نسيج هجين من ألياف الكربون، ليس فقط من أجل المظهر! ما هي الطريقة المثلى بالضبط للاختيار بين ألياف الكربون الأراميدية، والكربون الزجاجي، وخرزات المعادن

نسيج هجين من ألياف الكربون، ليس فقط من أجل المظهر! ما هي الطريقة المثلى بالضبط للاختيار بين ألياف الكربون الأراميدية، والكربون الزجاجي، وخرزات المعادن

لطالما كان الألياف الكربونية مصطلحًا غير مألوف في العالم الحديث للصناعة والرياضة، حيث يُسعى إلى الأداء الفائق. ولكن هل لاحظت أن قماش الألياف الكربونية ليس دائمًا أسود اللون؟ إن الخيوط الصفراء والفضية المتشابكة ليست مجرد "قيمة جمالية"، بل هي أيضًا سرّ المهندسين الذين يحوّلون الحجارة إلى ذهب. اليوم، سنغوص بعمق في عائلة أقمشة الألياف الكربونية المختلطة مع استعراض ثلاثة من أعضائها البارزين: أراميد كربون، زجاج كربون، وخيوط معدنية (بولي إيثيلين تيرفثالات مقاوم للحرارة)، لمعرفة المهارات التي يمتلكونها.

لماذا يتم نسج ألياف مختلفة معًا؟

الملابس النقية من ألياف الكربون لديها أداء ممتاز، وقوة عالية، وحدة عالية، وخفة الوزن، ولكنها أيضا لديها "كعب أخيل" خاص بها: هشة، وضعيفة مقاومة للصدمات، موصلة (في بعض الأحيان عيب) ، وارتفاع التكلفة
الفكرة الأساسية للتكنولوجيا الهجينة هي "أن تأخذ الأفضل من السيئ". من خلال نسج ألياف الكربون مع الألياف الأخرى التي لها خصائص مختلفة، يتم إنشاء مادة مركبة "1+1 2" تلبي احتياجات التطبيقات المحددة والمعقدة.

ثلاثة أنسجة مختلطة رئيسية

نسيج مزيج من ألياف الكربون مع الكيفلار (ألياف الكربون + ألياف الكيفلار)

السمات الأساسية: المزيج الذهبي لـ "قوي" و "قاسي". يقدم ألياف الكربون قوة الشد عالية للغاية والصلابة ، ويعطي ألياف الأراميد (المعروفة باسم "كيفلر") للمادة مقاومة تأثير ممتازة وصلابة كسر ، لحل مشكلة أن قماش الكربون النقي سهل الهشاشة ؛ وزنه 1/5 فقط
الفرق الرئيسي: بالمقارنة مع الأقمشة الهجينة الأخرى، فإن الميزة الأساسية لقماش الكربون العطري هي "مقاومة التأثير + مرونة عالية"، وتمددية أعلى عند الكسر (حوالي 2.5٪-3.0٪، أعلى من 1.5٪-2.0٪ لأقمشة الكربون البحتة)، ولا يسهل انهياره عند تعرّضه لقوى خارجية.

قماش مخلوط من ألياف الكربون مع الفيبرجلاس (ألياف كربون + فيبرجلاس)

الخصائص الأساسية: ملك الفعالية من حيث التكلفة، ويوازن بين القوة والاقتصاد. فتُستخدم ألياف الكربون للحفاظ على الصلابة الهيكلية وقدرة التحمل، بينما تُستخدم ألياف الزجاج لتقليل التكاليف (سعرها لا يتعدى ثلث إلى نصف سعر ألياف الكربون)، مع تعزيز مقاومة المادة للتآكل؛ ورغم أن قوة الشد أقل قليلاً مقارنة بقماش الأراميد-كربون، إلا أنها كافية لتلبية احتياجات معظم الاستخدامات المدنية؛ كما يتمتع بقدرة أفضل على نفاذ الضوء (يمكن استخدامه في المواد المركبة الشفافة)، وسهل المعالجة، ومناسب للطرق اليدوية في التصنيع مثل الصب والتشكيل.

الفرق الرئيسي: التأكيد على "التكلفة المنخفضة"، ومقاومة الصدمات أقل نسبيًا مقارنة بقماش الكربون الأراميدي، ولكن قوته تزيد بأكثر من 40٪ عن قماش الألياف الزجاجية البحت.

قماش ألياف الكربون المُحمّل بخيوط معدنية (ألياف كربون + خيوط PET)

الخصائص الأساسية: تتمحور حول الجماليات، مع الحفاظ على قوة الهيكل وخفّة وزن ألياف الكربون. كما تُحسّن الخيوط المعدنية (والتي هي في الواقع خيوط PET مقاومة للحرارة) من مقاومة التآكل؛ وتكون صلابتها قريبة من صلابة القماش الكربوني البحت، مما يمنح تأثيرات بصرية مختلفة، ويُستخدم بشكل رئيسي في الأجزاء الخارجية مثل واجهات مضارب البايكت والمقابض الصيد.

الفرق الرئيسي: يتمثل الفرق الأساسي مع قماش ألياف الكربون المخلوط مع الكيفلار وقماش ألياف الكربون المخلوط مع الألياف الزجاجية في "التوسع البصري"، وليس فقط تحسين القوة أو التكلفة.

دليل الاختيار السريع

لإعطائك نظرة عامة سريعة، قمنا بإعداد جدول مقارنة بسيط: