0°/90° наспрам ±45° Биаксијална фиберглас тканина: разлике и како одабрати

Одабир исправне оријентације арматуре је од суштинског значаја приликом пројектовања композитног ламината од фибергласа. Иако двоосне тканине од стаклопластике 0°/90° и ±45° могу да користе иста Е-стаклена влакна и имају сличну укупну тежину, оне ојачавају композитну структуру у различитим правцима и различито реагују на затезна оптерећења, савијање, смицање и торзиона оптерећења.

Избор се стога не односи само на то која биаксијална тканина је јача. Зависи од смера оптерећења, облика компоненте, производног процеса и укупног дизајна ламината.

Као професионални добављач фиберглас тканине, Јлон обезбеђује 0°/90° двоосну фиберглас тканину, ±45° двоосну фиберглас тканину и мултиаксијалну фиберглас тканину у различитим тежинама, ширинама и конструкцијама. Овај водич објашњава њихове главне разлике и помаже произвођачима композита да одаберу одговарајућу арматуру од фибергласа за поморство, енергију ветра, транспорт, грађевинарство и индустријску примену.

Шта је двоосна тканина од фибергласа?

Двоосна тканина од фибергласа је врста тканине која се не савија, која се обично назива НЦФ, направљена постављањем непрекидних фибергласа у два главна правца. Слојеви влакана се држе заједно лаганим полиестерским шавовима уместо да се преплићу као конвенционална тканина од фибергласа.

Две најчешће конструкције су:

·  0°/90° биаксијална тканина од фибергласа

·  +45°/-45° биаксијална фиберглас тканина

Пошто главна влакна за ојачање остају релативно равна, двоосна тканина од фибергласа обично пружа бољу механичку ефикасност од тканог материјала сличне тежине. Влакна имају мање савијања, што омогућава да се оптерећења пренесу директније дуж правца влакана.

Кључне карактеристике биаксијалне тканине од фибергласа укључују:

·  Висока снага усмерења

·  Ниско савијање влакана

·  Добра импрегнација смолом

·  Ефикасно накупљање дебљине ламината

·  Компатибилност са полиестером, винил естром и епоксидним смолама

·  Погодност за ручно полагање, вакуумско паковање и инфузију смоле

·  Доступност са или без подлоге за исецкане нити

Термин 'биаксијални' описује тканину са два правца ојачања. Међутим, оријентација ових влакана одређује како ће се готов ламинат понашати.

Шта је 0°/90° биаксијална тканина од фибергласа?

Двоосна тканина од фибергласа 0°/90° садржи непрекидне ровове од фибергласа распоређене у два окомита правца.

Влакна од 0° обично иду дуж дужине ролне, док се влакна од 90° крећу по ширини ролне. У зависности од спецификације производа и ознаке произвођача, она се такође могу описати као уздужна и попречна влакна.

Ова конструкција је првенствено дизајнирана да ојача ламинат у његовим главним уздужним и попречним правцима.

Главна својства 0°/90° фиберглас тканине

Тканина од фибергласа 0°/90° обично нуди:

·  Висока затезна чврстоћа у уздужном и попречном правцу

·  Добре перформансе савијања када су усклађене са главним конструкцијским оптерећењима

·  Побољшана стабилност димензија у два управна правца

·  Ефикасно ојачање равних и благо закривљених панела

·  Предвидљиве механичке особине дуж главних осе компоненте

·  Брзо накупљање ламината када се користе тканине средње или тешке тежине

Пошто су влакна постављена дуж главних геометријских праваца, 0°/90° биаксијална фиберглас тканина се обично користи тамо где се оптерећења носе дуж дужине и ширине панела.

Типичне апликације

Уобичајене примене 0°/90° биаксијалне тканине од фибергласа укључују:

·  Бокови трупа и доње плоче

·  Поморске палубе и преграде

·  Композитни сендвич панели

·  Оклопи лопатица ветрогенератора

·  Панели за камионе и комерцијална возила

·  Грађевински панели и профили

·  Цистерне за воду и посуде за складиштење

·  Равне плоче и пултрудиране компоненте

·  Индустријски поклопци и кућишта

·  Обликоване структуре од фибергласа

На пример, у дугачком композитном панелу, влакна од 0° могу ојачати примарни правац оптерећења, док влакна од 90° помажу у стабилизацији панела по његовој ширини и расподели попречно оптерећење.

