0°/90° naspram ±45° biaksijalne stakloplastike: razlike i kako odabrati

Odabir ispravne orijentacije armature ključan je pri projektiranju kompozitnog laminata od stakloplastike. Iako 0°/90° i ±45° dvoosni tkanine od stakloplastike mogu koristiti ista E-staklena vlakna i imati sličnu ukupnu težinu, one ojačavaju kompozitnu strukturu u različitim smjerovima i različito reagiraju na vlačna, savijajuća, posmična i torzijska opterećenja.

Izbor se stoga ne odnosi samo na to koja je dvoosna tkanina jača. Ovisi o smjeru opterećenja, obliku komponente, procesu proizvodnje i ukupnom dizajnu laminata.

Kao profesionalac Dobavljač tkanina od stakloplastike , Jlon nudi dvoosne tkanine od stakloplastike 0°/90°, dvoosne tkanine od stakloplastike ±45° i višeosne tkanine od stakloplastike u različitim težinama, širinama i konstrukcijama. Ovaj vodič objašnjava njihove glavne razlike i pomaže proizvođačima kompozita odabrati pravu armaturu od stakloplastike za brodove, energiju vjetra, prijevoz, građevinarstvo i industrijske primjene.

Što je dvoosna tkanina od stakloplastike?

Dvoosna tkanina od stakloplastike vrsta je tkanine koja se ne skuplja, obično se naziva NCF, a izrađena je postavljanjem kontinuiranih traka od stakloplastike u dva glavna smjera. Vlaknasti slojevi se drže zajedno laganim poliesterskim šavovima umjesto da su isprepleteni poput konvencionalne tkane tkanine od stakloplastike.

Dvije najčešće konstrukcije su:

·  0°/90° dvoosna tkanina od stakloplastike

·  +45°/-45° dvoosna tkanina od stakloplastike

Budući da glavna vlakna za pojačanje ostaju relativno ravna, dvoosna tkanina od stakloplastike obično pruža bolju mehaničku učinkovitost od tkane tkanine slične težine. Vlakna su manje naborana, što omogućuje direktniji prijenos opterećenja duž smjera vlakana.

Ključne karakteristike dvoosne tkanine od stakloplastike uključuju:

·  Visoka čvrstoća usmjerenja

·  Niska uvijenost vlakana

·  Dobra impregnacija smolom

·  Učinkovito povećanje debljine laminata

·  Kompatibilnost s poliesterskim, vinil esterskim i epoksidnim smolama

·  Prikladnost za ručno odlaganje, vakuumsko pakiranje i infuziju smole

·  Dostupnost sa ili bez nasjeckane niti

Pojam 'dvoosni' opisuje tkaninu s dva smjera ojačanja. Međutim, orijentacija ovih vlakana određuje performanse gotovog laminata.

Što je dvoosna tkanina od stakloplastike 0°/90°?

A 0°/90° dvoosna tkanina od stakloplastike sadrži neprekinute rovove od stakloplastike raspoređene u dva okomita smjera.

Vlakna od 0° obično se protežu duž duljine role, dok vlakna od 90° idu po širini role. Ovisno o specifikaciji proizvoda i napomeni proizvođača, ona se također mogu opisati kao uzdužna i poprečna vlakna.

Ova konstrukcija prvenstveno je dizajnirana za ojačanje laminata u njegovim glavnim uzdužnim i poprečnim smjerovima.

Glavna svojstva 0°/90° tkanine od stakloplastike

Tkanina od stakloplastike 0°/90° općenito nudi:

·  Visoka vlačna čvrstoća u uzdužnom i poprečnom smjeru

·  Dobre performanse savijanja kada su usklađene s glavnim strukturnim opterećenjima

·  Poboljšana dimenzijska stabilnost u dva okomita smjera

·  Učinkovito ojačanje ravnih i blago zakrivljenih ploča

·  Predvidljiva mehanička svojstva duž glavnih osi komponente

·  Brzo nakupljanje laminata pri korištenju tkanina srednje ili teške težine

Budući da su vlakna smještena duž glavnih geometrijskih smjerova, 0°/90° biaksijalna tkanina od stakloplastike obično se koristi tamo gdje se opterećenja prenose duž duljine i širine ploče.

