhwng E-ffibr gwydr a ffibr carbon.
- Polyethylen pwysau moleciwlaidd hynod-uchel:Mae Dyneema a Spectra ill dau yn ffibrau wedi'u gwneud o polyethylen pwysau moleciwlaidd ultra- (UHMWPE) neu ffilament allwthiol polyethylen modwlws uchel (HMPE). Mae UHMWPE yn arw, yn wydn, ac yn aml yn cael ei gymysgu â ffibrau carbon i wella caledwch cyfansawdd ac amsugno ynni effaith.
- Polypropylen pwysau moleciwlaidd uchel:Mae Innegra yn ffibr wedi'i wneud o polypropylen pwysau moleciwlaidd uchel (HMPP). Er nad yw mor gryf â Kevlar neu Dyneema, mae Innegra yn wydn ac yn gallu gwrthsefyll effaith a thorri am gost is.
- Ffibrau planhigion:Ffibrau pren a phlanhigion (fel llin a jiwt) yw'r ffibrau atgyfnerthu strwythurol hynaf. Er eu bod yn cynnig manteision ecolegol, mae ffibrau planhigion yn cael trafferth ag amsugno lleithder ac yn arddangos ystod ehangach o anghysondebau mecanyddol o'i gymharu â gwydr E wedi'i beiriannu.
- Ffibrau ceramig:Defnyddir mewn cyfansoddion matrics ceramig (CMC) ar gyfer ymwrthedd tymheredd uchel iawn. Mae gan ffibrau boron nad ydynt yn ocsid gryfder cywasgol anhygoel, tra bod ffibrau silicon carbid (SiC) yn cynnig caledwch goruchaf.
Trawsnewid Ffibrau Crai yn Atebion Strwythurol: Y Gwahaniaeth LFT
Nid yw cymysgu ffibrau amrwd â phlastig yn ddigon ar gyfer cymwysiadau strwythurol trwm. Mae cyfansoddion ffibr byr safonol yn defnyddio ffibrau wedi'u torri o dan 1mm, sy'n gweithredu fel llenwyr gronynnol ond yn methu â throsglwyddo straen mecanyddol yn effeithlon. Dyma lleThermoplastigion ffibr hir (LFT/LFRT)dod yn hanfodol.
Trwy ddefnyddio technoleg cyfansawdd pultrusion parhaus, mae LFT-G®yn alinio E-ffibrau gwydr neu ffibrau carbon PAN y tu mewn i fatricsau polymerau (fel PP, PA6, PA12, PPS, PEEK). Yn y pigiad terfynol-gydran wedi'i fowldio, mae'r ffibrau hyn yn cadw hyd 10-12mm, gan sefydluRhwydwaith sgerbwd cyd-gloi 3D. Mae'r sgerbwd mewnol hwn yn gwella'n sylweddol:
- Gwrthsefyll Effaith:Yn amsugno sioc fecanyddol ac yn atal ymlediad crac.
- Sefydlogrwydd Dimensiwn:Yn lleihau crebachu llwydni ac yn cael gwared ar warping.
- Yn disodli cydrannau alwminiwm a dur trwm, gan leihau pwysau rhan hyd at 50%.