Шта је ±45° биаксијална тканина од фибергласа?

Двоосна тканина од фибергласа ±45° састоји се од два слоја фибергласа оријентисаних на +45° и -45° у односу на дужину ролне или дефинисану референтну осу компоненте.

Уместо да ојачавају само директне уздужне и попречне правце, дијагонална влакна су посебно ефикасна у подношењу смицања и торзионих оптерећења у равни.

Главна својства ±45° фиберглас тканине

Тканина од фибергласа ±45° генерално обезбеђује:

·  Добра отпорност на смицање у равни

·  Побољшана отпорност на увијање и торзију

·  Ефикасан пренос оптерећења између уздужног и попречног правца

·  Добро ојачање око углова и закривљених површина

·  Боља усклађеност са неким сложеним геометријама калупа

·  Смањен ризик од цепања дуж једног главног правца

·  Уравнотежено дијагонално ојачање

Када се композитна структура уврне или доживи смицање, оптерећење делује дијагонално преко ламината. Влакна постављена на +45° и -45° су стога добро поравната да би се одупрла овој деформацији.

Типичне апликације

Уобичајене примене ±45° биаксијалне тканине од фибергласа укључују:

·  Закривљени трупови чамаца

·  Везе између трупа и палубе

·  Ојачање тетиве и оквира

·  Цеви, цеви и цилиндрични делови

·  Мреже за смицање лопатица ветротурбине

·  Композитни углови и спојеви

·  Аутомобилске и транспортне компоненте

·  Ламинати за поправку конструкција

·  Резервоари и конструкције везане за притисак

·  Компоненте изложене увртању или вишесмерним оптерећењима

У бродоградњи, на пример, ±45° биаксијална тканина од фибергласа се често користи око кривина трупа, структуралних спојева, шиљака, узица и подручја изложених ударима или торзионим оптерећењима.

0°/90° наспрам ±45° Биаксијална фиберглас тканина

Главна разлика је у смеру у коме арматурна влакна носе оптерећења.

Ниједна тканина није универзално боља. Сваки од њих најбоље ради када се његова оријентација влакана поклапа са очекиваном путањом оптерећења.

Оптерећења затезања и савијања

Композити од фибергласа су најјачи када се арматурна влакна поравнају са примењеним оптерећењем.

Ако се панел првенствено вуче дуж своје дужине, влакна у правцу од 0° ефикасно носе то затезно оптерећење. Ако панел такође захтева снагу по ширини, влакна од 90° обезбеђују попречно ојачање.

Из тог разлога, 0°/90° биаксијална тканина од фибергласа се често бира за:

·  Дуги равни панели

·  Структурне коже

·  Палубе и подови

·  Зидне плоче

·  Оклопи сечива

·  Компоненте подвргнуте уздужном савијању

Савијање производи напетост на једној страни ламината и компресију на другој. Правилно постављена арматура од 0° може значајно повећати крутост на савијање и чврстоћу дугог композитног панела.

Међутим, перформансе савијања не зависе само од оријентације тканине. Дебљина ламината, садржај влакана, систем смоле, материјал језгре и растојање између слојева сендвич панела такође имају велики утицај.

Смична и торзиона оптерећења

Смицање се јавља када силе покушавају да натерају један део структуре да клизи у односу на други. Торзија се јавља када је структура уврнута око своје осе.

Влакна постављена на ±45° су посебно ефикасна у овим условима јер дијагонални правци блиско одговарају главној напетости и компресији коју ствара смицање.

±45° биаксијална тканина од фибергласа се стога обично бира за:

·  Цеви и цилиндричне структуре

·  Закривљени делови трупа

·  Конструктивни спојеви

·  Углови и прелази

·  Ветротурбина смицања мреже

·  Делови изложени увртању

·  Ојачање око отвора

·  Поправка ламината

Ламинат који садржи само 0°/90° влакана може имати добру директну затезну чврстоћу, али недовољну отпорност на пуцање или увртање смицања. Додавање слојева од ±45° ствара уравнотеженију структуру.