Tipične primjene

Uobičajene primjene 0°/90° dvoosne tkanine od stakloplastike uključuju:

·  Stranice trupa čamca i donje ploče

·  Brodske palube i pregrade

·  Kompozitni sendvič paneli

·  Oklopi lopatica vjetroturbina

·  Ploče za kamione i gospodarska vozila

·  Građevinski paneli i profili

·  Spremnici za vodu i posude za skladištenje

·  Ravne ploče i pultrudirane komponente

·  Industrijski poklopci i kućišta

·  Oblikovane strukture od stakloplastike

Na primjer, u dugačkoj kompozitnoj ploči, vlakna od 0° mogu ojačati primarni smjer opterećenja, dok vlakna od 90° pomažu stabilizirati ploču po njezinoj širini i raspodijeliti poprečna opterećenja.

Što je ±45° dvoosna tkanina od stakloplastike?

±45° biaksijalna tkanina od stakloplastike sastoji se od dva sloja od stakloplastike orijentiranih na +45° i -45° u odnosu na duljinu role ili definiranu referentnu os komponente.

Umjesto da ojačavaju samo izravne uzdužne i poprečne smjerove, dijagonalna vlakna posebno su učinkovita u nošenju posmičnih i torzijskih opterećenja u ravnini.

Glavna svojstva ±45° tkanine od stakloplastike

Tkanina od stakloplastike ±45° općenito pruža:

·  Dobra čvrstoća na smicanje u ravnini

·  Poboljšana otpornost na uvijanje i torziju

·  Učinkovit prijenos opterećenja između uzdužnog i poprečnog smjera

·  Dobro ojačanje oko kutova i zakrivljenih površina

·  Bolja usklađenost s nekim složenim geometrijama kalupa

·  Smanjeni rizik od cijepanja duž jednog glavnog smjera

·  Uravnoteženo dijagonalno ojačanje

Kada se kompozitna struktura uvija ili doživi smicanje, opterećenje djeluje dijagonalno preko laminata. Vlakna postavljena na +45° i -45° stoga su dobro poravnata kako bi se oduprla ovoj deformaciji.

Tipične primjene

Uobičajene primjene ±45° dvoosne tkanine od stakloplastike uključuju:

·  Zakrivljeni trup broda

·  Veze između trupa i palube

·  Ojačanje uzice i okvira

·  Cijevi, cijevi i cilindrični dijelovi

·  Smične mreže lopatica vjetroturbina

·  Kompozitni uglovi i spojevi

·  Automobilske i transportne komponente

·  Laminati za strukturalne popravke

·  Spremnici i strukture povezane s tlakom

·  Komponente izložene uvijanju ili višesmjernim opterećenjima

U brodogradnji, na primjer, ±45° dvoosna tkanina od stakloplastike često se koristi oko krivina trupa, strukturnih spojeva, udubljenja, stringera i područja izloženih udarnom ili torzijskom opterećenju.

0°/90° u odnosu na ±45° biaksijalna tkanina od stakloplastike

Glavna razlika je smjer u kojem vlakna za pojačanje nose opterećenja.

Nijedna tkanina nije univerzalno bolja. Svaki od njih ima najbolje rezultate kada njegova orijentacija vlakana odgovara očekivanoj putanji opterećenja.

Vlačna i savojna opterećenja

Kompoziti od stakloplastike najčvršći su kada se vlakna za pojačanje poravnaju s primijenjenim opterećenjem.

Ako se ploča primarno povlači duž svoje duljine, vlakna u smjeru 0° učinkovito nose to vlačno opterećenje. Ako ploča također zahtijeva čvrstoću po svojoj širini, vlakna od 90° osiguravaju poprečno pojačanje.

Iz tog razloga, 0°/90° dvoosna tkanina od stakloplastike često se odabire za:

·  Duge ravne ploče

·  Strukturalne obloge

·  Palube i podovi

·  Zidne ploče

·  Školjke oštrice

·  Komponente izložene uzdužnom savijanju

Savijanje stvara napetost na jednoj strani laminata i kompresiju na drugoj. Pravilno postavljena armatura od 0° može značajno povećati krutost savijanja i čvrstoću duge kompozitne ploče.

