سمك ووزن قماش ألياف الكربون: ما يحتاج المشترون الصناعي إلى الغدة

أمر الشراء الذي يقرأ فقط "200 جم/م2 3K قماش من ألياف الكربون" يترك ثلاثة أرقام غير محددة: السُمك الجاف، وسمك الرقائق المعالجة، وجزء حجم الألياف الذي يربطهم. إذا أخطأت في الخطأ الثالث، فسيتم إغلاق اللوحة مقاس 2.0 مم اسميًا عند 1.8 مم أو 2.2 مم، وهو ما يكفي للفشل في التحقق من الملاءمة على الإدخال المرتبط ويكفي لإرسال دفعة مرة أخرى من خلال إعادة العمل.

الرقمان اللذان يقتبسهما المشترون الصناعيون في أغلب الأحيان، الوزن المساحي بالجرام لكل متر مربع والسمك بالملليمتر، ينتميان إلى أنظمة قياس مختلفة. أحدهما تم اختباره وزنيًا وفقًا لـ أستم D3776. والآخر ذو أبعاد ويتم قياسه وفقًا لمعيار أستم D1777 تحت حمل محدد للقدم المكبس. يقوم هذا الدليل بالتحويل فيما بينها باستخدام العمليات الحسابية التي تحكم فعليًا جدول الرقائق، ثم يحدد خيارات النسج والتفاوتات وأرقام المصادر التي تحدد ما إذا كانت الطبقة الرقيقة ستُغلق عند سمك الرسم.

الوزن المساحي والسمك يقيسان شيئين مختلفين

الوزن المساحي هو رقم كتلة لكل منطقة تم قياسه وفقًا لمعيار ASTM D3776، في حين أن السُمك هو رقم أبعاد تم قياسه وفقًا لمعيار ASTM D1777 تحت حمل متحكم فيه، ولا يتحول أي منهما إلى الآخر بدون كثافة الألياف وجزء حجم الألياف.

يغطي ASTM D3776 الكتلة لكل وحدة مساحة من الأقمشة النسيجية ويتم تسجيله عادةً بـ g/m2 مع التسامح المعلن. يحدد ASTM D1777 السُمك الجاف للمواد النسيجية التي يتم قياسها بقدم ضاغط تحت ضغط محدد، وهو أمر مهم لأن نسيج الكربون المنسوج يضغط. قم بقياس نفس القماش القطني 3K بقاعدة خفيفة وأخرى ثقيلة، وستختلف القراءات بعدة أجزاء من المئات من المليمتر. تأكد من الطريقة قبل مقارنة مطالبات السماكة من اثنين من الموردين، لأن الخلاف بمقدار 0.05 مم عند إدخال البضائع يصبح خلافًا بمقدار 0.6 مم عبر اثنتي عشرة طبقة.

تبلغ كثافة ألياف الكربون ذات المعامل القياسي 1.76 إلى 1.80 جم/سم3 اعتمادًا على الدرجة، و1.78 جم/سم3 هي قيمة العمل لمعظم السلع المنسوجة 3K و12K. وهذا أخف بحوالي 4.4 مرة من الفولاذ بوزن 7.85 جم/سم3. بمجرد إضافة الراتنج، تتحرك كثافة الصفائح المعالجة نحو 1.55 جم/سم3 عند نسبة حجم ألياف 60% مع إيبوكسي عند 1.2 جم/سم3، ولهذا السبب لا تكون كتلة التقوية المسبقة وكتلة القماش الجاف أرقامًا قابلة للتبديل على الرسم.

تحويل الوزن المساحي إلى سمك الطبقة المعالجة

عند نسبة 60% من حجم الألياف، ينتج نسيج الكربون 200 جم/م2 طبقة معالجة تبلغ 0.187 مم، وينتج نسيج 300 جم/م2 0.281 مم.