Усклађеност на закривљеним површинама

Усклађеност тканине зависи од неколико фактора, укључујући:

·  Оријентација влакана

·  Тежина тканине

·  Шаблон шавова

·  Конструкција слојева

·  Присуство исецкане простирке

·  Закривљеност калупа

·  Правац драпирања

±45° биаксијална фиберглас тканина се често лакше прилагођава закривљеним или сложеним површинама јер дијагонални распоред влакана може ефикасније да прихвати промене облика него крути уздужни и попречни распоред.

Ово чини ±45° фиберглас тканину корисном за контуре трупа чамца, заобљене углове, цеви и сложене ливене компоненте.

Међутим, тешка биаксијална тканина и даље може да премости уске полупречнике или да се набора на компликованим калупима. Када раде са дубоким кривинама или малим угловима, произвођачи ће можда морати да користе лакшу тканину, уже комаде или више слојева уместо једног тешког слоја.

Препоручује се практична проба материјала пре почетка производње у пуном обиму.

Да ли 0°/90° и ±45° тканине треба да се користе заједно?

У многим применама структуралних композита, најбоље решење је комбиновање обе конструкције.

Уравнотежени ламинат може укључивати:

·  0° влакна за уздужну чврстоћу

·  90° влакна за попречну чврстоћу

·  +45°/-45° влакна за чврстоћу на смицање и торзију

На пример, ламинат може користити комбинацију као што су:

1. 0°/90°

2. +45°/−45°

3. Основни материјал

4. +45°/−45°

5. 0°/90°

Тачан редослед зависи од дизајна дела, услова оптерећења и производног процеса. Слојеви постављени даље од неутралне осе ламината генерално имају већи утицај на крутост савијања, док унутрашњи слојеви могу допринети преносу смицања и структурној равнотежи.

Триаксијалне и квадриаксијалне тканине од фибергласа такође могу комбиновати неколико праваца у једном ушивеном ојачању:

·  Триаксијална тканина: 0°/+45°/−45°

·  Триаксијална тканина: +45°/90°/−45°

·  Квадриаксијална тканина: 0°/+45°/90°/−45°

Ове мултиаксијалне тканине од фибергласа могу смањити број одвојених слојева и побољшати ефикасност производње. Међутим, одвојени биаксијални слојеви пружају већу флексибилност када је инжењерима потребна прецизна контрола над оријентацијом влакана и постављањем слојева.

Двоосна тканина од фибергласа са или без простирке

И 0°/90° и ±45° биаксијалне тканине могу се испоручити са додатним слојем простирке од исечених нити. Производи се могу описати коришћењем ознака као што су двоосна тканина од фибергласа са простирком, комбинована простирка или прошивена фиберглас тканина са ЦСМ.

Слој простирке може да обезбеди:

·  Боље везивање између слојева ламината

·  Побољшано формирање површине богате смолом

·  Повећана дебљина по слоју

·  Боља компатибилност са неким процесима ручног полагања

·  Побољшана контрола штампања у одређеним апликацијама

Међутим, исецкана подлога повећава потрошњу смоле и тежину ламината. Можда неће бити потребно у сваком ламинату за инфузију епоксида или смоле.

Тканина без простирке се често бира када произвођач жели:

·  Већи однос влакана и смоле

·  Мања потрошња смоле

·  Боља ефикасност тежине

·  Контролисана дебљина ламината

·  Употреба чистача у вакуум инфузији

·  Компатибилност са апликацијама где је мат слој непотребан

Исправну конструкцију треба изабрати у складу са системом смоле, садржајем циљног стакла, захтевима површине и методом производње.

Како одабрати праву двоосну тканину од фибергласа

1. Идентификујте примарни правац оптерећења

Утврдите да ли је део углавном подвргнут:

·  Уздужна напетост или компресија

·  Попречно оптерећење

·  Савијање

·  Смицање у равни

·  Торзија

·  Утицај

·  Вишесмерно оптерећење

Изаберите тканину од фибергласа 0°/90° када главна оптерећења делују дуж дужине и ширине компоненте. Изаберите тканину од фибергласа ±45° када је смицање, увијање или дијагонални пренос оптерећења важнији.

За сложене структурне делове обично је потребна комбинација.

2. Процените облик калупа

Равне и благо закривљене плоче често могу ефикасно користити тежу двоосну тканину од фибергласа од 0°/90°.