Međutim, učinak savijanja ne ovisi samo o orijentaciji tkanine. Debljina laminata, sadržaj vlakana, sustav smole, materijal jezgre i udaljenost između obloga sendvič panela također imaju veliki utjecaj.

Posmična i torzijska opterećenja

Smicanje se događa kada sile pokušavaju natjerati jedan dio strukture da klizi u odnosu na drugi. Torzija nastaje kada se struktura uvija oko svoje osi.

Vlakna postavljena pod ±45° posebno su učinkovita u ovim uvjetima jer dijagonalni smjerovi blisko odgovaraju glavnoj napetosti i kompresiji generiranoj smicanjem.

±45° dvoosna tkanina od stakloplastike se stoga obično bira za:

·  Cijevi i cilindrične strukture

·  Zakrivljeni dijelovi trupa

·  Konstrukcijski spojevi

·  Kutovi i prijelazi

·  Smične mreže vjetroturbina

·  Dijelovi izloženi uvijanju

·  Ojačanje oko otvora

·  Popravak laminata

Laminat koji sadrži samo 0°/90° vlakna može imati dobru izravnu vlačnu čvrstoću, ali nedovoljnu otpornost na pucanje smicanjem ili uvijanje. Dodavanjem slojeva od ±45° stvara se uravnoteženija struktura.

Konformabilnost na zakrivljenim površinama

Prilagodljivost tkanine ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući:

·  Orijentacija vlakana

·  Težina tkanine

·  Uzorak uboda

·  Izgradnja slojeva

·  Prisutnost nasjeckanih vlakana

·  Zakrivljenost kalupa

·  Smjer drapiranja

±45° dvoosna tkanina od stakloplastike često se lakše prilagođava zakrivljenim ili složenim površinama jer se dijagonalni raspored vlakana može učinkovitije prilagoditi promjenama oblika nego kruti uzdužni i poprečni raspored.

To čini tkaninu od stakloplastike ±45° korisnom za konture trupa broda, zaobljene kutove, cijevi i složene lijevane komponente.

Međutim, teška biaksijalna tkanina još uvijek može premostiti uske radijuse ili se naborati na kompliciranim kalupima. Kada rade s dubokim zakrivljenjima ili malim uglovima, proizvođači će možda trebati koristiti lakšu tkaninu, uže krojene komade ili više slojeva umjesto jednog teškog sloja.

Preporuča se praktično ispitivanje materijala prije početka proizvodnje u punom opsegu.

Trebaju li se tkanine 0°/90° i ±45° koristiti zajedno?

U mnogim primjenama strukturnih kompozita, najbolje rješenje je kombinirati obje konstrukcije.

Uravnoteženi laminat može uključivati:

·  0° vlakna za uzdužnu čvrstoću

·  90° vlakna za poprečnu čvrstoću

·  +45°/−45° vlakna za otpornost na smicanje i torziju

Na primjer, laminat može koristiti kombinaciju kao što je:

1. 0°/90°

2. +45°/−45°

3. Materijal jezgre

4. +45°/−45°

5. 0°/90°

Točan redoslijed ovisi o dizajnu dijela, stanju punjenja i procesu proizvodnje. Slojevi koji su postavljeni dalje od neutralne osi laminata općenito imaju veći utjecaj na krutost na savijanje, dok unutarnji slojevi mogu doprinijeti prijenosu smicanja i strukturnoj ravnoteži.

Troosne i četveroosne tkanine od stakloplastike također mogu kombinirati nekoliko smjerova u jednoj šivanoj armaturi:

·  Troosna tkanina: 0°/+45°/−45°

·  Troosna tkanina: +45°/90°/−45°

·  Kvadriaksijalna tkanina: 0°/+45°/90°/−45°

Ove višeosne tkanine od stakloplastike mogu smanjiti broj odvojenih slojeva i poboljšati učinkovitost proizvodnje. Međutim, odvojeni biaksijalni slojevi pružaju veću fleksibilnost kada inženjeri trebaju preciznu kontrolu nad orijentacijom vlakana i postavljanjem slojeva.