قم بتشغيل المثال. خذ 200 جم/م2، واقسمها على 1780 وستكون النتيجة 0.112 مم من الألياف الصلبة. اقسم على 0.60 والطبقة 0.187 ملم. تغيير جزء حجم الألياف إلى 0.55 ونفس القماش يعطي 0.204 مم، وهو تأرجح بنسبة 9٪ ينتج عن محتوى الراتنج وحده. هذا هو المصدر الوحيد الأكثر شيوعًا لخطأ السُمك في الصفائح الصناعية، وهو غير مرئي في أي ورقة بيانات للنسيج تسرد الوزن المساحي فقط.

يقوم الجدول أدناه بتحويل الأوزان المساحية التي تظهر غالبًا في أوامر الشراء الصناعية. السماكة الجافة هي القيمة التي يقيسها مفتش البضائع باستخدام المسماك. سمك الطبقة المعالجة هو القيمة التي يضيفها مهندس التصميم.

1k / 3k / 12k نسيج من ألياف الكربون عادي الأقمشة المنسوجة من ألياف الكربون 1K، 3K، 12K هي مواد نسجية عالية الأداء مصنوعة من ألياف الكربون. يتم نسج الأقمشة العادية في السداة واللحمة بالتناوب، ... عرض المنتج →

الكتلة تتبع نفس العملية الحسابية. عند نسبة 60% من حجم الألياف، تضيف طبقة واحدة من القماش بوزن 200 جم/م2 290 جم/م2 إلى الصفائح النهائية، لذلك يزن الجلد المكون من ثماني طبقات 2.32 كجم/م2 قبل احتساب الطلاءات أو الإدخالات أو المثبتات. نادرًا ما يتفاجأ المشترون الذين يتتبعون الكتلة لكل طبقة بدلاً من الكتلة لكل لفة في محطة الوزن.

نمط النسج وحجم السحب يغيران السُمك

قماشان لهما نفس الوزن المساحي 200 جم / م 2 ولكن هندسة نسج مختلفة لا تتقارب دائمًا بنفس السُمك المعالج، لأن عرض التجعيد والتشابك والقطر يغير كيفية تداخل الطبقات تحت الفراغ.

حجم السحب مهم أكثر على الأجزاء المرئية منه على مسارات التحميل. يحمل سحب 1K 1000 خيط، وسحب 3K يحمل 3000 وقطر 12K يحمل 12000 خيط. يؤدي الانتقال من 3K إلى 12K بنفس الوزن المساحي إلى خشونة نسيج السطح، وتقليل عدد نقاط التشابك لكل وحدة مساحة وتقليل تكلفة النسيج لكل متر مربع، ولكنه أيضًا يرفع الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء. بالنسبة للجلود التجميلية الرقيقة التي يتم فيها تحديد نمط رخامي ناعم، يظل النسيج العادي 1K بكثافة 90 إلى 100 جم/م2 هو البناء المرجعي. للحصول على مقارنة كاملة لسلوك الستارة عبر السادة والنسيج القطني والساتان، راجع هذا دليل اختيار نسج .

قماش منسوج من ألياف الكربون مقاوم للتآكل ودرجات الحرارة العالية نسيج نسيج قطني طويل من ألياف الكربون مقاوم للاهتراء ومقاوم للحرارة مصنوع من خيوط ألياف الكربون المنسوجة بعملية نسيج قطني طويل. لديها خصائص مقاومة التآكل، ... عرض المنتج →

يؤدي الدمج إلى إزالة السُمك الذي لا يمثله الحساب الجاف أبدًا. يختفي ما بين 3% و5% من السمك الجاف الاسمي عندما يتم ضغط الطبقات تحت فراغ، لذا فإن كومة مكونة من 12 طبقة بوزن 200 جم/م2 تستهدف 2.25 مم عادةً ما تهبط ببضعة أجزاء من المئات تحت المجموع. هذا هو بالضبط سبب كتابة جداول الطبقات في طبقات كاملة ولماذا يتم ضبط تفاوتات الرسم لرمية الكرة اليدوية على زائد أو ناقص 0.2 مم أو على نطاق أوسع.

التسامح مع السُمك هو المكان الذي تفشل فيه أوامر الشراء

يختلف السُمك الجاف على القماش الكربوني المنسوج بنسبة تصل إلى 10% بين اللفات، في حين أن سُمك الرقائق المعالجة من التقوية المسبقة المؤهلة يصل إلى حوالي 5%، وهذه الفجوة هي سبب وجود فحص البضائع.