За сложене кривине, уске полупречнике и сложене прелазе, тканина од ±45° или лакша ојачања могу понудити бољу флексибилност. Такође треба узети у обзир тежину тканине и шавове јер сама оријентација не одређује усклађеност.

3. Изаберите одговарајућу тежину тканине

Двоосна тканина од фибергласа доступна је у широком распону површинских тежина. Уобичајене тежине могу укључивати отприлике:

·  300 г/м⊃2;

·  400 г/м⊃2;

·  450 г/м⊃2;

·  600 г/м⊃2;

·  800 г/м⊃2;

·  1000 г/м⊃2;

·  1200 г/м⊃2; или више

Тачна тежина зависи од потребне дебљине ламината, броја слојева, геометрије површине и производног процеса.

Тешка тканина од фибергласа брзо ствара дебљину и може смањити труд, али може бити теже да се навлажи и прилагоди уским кривинама. Лакша тканина пружа прецизнију контролу ламината, али захтева више слојева.

4. Размотрите процес производње

Јлон биаксијалне тканине од фибергласа могу се одабрати за процесе као што су:

·  Ручно полагање

·  Спреј у комбинацији са прошивеним ојачањем

·  Вакуумско паковање

·  Вакуумска инфузија

·  Пренос смоле за обликовање

·  Компресијско обликовање

·  Пултрузија

·  Намотај филамента за одговарајуће конструкције

За инфузију смоле, морају се узети у обзир пропусност и проток смоле. Веома густа арматура може успорити кретање смоле и повећати ризик од сувих подручја.

За ручно полагање, тканина треба да се лако навлажи без прекомерног накупљања смоле. Оператер такође мора да обезбеди да се ваздух уклони између слојева.

5. Ускладите тканину са системом смоле

Двоосна тканина од фибергласа треба да има величину компатибилну са предвиђеном смолом. Уобичајени системи смоле укључују:

·  Незасићена полиестерска смола

·  Винил естар смола

·  Епоксидна смола

·  Друге термореактивне композитне смоле

Систем смоле утиче на понашање при влажењу, интерламинарно везивање, хемијску отпорност, температуру обраде и коначне механичке перформансе.

Пре производње, потврдите компатибилност смоле са добављачем тканине од фибергласа.

6. Прегледајте комплетан дизајн ламината

Избор арматуре од фибергласа не би требало да се заснива на једном слоју тканине.

Комплетан дизајн може укључивати:

·  Гелцоат или површински слој

·  Слојеви коже од фибергласа

·  Локално појачање

·  Материјал језгра

·  Лепак или паста за везивање

·  Систем смоле

·  Уметци и области за причвршћивање

За сендвич структуре које користе језгро од ПВЦ пене, језгро од ПЕТ пене, ПМИ пену или саће, омоти од фибергласа носе влачна и тлачна оптерећења док језгро одваја коре и преноси смицање.

Оријентација тканине од фибергласа стога мора да допуњује и спољашња оптерећења и својства материјала језгра.

Уобичајене грешке при избору

Бирање само по тежини тканине

Две тканине са истом укупном тежином могу да се понашају веома различито ако су њихова оријентација влакана различита. Увек узмите у обзир како су влакна распоређена између два правца.

Под претпоставком да се ±45° тканина користи само за флексибилност

±45° двоосна тканина од фибергласа није само флексибилније ојачање. Његова главна конструкцијска сврха је отпорност на смицање и торзиона оптерећења.

Коришћење само 0°/90° тканине у структури која се увија

Конструкција може имати добру уздужну чврстоћу, али и даље пропада због пуцања на смицање, оштећења зглоба или торзионе деформације. Можда ће бити потребно ојачање ±45°.

Игнорисање дистрибуције влакана

Неке двоосне тканине деле укупну тежину влакана подједнако између два правца, док друге користе неуравнотежену конструкцију. На пример, више влакана се може поставити у правцу од 0° када је потребна већа уздужна чврстоћа.

Проверите комплетну спецификацију тканине уместо да се ослањате само на укупан г/м⊃2;.

Игнорисање захтева процеса

Механички прикладна тканина и даље може изазвати проблеме у производњи ако се не навлажи, не завије или не унесе правилно. Избор материјала мора узети у обзир и структурне перформансе и услове производње.

Зашто одабрати Јлон двоосну тканину од фибергласа?