Dvoosna tkanina od stakloplastike sa ili bez podloge

I 0°/90° i ±45° dvoosne tkanine mogu se isporučiti s dodatnim slojem nasjeckane niti. Proizvodi se mogu opisati korištenjem oznaka kao što su dvoosna tkanina od stakloplastike s podlogom, kombinirana podloga ili prošivena tkanina od stakloplastike s CSM-om.

Mat sloj može pružiti:

·  Bolje spajanje između slojeva laminata

·  Poboljšano stvaranje površine bogate smolom

·  Povećana debljina po sloju

·  Bolja kompatibilnost s nekim procesima ručnog postavljanja

·  Poboljšana kontrola ispisa u određenim aplikacijama

Međutim, nasjeckana vlakna povećavaju potrošnju smole i težinu laminata. Možda neće biti potrebno u svakom laminatu s epoksidnom smolom ili smolom.

Tkanina bez prostirke često se odabire kada proizvođač želi:

·  Veći omjer vlakana i smole

·  Manja potrošnja smole

·  Bolja učinkovitost težine

·  Kontrolirana debljina laminata

·  Upotreba sredstva za čišćenje u vakuumskoj infuziji

·  Kompatibilnost s aplikacijama gdje je nepotreban mat sloj

Ispravnu konstrukciju treba odabrati u skladu sa sustavom smole, ciljanim sadržajem stakla, površinskim zahtjevima i metodom proizvodnje.

Kako odabrati pravu dvoosnu tkaninu od stakloplastike

1. Odredite primarni smjer opterećenja

Odredite je li dio uglavnom izložen:

·  Uzdužna napetost ili kompresija

·  Poprečno opterećenje

·  Savijanje

·  Smicanje u ravnini

·  Torzija

·  Utjecaj

·  Višesmjerno opterećenje

Odaberite 0°/90° tkaninu od stakloplastike kada glavna opterećenja djeluju duž duljine i širine komponente. Odaberite ±45° tkaninu od stakloplastike kada je smicanje, uvijanje ili dijagonalni prijenos opterećenja važniji.

Za složene konstrukcijske dijelove obično je potrebna kombinacija.

2. Procijenite oblik kalupa

Ravne i blago zakrivljene ploče često mogu učinkovito koristiti težu dvoosnu tkaninu od stakloplastike 0°/90°.

Za složene krivulje, uske radijuse i složene prijelaze, tkanina od ±45° ili lakša ojačanja mogu ponuditi bolju drapabilnost. Također treba uzeti u obzir težinu tkanine i šavove jer sama orijentacija ne određuje usklađenost.

3. Odaberite odgovarajuću težinu tkanine

Dvoosna tkanina od stakloplastike dostupna je u širokom rasponu površinskih težina. Uobičajene težine mogu uključivati ​​otprilike:

·  300 g/m²

·  400 g/m²

·  450 g/m²

·  600 g/m²

·  800 g/m²

·  1000 g/m²

·  1200 g/m² ili više

Točna težina ovisi o potrebnoj debljini laminata, broju slojeva, geometriji površine i procesu proizvodnje.

Teška tkanina od stakloplastike brzo postaje deblja i može smanjiti rad, ali može biti teže navlažiti je i uskladiti oko uskih krivulja. Lakša tkanina pruža precizniju kontrolu laminata, ali zahtijeva više slojeva.

4. Razmotrite proizvodni proces

Jlon biaksijalne tkanine od stakloplastike mogu se odabrati za procese kao što su:

·  Polaganje ruke

·  Raspršivanje u kombinaciji s ušivenim ojačanjem

·  Vakuumsko pakiranje

·  Vakuumska infuzija

·  Kalup za prijenos smole

·  Kompresirano prešanje

·  Pultruzija

·  Namatanje niti za prikladne konstrukcije

Za infuziju smole potrebno je uzeti u obzir propusnost i protok smole. Vrlo gusta hrpa armature može usporiti kretanje smole i povećati rizik od suhih područja.

Za ručno polaganje, tkanina bi se trebala lako smočiti bez pretjeranog nakupljanja smole. Operater također mora osigurati uklanjanje zraka između slojeva.

5. Uskladite tkaninu sa sustavom smole

Dvoosna tkanina od stakloplastike trebala bi imati veličinu kompatibilnu s predviđenom smolom. Uobičajeni sustavi smola uključuju:

·  Nezasićena poliesterska smola

·  Vinil esterska smola

·  Epoksidna smola

·  Ostale termoreaktivne kompozitne smole

Sustav smole utječe na ponašanje pri vlaženju, interlaminarno spajanje, kemijsku otpornost, temperaturu obrade i konačnu mehaničku izvedbu.

Prije proizvodnje, potvrdite kompatibilnost smole s dobavljačem tkanine od stakloplastike.

6. Pregledajte kompletan dizajn laminata

Odabir armature od stakloplastike ne smije se temeljiti na jednom sloju tkanine.

Kompletan dizajn može uključivati:

·  Gelcoat ili površinski sloj

·  Slojevi kože od stakloplastike

·  Lokalno pojačanje

·  Materijal jezgre

·  Ljepilo ili pasta za lijepljenje

·  Sustav smole

·  Umetci i područja za pričvršćivanje

Za sendvič strukture koje koriste jezgru od PVC pjene, jezgru od PET pjene, PMI pjenu ili saće, obloge od stakloplastike nose vlačna i tlačna opterećenja dok jezgra razdvaja opne i prenosi smicanje.

Orijentacija tkanine od stakloplastike stoga mora nadopunjavati i vanjska opterećenja i svojstva materijala jezgre.

Uobičajene pogreške pri odabiru

Odabir samo prema težini tkanine

Dvije tkanine iste ukupne težine mogu se vrlo različito ponašati ako su im orijentacije vlakana različite. Uvijek uzmite u obzir kako su vlakna raspoređena između dva smjera.

Pod pretpostavkom da se tkanina od ±45° koristi samo za fleksibilnost

±45° dvoosna tkanina od stakloplastike nije samo fleksibilnije ojačanje. Njegova glavna konstrukcijska svrha je otpornost na smična i torzijska opterećenja.

Korištenje samo 0°/90° tkanine u upredenoj strukturi

Konstrukcija može imati dobru uzdužnu čvrstoću, ali ipak pokvariti zbog posmičnih pukotina, oštećenja spojeva ili torzijske deformacije. Može biti potrebno pojačanje od ±45°.

Zanemarivanje distribucije vlakana

Neke dvoosne tkanine ravnomjerno dijele ukupnu težinu vlakana u dva smjera, dok druge koriste neuravnoteženu konstrukciju. Na primjer, više vlakana može se postaviti u smjeru 0° kada je potrebna veća uzdužna čvrstoća.

Provjerite potpunu specifikaciju tkanine umjesto da se oslanjate samo na ukupni g/m².

Ignoriranje zahtjeva procesa

Mehanički prikladna tkanina i dalje može prouzročiti probleme u proizvodnji ako se ne navlaži, ne prekrije ili ne upije pravilno. Odabir materijala mora uzeti u obzir i strukturnu izvedbu i uvjete proizvodnje.

Zašto odabrati Jlon biaxial fiberglass tkaninu?

Jlon isporučuje materijale za ojačanje od stakloplastike za proizvođače kompozita u tržištima brodogradnje, energije vjetra, transporta, građevinarstva i opće industrijske industrije.

Naš asortiman tkanina od stakloplastike uključuje:

·  0°/90° dvoosna tkanina od stakloplastike

·  +45°/−45° biaksijalna tkanina od stakloplastike

·  Dvoosna tkanina od stakloplastike s podlogom od usitnjenih niti

·  Troosna tkanina od stakloplastike

·  Kvadriaksijalna tkanina od stakloplastike

·  Tkani roving

·  Tkanina od stakloplastike

·  Podloga od nasjeckanih niti

·  Prilagođeno ojačanje od fiberglasa

Jlon može ponuditi različite težine tkanine, širine, duljine role, raspodjelu vlakana i konstrukcije šavova prema zahtjevima kupaca.