1. قم بقص قسيمة مقاس 100 مم × 100 مم ووزنها وفقًا لمعيار ASTM D3776. يجب أن يعيد القماش الذي يبلغ حجمه 200 جم/م2 2.00 جم، ويعتبر نطاق القبول الزائد أو الناقص 3% حدًا تجاريًا قابلاً للتطبيق.
2. خذ خمس قراءات للسمك وفقًا لمعيار ASTM D1777 عند حمل قدم المكبس المحدد، واحدة في المركز وأربع عند نقاط الربع، وسجل المتوسط ​​والمدى بدلاً من رقم واحد.
3. قم بمعالجة لوحة واحدة من أربع طبقات وقياس جزء حجم الألياف ومحتوى الفراغ وفقًا لمعيار أستم D3171. عادةً ما يظهر محتوى الفراغ الذي يزيد عن 2% على شكل انخفاض قابل للقياس في قوة القص بين الصفائح.
4. تحديد محتوى الراتنج عن طريق فقدان الاشتعال إلى أستم D2584. يؤدي تأرجح الراتنج بخمس نقاط على 200 جم/م2 من التقوية المسبقة إلى تحريك سماكة الطبقة المعالجة بمقدار 0.02 مم تقريبًا.

بناء جدول الرقائق من سماكة الرقائق المعالجة

تنتج مجموعة مكونة من ثماني طبقات من نسيج الكربون بوزن 200 جم/م2 ونسبة حجم ألياف 60% صفائح بسمك 1.50 مم، بينما يحتاج الهدف مقاس 2.0 مم إلى إحدى عشرة طبقة من نفس القماش أو سبع طبقات بوزن 300 جم/م2.

قاعدتان تختصران هذا العمل. أولاً، قم بالتقريب لأعلى بدلاً من الأسفل عندما تكون الصفائح هيكلية، لأن هدف 2.0 مم مع نسيج 300 جم/م2 يصل إلى 1.96 مم مع سبع طبقات و2.24 مم مع ثماني طبقات، لذا فإن الاختيار هو قرار الصلابة بدلاً من تمرين التقريب. ثانيًا، حافظ على تناسق الرصة حول المستوى الأوسط، نظرًا لأن الصفائح غير المتوازنة تلتف أثناء المعالجة وعادةً ما يتجاوز الالتواء الحد المسموح به من السُمك الذي كان من المفترض حمايته.

سُمك 25-250، صفائح/ألواح/ألواح من ألياف الكربون خفيفة الوزن ولكنها صلبة 1. يمكن استخدامه كأغطية وألواح سفلية للطائرات بدون طيار، خفيفة الوزن ولكنها صلبة. عرض المنتج →

قماش أثقل يقلل من عمل رمية الكرة لكل ملليمتر. يؤدي الانتقال من 200 جم/م2 إلى 600 جم/م2 إلى خفض عدد طبقات الصفائح التي يبلغ سمكها 3.0 مم من ستة عشر إلى خمسة، مما يزيل إحدى عشرة خطوة معالجة وأحد عشر فرصة لاحتجاز التجاعيد. إن توفير العمالة هو الحجة التجارية الحقيقية لقماش أثقل، وليس سعر المادة للكيلوغرام الواحد.

الأرقام التي تنتمي إلى ورقة المواصفات

هناك ستة معلمات تتحكم في ما إذا كان طلب قماش ألياف الكربون سيتم تشغيله في الإنتاج: الوزن المساحي، والسمك الجاف، ومحتوى الراتنج، وجزء حجم الألياف، ومحتوى الفراغ، وعرض اللفة.

المواصفات التي تنص على "200 جم/م2" فقط ستجتاز الفحص وتفشل في الإنتاج. أضف نطاق محتوى الراتنج وهدف جزء حجم الألياف وسيكون لدى المورد نافذة عملية محددة بدلاً من هدف جماعي، وهو الفرق بين صفح قابل للتكرار والتفاوض في كل شحنة.