Јлон испоручује арматурне материјале од фибергласа за произвођаче композита у поморству, енергетици ветра, транспорту, грађевинарству и општим индустријским тржиштима.

Наш асортиман тканина од фибергласа укључује:

·  0°/90° биаксијална тканина од фибергласа

·  +45°/-45° биаксијална фиберглас тканина

·  Двоосна тканина од фибергласа са подлогом од исечених нити

·  Триаксијална фиберглас тканина

·  Квадриаксијална фиберглас тканина

·  Ткани ровинг

·  Тканина од фибергласа

·  Подлога за исецкане праменове

·  Прилагођено прошивено ојачање од фибергласа

Јлон може да обезбеди различите тежине тканине, ширине, дужине ролни, дистрибуцију влакана и конструкције шива према захтевима купаца.

Када траже препоруку, клијенти треба да обезбеде:

·  Примена

·  Димензије дела

·  Правац оптерећења

·  Потребна тежина тканине

·  Ширина ролне

·  Тип смоле

·  Процес производње

·  Тканина са или без простирке

·  Циљана дебљина ламината

·  Годишња или пројектна количина

Са овим информацијама, Јлон може помоћи у идентификацији одговарајуће двоосне конструкције од фибергласа за тестирање и квалификацију.

Често постављана питања

Да ли је двоосна тканина 0°/90° јача од ±45° тканине?

Није нужно. Чврстоћа зависи од смера примењеног оптерећења. Тканина од 0°/90° је нормално јача дуж уздужних и попречних смерова влакана, док је тканина од ±45° ефикаснија за смицање и торзиона оптерећења у равни.

Која је двоосна тканина од фибергласа боља за изградњу чамаца?

Оба се широко користе у морским композитима. Тканина 0°/90° је погодна за уздужно и попречно ојачање трупа, палуба и панела. Тканина ±45° се обично користи за кривине трупа, тетиве, спојеве, браде и подручја изложена смицању или увртању. Структурални морски ламинати често комбинују обоје.

Да ли је двоосна тканина од фибергласа погодна за вакуумску инфузију?

Да. Биаксијалне и мултиаксијалне тканине од фибергласа се широко користе у вакуумској инфузији. Тежина тканине, дебљина наслага, пропусност и стратегија протока смоле морају се узети у обзир да би се постигла потпуна импрегнација.

Која је разлика између двоосне тканине и тканог ровинга?

Ткани ровинг се производи преплитањем ровинга основе и потке, стварајући савијање влакана на тачкама укрштања. Двоосна тканина од фибергласа користи одвојене равни слојеве влакана који се држе заједно шивањем. Његов доњи кримп може побољшати усмерену механичку ефикасност.

Може ли се двоосна тканина од фибергласа испоручити са простирком за исецкане нити?

Да. Јлон може да испоручи двоосну тканину од фибергласа са или без слоја простирке од исечених нити. Најбоља опција зависи од смоле, процеса производње, захтева везивања и циљаних својстава ламината.

Може ли Јлон прилагодити тежину влакана у сваком правцу?

Да. Поред уравнотежених биаксијалних тканина, прилагођене конструкције могу доделити различите тежине влакана у различитим правцима. Ово је корисно када компонента захтева више ојачања дуж једне главне осе.

Закључак

Избор између 0°/90° и ±45° биаксијалне тканине од фибергласа треба да се заснива на смеру оптерећења, а не само на тежини тканине.

Користите 0°/90° двоосну тканину од фибергласа када је структури потребна ефикасна уздужна и попречна затезна или савијана арматура. Користите ±45° двоосну тканину од фибергласа када су отпорност на смицање, перформансе торзије и дијагонални пренос оптерећења важнији.

За многе структурне композитне делове, најефикаснији ламинат комбинује ојачање од 0°, 90° и ±45°. Ово ствара уравнотеженију структуру способну да носи оптерећења у више праваца.

Јлон испоручује двоосну тканину од фибергласа и мултиаксијалну арматуру од фибергласа у прилагођеним тежинама, ширинама и конструкцијама. Контактирајте Јлон са својом апликацијом, системом смоле, производним процесом и потребним спецификацијама како бисте разговарали о најпогоднији тканини од фибергласа за ваш композитни пројекат.