Hybrydowa tkanina z włókna węglowego, nie tylko dla wyglądu! Jaki jest najlepszy sposób wyboru między aramidem i węglem, szkłem i węglem oraz filamentami metalowymi

Hybrydowa tkanina z włókna węglowego, nie tylko dla wyglądu! Jaki jest najlepszy sposób wyboru między aramidem i węglem, szkłem i węglem oraz filamentami metalowymi

Włókno węglowe od dawna jest nieobce współczesnemu światu przemysłu i sportu, gdzie poszukuje się ekstremalnej wydajności. Ale zauważyłeś, że tkanina z włókna węglowego nie zawsze jest czarna? Te splecione żółte i srebrne nici to nie tylko „wartość wizualna”, lecz także magia inżynierów, którzy potrafią zamieniać kamienie w złoto. Dziś przyjrzymy się dokładnie trzem gwiazdom rodziny mieszanych tkanin z włókna węglowego: aramid-węgiel, szkło-węgiel oraz metalowa niteczka (odporna na temperaturę PET), aby sprawdzić, jakie mają umiejętności.

Dlaczego tkać razem różne włókna?

Czysta tkanina z włókna węglowego charakteryzuje się doskonałymi właściwościami: wysoką wytrzymałością, wysokim modułem, małą wagą, jednak posiada również swoją "piętę achillesową": kruche, słabe odporności na uderzenia, przewodzące (w pewnych sytuacjach to wada), wysokie koszty.
Główna idea technologii hybrydowej polega na tym, aby "wziąć to lepsze od tego gorszego". Poprzez splecenie włókien węglowych z innymi włóknami o różnych właściwościach, tworzony jest materiał kompozytowy typu "1+1>2", który spełnia wymagania konkretnych i złożonych zastosowań.

Trzy główne rodzaje tkanin mieszanych

Tkanina z włókna węglowego ze stopem Kevlar (włókno węglowe + włókno Kevlar)

Główne cechy: złoty środek między "wytrzymałością" a "odpornością udarową". Włókno węglowe zapewnia ekstremalnie wysoką wytrzymałość na rozciąganie i sztywność, natomiast włókno aramidowe (powszechnie znane jako "Kevlar") nadaje materiałowi doskonałą odporność na uderzenia oraz odporność na pękanie; waga jedynie 1/5 tradycyjnej stali, przy wytrzymałości 3–5 razy większej niż stal; doskonała odporność na korozję chemiczną oraz zmęczenie materiału.
Główna różnica: w porównaniu z innymi tkaninami hybrydowymi rdzenną zaletą tkaniny węglowej aromatycznej jest „odporność na uderzenia + wysoka odporność na pęknięcia”, wyższe wydłużenie przy zerwaniu (około 2,5%–3,0%, w porównaniu do 1,5%–2,0% czystej tkaniny węglowej) oraz trudność w kolapsie pod wpływem sił zewnętrznych.

Tkanina mieszana z włókna węglowego i szklanego (włókno węglowe + włókno szklane)

Główne cechy: król efektywności kosztowej, zrównoważona wytrzymałość i oszczędność. Włókno węglowe zapewnia sztywność strukturalną i nośność, włókno szklane obniża koszty (jego cena wynosi tylko 1/3–1/2 ceny włókna węglowego), jednocześnie poprawiając odporność korozyjną materiału; wytrzymałość na rozciąganie jest nieco niższa niż u tkaniny aramidowo-węglowej, ale wystarczająca do spełnienia wymagań większości zastosowań cywilnych; lepsza przeźroczystość (może być stosowana w kompozytach przezroczystych), łatwa w obróbce, odpowiednia do formowania ręcznego, formowania i innych metod kształtowania.

Kluczowa różnica: podkreślenie „niskich kosztów”, nieco słabsza odporność na uderzenia w porównaniu z tkaniną węglowo-aramidową, ale o ponad 40% wyższa wytrzymałość niż czysta tkanina szklana.

Tkanina węglowa nasączona metalicznym włóknem (włókno węglowe + filament PET)

Główne cechy: skierowane na estetykę, zachowująca wytrzymałość strukturalną i lekkość włókna węglowego. Włókna metaliczne (właściwie odporno na temperaturę PET) zwiększają również odporność na ścieranie; sztywność zbliżona do czystej tkaniny węglowej, zapewniająca inne efekty wizualne, stosowana głównie do elementów zewnętrznych, takich jak powierzchnie rakiet do pikado czy uchwyty wędrek.

Kluczowa różnica: główna różnica względem tkaniny węglowej z Kevlar® i tkaniny węglowej ze szkłem polega na „rozszerzeniu wizualnym”, a nie tylko optymalizacji wytrzymałości czy kosztów.

Szybki przewodnik wyboru

Aby ułatwić przegląd, przygotowaliśmy prostą tabelę porównawczą: