Fes un cop d'ull a una secció de fibra de carboni o tub o placa de fibra de vidre i veuràs que les fibres van en diferents direccions específiques. Comparant diferents estils de tubs es pot notar que la direcció de la fibra, també coneguda com a orientació, no sempre és uniforme. Els fabricants de tubs i plaques compostes utilitzen diferents orientacions en funció del que vulguin aconseguir amb el producte acabat.
En aquest post, explicarem com la direcció de la fibra influeix en les propietats de la fibra de carboni i el tub de fibra de vidre. Les propietats específiques són sovint ideals per a aplicacions específiques. Al final d'aquest post sabràs com afecta l'orientació de la fibra al tub i com triar l'orientació de fibra adequada per al teu projecte.
TOP 3 ORIENTACIONS DE FIBRA
Les fibres es poden orientar en qualsevol direcció entre 0° i 180°, encara que l'orientació de la fibra més enllà de 90° es coneix generalment com un valor d'angle negatiu. Per exemple, un angle de fibra de 135° és igual a un angle de -45°. La majoria dels tubs de fibra de carboni i fibra de vidre en el mercat avui en dia utilitza una combinació de dues o més d'aquestes orientacions:
L'angle de fibra de grau zero és l'orientació més utilitzada. Quan les fibres estan orientades en la direcció de la càrrega són les més fortes i rígides. En el tub, la direcció de grau zero es troba al llarg de la longitud del tub i contribueix a doblegar la resistència a la rigidesa.
90° - S'utilitza l'angle de fibra de noranta graus quan es requereix doblegar ambdues direccions. En un tub les fibres de noranta graus s'orienten en la circumferència del tub. Ajuden a evitar que el tub es trituri o s'enfonsi quan es carrega.
±45° - Els angles de quaranta-cinc graus s'utilitzen sovint en conjunció amb plies de zero i noranta graus per crear una col·locació quasi-isòtropa. Una capa positiva de quaranta-cinc graus gairebé sempre s'aparella al costat d'una capa negativa de quaranta-cinc graus. Quan s'utilitza en un tub, les capes de quaranta-cinc graus contribueixen a torçar la rigidesa i la força.
La fibra teixida sovint es coneix com tenir un angle de fibra de 0/90 graus, ja que hi ha fibres en ambdues direccions, però en una sola peça. Alguns materials teixits poden contenir encara més indicacions de fibra; per exemple, els teixits triaxials tenen fibra en tres direccions i solen ser quasi-isotròpics per si mateixos.
L'EFECTE DE L'ORIENTACIÓ DE LA FIBRA SOBRE LES PROPIETATS
La forma en què les fibres s'orienten en una posada de fibra de carboni o fibra de vidre influeix en les seves propietats per fer des de tubs fins a naus espacials. Els constructors han de considerar aquestes propietats durant el seu procés de disseny. A continuació t'expliquem com afecten cadascuna de les orientacions comunes de fibra a les propietats.
ORIENTACIÓ 1. 0°
Si una part només es carregarà en una direcció, és ideal tenir totes les fibres orientades en aquesta direcció. La vareta pultrudada i el tub són exemples d'una part que conté només fibres de 0°. Atès que la majoria de les parts no es carreguen en una sola direcció, hem d'afegir altres angles per maximitzar la força. Un tub que només veu flexió i cap torsió encara probablement es beneficiaria d'alguns angles de fibra addicionals. L'addició de capes de 90 ° ajuda al tub a mantenir la seva forma millor perquè no s'inclini prematurament.
ORIENTACIÓ 2. 90°
Com es va esmentar anteriorment, les capes de 90 ° sovint s'afegeixen als tubs per fer-les més resistents a la sivella i aixafament. També es poden trobar altes concentracions de capes de 90° o "cèrcol" en els vasos a pressió. Atès que la força està tractant d'ampliar el tub en un vas de pressió, les capes de 90 ° resisteixen millor la força. Quan les capes de 90° s'utilitzen en conjunció amb capes de 0° en una placa, es coneix com a bidireccional. L'ús de tela teixida pot ser una manera fàcil de construir peces amb fibra tant en direccions 0 ° com 90°.
ORIENTACIÓ 3. ±45°
Les capes de 45° serveixen per a diferents propòsits depenent de l'aplicació. Gairebé sempre veureu un parell de +45° adjacent a una capa de -45°. Això és per mantenir el laminat "equilibrat" i de torçar amb força quan es carrega. Quan s'utilitzen capes de 45° en una placa que ja conté una barreja igual de capes de 0° i 90°, la placa es torna quasi-isòtropa. Mentre que una placa bidireccional té propietats iguals en dues direccions, una placa quasi-isòtropa té propietats quasi-iguals en qualsevol direcció. En un tub, les capes de 45° realitzen el treball d'afegir força i rigidesa torsional. Això es deu al fet que quan un tub es torça, la força que actua sobre el laminat és en realitat a quaranta-cinc graus. Alguns laminats utilitzaran angles diferents de 45° com a compromís entre el rendiment de flexió, aixafament i torsió. Atès que les capes 0° no són possibles en els tubs de ferides de filament, és comú veure capes de 10° o 15° utilitzar en el seu lloc.
ESCOLLIR L'ORIENTACIÓ DE FIBRA ADEQUADA
Ara que ja saps com afecta cada orientació de fibra a les propietats, pots triar la col·locació adequada. Si necessiteu un tub que funcioni en una àmplia varietat de condicions, una col·locació bidireccional és ideal. Si necessiteu un tub que funcioni bé en el gir, trieu un producte amb més capes de 45°. Si necessiteu augmentar el gruix ràpidament, un material teixit pot ser una bona opció.
Xinbo Composite ofereix plaques i tubs amb col·locació per satisfer gairebé qualsevol demanda. Si necessites una posada a mida o dissenyada per al teu projecte, truca'ns o dispara'ns un correu electrònic. Si tens més preguntes sobre com afecta l'orientació a la fibra al rendiment d'una part, els nostres representants d'atenció al client estarien encantats d'ajudar-te.