Kada traže preporuku, klijenti trebaju dostaviti:

·  Primjena

·  Dimenzije dijelova

·  Smjer opterećenja

·  Potrebna težina tkanine

·  Širina role

·  Vrsta smole

·  Proces proizvodnje

·  Tkanina sa ili bez prostirke

·  Ciljana debljina laminata

·  Godišnja ili projektna količina

S ovim informacijama, Jlon može pomoći u identificiranju odgovarajuće dvoosne konstrukcije od stakloplastike za testiranje i kvalifikaciju.

Često postavljana pitanja

Je li dvoosna tkanina 0°/90° čvršća od tkanine ±45°?

Nije nužno. Čvrstoća ovisi o smjeru primijenjenog opterećenja. Tkanina od 0°/90° obično je jača duž uzdužnih i poprečnih smjerova vlakana, dok je tkanina od ±45° učinkovitija za smična i torzijska opterećenja u ravnini.

Koja je dvoosna tkanina od stakloplastike bolja za izradu brodova?

Oba se široko koriste u morskim kompozitima. Tkanina 0°/90° prikladna je za uzdužno i poprečno armiranje trupova, paluba i panela. ±45° tkanina se obično koristi za krivulje trupa, stringere, spojeve, utore i područja izložena smicanju ili uvijanju. Strukturni brodski laminati često kombiniraju oboje.

Je li dvoosna tkanina od fiberglasa prikladna za vakuumsku infuziju?

Da. Dvoosne i višeosne tkanine od stakloplastike naširoko se koriste u vakuumskoj infuziji. Težina tkanine, debljina hrpe, propusnost i strategija protoka smole moraju se uzeti u obzir kako bi se postigla potpuna impregnacija.

Koja je razlika između biaksialne tkanine i tkanog rovinga?

Tkani roving se proizvodi ispreplitanjem rovinga osnove i potke, stvarajući naboranost vlakana na mjestima križanja. Dvoosna tkanina od stakloplastike koristi zasebne ravne slojeve vlakana koji se spajaju šivanjem. Njegovo niže savijanje može poboljšati usmjerenu mehaničku učinkovitost.

Može li se dvoosna tkanina od stakloplastike isporučiti s podlogom od nasjeckanih niti?

Da. Jlon može isporučiti dvoosnu tkaninu od stakloplastike sa ili bez sloja nasjeckane niti. Najbolja opcija ovisi o smoli, procesu proizvodnje, zahtjevima za lijepljenje i ciljnim svojstvima laminata.

Može li Jlon prilagoditi težinu vlakana u svakom smjeru?

Da. Uz uravnotežene dvoosne tkanine, prilagođene konstrukcije mogu dodijeliti različite težine vlakana u različitim smjerovima. Ovo je korisno kada komponenta zahtijeva više pojačanja duž jedne glavne osi.

Zaključak

Izbor između 0°/90° i ±45° dvoosne tkanine od stakloplastike treba se temeljiti na smjeru opterećenja, a ne samo na težini tkanine.

Koristite 0°/90° dvoosna tkanina od stakloplastike kada je konstrukciji potrebna učinkovita uzdužna i poprečna vlačna ili savojna armatura. Koristite ±45° dvoosnu tkaninu od stakloplastike kada su otpornost na smicanje, torzijska izvedba i dijagonalni prijenos opterećenja važniji.

Za mnoge strukturne kompozitne dijelove, najučinkovitiji laminat kombinira ojačanje od 0°, 90° i ±45°. To stvara uravnoteženiju strukturu koja može nositi teret u više smjerova.

Jlon isporučuje dvoosnu tkaninu od staklenih vlakana i višeosnu armaturu od staklenih vlakana prilagođenih težina, širina i konstrukcija. Obratite se Jlonu sa svojom primjenom, sustavom smole, proizvodnim procesom i potrebnim specifikacijama kako biste razgovarali o najprikladnijoj tkanini od stakloplastike za vaš kompozitni projekt.