مصادر الشيكات خارج ورقة البيانات

يحدد عرض اللفة إنتاجية القطع قبل السعر: في لفة مقاس 1000 مم، يترك الجزء المتداخل عند 940 مم 60 مم من الخردة، بينما يترك نفس الجزء في لفة مقاس 1270 مم 330 مم، أي خسارة بنسبة 26% عبر اللفة.

يبلغ عرض اللفة القياسية للنسيج الكربوني المنسوج 1000 مم، و1270 مم، و1500 مم، وأطوال لفة 50 مترًا و100 مترًا. تحمل لفة 100 متر من القماش بوزن 200 جم/م2 وعرض 1000 مم 20 كجم من الألياف الجافة، وهو أيضًا الرقم الذي يدفع تخطيط الشحن والأرفف والتخزين الذي يتم التحكم فيه بالرطوبة. تمت تغطية اختيار العرض والوزن لبرامج السيارات بمزيد من التعمق في هذا مقالة اختيار الوزن والعرض .

شركة جيانغين دونغلي لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة تدير شركة Dongli New Materials، التي تعمل تحت اسم Dongli New Materials، عمليات النسيج والتجهيز المسبق من مصنع تبلغ مساحته 32,000 متر مربع في Jiangyin مع قاعات نسيج يمكن التحكم في درجة حرارتها وغرفة نظيفة من الدرجة 100,000، مدعومة بـ 24 موظفًا فنيًا و10 خطوط إنتاج. تغطي قائمة العمليات الخاصة بها الأوتوكلاف، وRTM، وRMCP، وPCM، وWCM، وقولبة الرش للأجزاء النهائية، وهو ما يهم المشترين الذين يريدون القماش، والتجهيز المسبق، واللوحة النهائية التي يحكمها مالك عملية واحد بدلاً من ثلاثة.

الأسئلة التي يطرحها المشترون قبل إصدار أمر الشراء

ما مدى سمك طبقة واحدة من قماش ألياف الكربون؟

طبقة واحدة من نسيج قطني طويل بوزن 200 جم/م2 3K يبلغ طولها حوالي 0.22 مم جاف و0.19 مم مُعالج بنسبة 60% من حجم الألياف. يبلغ قياس القماش 300 جم/م2 12K 0.34 مم جافًا و0.28 مم معالجًا، ويبلغ قياس القماش 600 جم/م2 12K حوالي 0.68 مم جافًا و0.56 مم معالجًا.

هل تعطي قطعة القماش المصنوعة من ألياف الكربون الأثقل دائمًا طبقة رقيقة أقوى؟

لا. القوة والصلابة لكل وحدة سمك تتبع نسبة حجم الألياف واتجاهها، وليس الوزن المساحي. قطعة قماش بوزن 600 جم/م2 تصنع 0.56 مم لكل طبقة وتقلل من جهد رمي الكرة بشكل حاد، لكن السحب الأثقل يترك المزيد من التجعد والتموج عند نقاط العبور، وقوة الضغط هي الخاصية الأكثر حساسية لهذا التموج.

ما هو التسامح الذي يجب أن أقبله على الوزن المساحي؟

حدد زائد أو ناقص 3% على الكتلة لكل وحدة مساحة وفقًا لمعيار ASTM D3776، وحدد زائد أو ناقص 10% على السماكة الجافة وفقًا لمعيار ASTM D1777. بالنسبة للأجزاء المعالجة، احتفظ بسمك الرقائق المعالجة في حدود زائد أو ناقص 5% وتحقق من نسبة حجم الألياف إلى ASTM D3171 على قسيمة معالجة بدلاً من القماش الجاف.

كم عدد الطيات التي أحتاجها للوحة من ألياف الكربون مقاس 2 مم؟

إحدى عشرة طبقة من القماش بوزن 200 جم/م2 تعطي 2.09 مم بنسبة 60% من حجم الألياف، وسبع طبقات بوزن 300 جم/م2 تعطي 1.96 مم. أضف 0.05 إلى 0.10 مم لكل وجه مطلي إذا كانت اللوحة مطلية أو مطلية بطبقة شفافة، وتأكد من تسامح الرسم قبل تقريب العد التنازلي للطبقة.