Трубки из углеродного волокна - важнейший передовой композитный материал, который предпочитают использовать в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность и производство спортивных товаров с высокими эксплуатационными характеристиками благодаря его исключительному соотношению прочности и веса. Два преобладающих варианта - трубки из углеродного волокна с саржевым плетением и однонаправленные (UD), каждый из которых обладает различными структурными и эксплуатационными характеристиками.
Визуальное различие:
Трубки саржевого переплетения сразу же узнаваемы по характерному рисунку в виде шахматной доски, который образуется в результате переплетения волокон в регулярном диагональном переплетении. Такая структура обеспечивает отличительную и часто желанную эстетику. В отличие от них, трубки из углеродного волокна UD имеют гораздо более сдержанный вид: все нити идут параллельно по всей длине трубки, придавая ей однородный, полосатый вид.
Ориентация структурных волокон:
Основное различие заключается в архитектуре углеродных волокон. При саржевом переплетении волокна перекрещиваются друг с другом, обычно под углом 45 градусов, образуя переплетенную ткань. Такая конструкция обеспечивает сбалансированные свойства в нескольких направлениях. Однако в трубках UD более 90% волокон выровнены в одном, непрерывном направлении (продольном), что обеспечивает максимальную прочность и жесткость вдоль этой конкретной оси.
Характеристики и пригодность к применению:
Это принципиальное различие в конструкции обуславливает их оптимальное использование:
*Трубки с плетением Twill отлично подходят для применения в областях, требующих разнонаправленной прочности. Их плетеная структура обеспечивает превосходное сопротивление скручиванию (торсион) и отлично справляется с внеосевыми ударами и раздавливающими усилиями, что делает их надежным выбором для таких изделий, как велосипедные рамы, ракетки и защитное снаряжение.
Трубки *UD разработаны для обеспечения максимальной направленности. Они обеспечивают превосходную прочность на разрыв и максимальную жесткость по всей длине трубки при заданном весе, предлагая непревзойденное соотношение жесткости и веса в одном направлении. Это делает их идеальными для компонентов, где нагрузки предсказуемы и одноосны, таких как манипуляторы беспилотников, роботов и структурные опоры в самолетах.
Заключение:
Выбор между саржевыми и UD-трубками из углеродного волокна - это компромисс между сбалансированной долговечностью и целенаправленными характеристиками. Саржевое плетение используется для обеспечения общей прочности и устойчивости к кручению, в то время как UD предпочтительнее для приложений, требующих максимальной жесткости и прочности в основном направлении.
