La forza e lo spessore del tessuto in fibra di carbonio

La fibra di carbonio è la spina dorsale dei compositi leggeri. Comprendere quale tessuto in fibra di carbonio è necessario conoscendo il processo di produzione e la terminologia del settore composito. Di seguito troverai informazioni sul tessuto in fibra di carbonio e sul significato dei diversi codici prodotto e stili.

Bisogna capire che tutta la fibra di carbonio non è uguale. Quando il carbonio viene prodotto in fibre, vengono introdotti speciali additivi ed elementi per aumentare le proprietà di resistenza. La principale proprietà di resistenza su cui viene valutata la fibra di carbonio è il modulo.

Il carbonio viene prodotto in minuscole fibre attraverso il processo PAN o Pitch. Il carbonio è prodotto in fasci di migliaia di minuscoli filamenti e avvolto su un rotolo o una bobina. Esistono tre categorie principali di fibra di carbonio grezza:

• Alto modulo Fibra di carbonio (Grado aerospaziale)
• Modulo intermedio in fibra di carbonio
• Modulo standard in fibra di carbonio (grado commerciale)

Sebbene potremmo entrare in contatto con la fibra di carbonio di grado aerospaziale su un aereo, come il nuovo 787 Dreamliner, o vederlo in un'auto di Formula 1 in TV; la maggior parte di noi verrà probabilmente in contatto con la fibra di carbonio di livello commerciale più frequentemente.

Comune usi di fibra di carbonio di tipo commerciale includono:

• Articoli sportivi
• Cappe per auto e ricambi aftermarket
• Accessori, come custodie per iPhone

Ogni produttore di fibre di carbonio grezze ha una propria nomenclatura del grado. Ad esempio, Toray Carbon Fiber chiama il loro grado commerciale "T300", mentre il grado commerciale di Hexcel si chiama "AS4".

Come accennato in precedenza, la fibra di carbonio grezza è fabbricata in minuscoli filamenti (circa 7 micron), questi filamenti sono raggruppati in roving che vengono avvolti su bobine. Le bobine di fibra vengono successivamente utilizzate direttamente in processi come pultrusione o avvolgimento di filamenti, oppure possono essere tessute in tessuti.

Questi roving in fibra di carbonio sono composti da migliaia di filamenti e sono quasi sempre una quantità standard. Questi sono:

• 1.000 c (fibra di carbonio 1k)
• 3.000 filamenti (fibra di carbonio 3k)
• 6.000 filamenti (fibra di carbonio 6k)
• 12.000 filamenti (fibra di carbonio 12k)

Questo è il motivo per cui se senti un professionista del settore parlare della fibra di carbonio, potrebbe dire: "Sto usando un tessuto a trama liscia 3k T300". Bene, ora lo farai sanno che stanno usando un tessuto in fibra di carbonio che è tessuto con il modulo Toray standard in fibra CF, e sta usando una fibra che ha 3.000 filamenti per Strand.

Va da sé che lo spessore di un roving in fibra di carbonio 12k sarà doppio rispetto a un 6k, quattro volte come un 3k, ecc. A causa dell'efficienza nella produzione, un roving più spesso con più filamenti, come un filo da 12k, di solito è meno costoso per libbra di un 3k di modulo uguale.

Bobine di fibra di carbonio vengono portati in un telaio per tessitura, dove le fibre vengono quindi tessute in tessuti. I due tipi più comuni di intrecci sono "armatura semplice" e "saia". La trama semplice è un motivo a scacchiera bilanciato, in cui ogni filo va oltre quindi sotto ogni filo nella direzione opposta. Considerando che una trama di twill sembra un cesto di vimini. Qui, ogni filo supera un filo opposto, quindi meno di due.

Sia la trama in twill che quella in tinta unita hanno una uguale quantità di fibra di carbonio in ciascuna direzione e i loro punti di forza saranno molto simili. La differenza è principalmente un aspetto estetico.

Ogni azienda che tesse tessuti in fibra di carbonio avrà una propria terminologia. Ad esempio, una trama semplice 3k di Hexcel si chiama "HexForce 282", e comunemente viene chiamata "282" (due ottantadue) in breve. Questo tessuto ha 12 fili di fibra di carbonio 3k per pollice, in ciascuna direzione.