أخبار

تُهيمن الألياف على الخصائص الفيزيائية للمواد المركبة. هذا يعني أنه عند دمج الراتنج والألياف، تتشابه خصائصهما إلى حد كبير مع خصائص الألياف الفردية. تُظهر بيانات الاختبارات أن المواد المُقوّاة بالألياف هي المكونات التي تتحمل معظم الحمل. لذلك، يُعد اختيار القماش أمرًا بالغ الأهمية عند تصميم الهياكل المركبة.

ابدأ العملية بتحديد نوع التعزيز المطلوب في مشروعك. يمكن للمصنعين عادةً الاختيار من بين ثلاث مواد شائعة للتعزيز: الألياف الزجاجية، وألياف الكربون، وألياف كيفلر® (ألياف الأراميد). تُعدّ الألياف الزجاجية الخيار الأمثل للأغراض العامة، بينما تتميز ألياف الكربون بصلابة عالية ومقاومة عالية للتآكل من ألياف كيفلر®. تذكّر أنه يمكن دمج أنواع مختلفة من الأقمشة في الصفائح لتكوين طبقات هجينة تجمع بين مزايا أكثر من مادة.

بعد اختيار مجموعة الأقمشة، اختر وزنًا ونمط نسج يناسب احتياجات عملك. كلما كان وزن القماش أخف، كان من الأسهل نسجه على الأسطح شديدة الانحناء. كما أن القماش خفيف الوزن يستهلك راتنجًا أقل، لذا يبقى الصفائح أخف وزنًا. كلما زادت ثقل الأقمشة، أصبحت أقل مرونة. يحتفظ الوزن المتوسط بمرونة كافية لتغطية معظم الانحناءات، ويساهم بشكل كبير في متانة القطعة. إنها اقتصادية للغاية وتُنتج مكونات قوية وخفيفة الوزن لتطبيقات السيارات والبحرية والصناعية. تُعد الضفائر المجدولة دعامات ثقيلة نسبيًا تُستخدم عادةً في بناء السفن وصناعة القوالب.

تُعتبر طريقة نسج القماش هي نمطه أو أسلوبه. اختر من بين ثلاثة أنماط نسج شائعة: السادة، والساتان، والتويل. أنماط النسج السادة هي الأرخص والأقل مرونة نسبيًا، لكنها تتماسك جيدًا عند القص. يُقلل تقاطع الخيوط لأعلى ولأسفل بشكل متكرر من قوة النسج السادة، مع أنها لا تزال كافية لجميع التطبيقات باستثناء التطبيقات عالية الأداء.

نسج الساتان والتويل أنعم وأكثر متانة من النسج العادي. في نسج الساتان، يطفو خيط اللحمة فوق ثلاثة إلى سبعة خيوط سدى أخرى، ثم يُخاط تحت خيط آخر. في هذا النوع من النسج السائب، يمتد الخيط لفترة أطول، محافظًا على القوة النظرية للألياف. يوفر نسج التويل حلاً وسطًا بين أنماط الساتان والتويل، مع تأثير زخرفي متعرج مرغوب فيه في كثير من الأحيان.

نصيحة تقنية: لزيادة مرونة القماش، قصّه من اللفة بزاوية 45 درجة. بهذه الطريقة، حتى أقسى الأقمشة تتدلى بشكل أفضل على التصميم.

تقوية الألياف الزجاجية

الألياف الزجاجية هي أساس صناعة المواد المركبة. وقد استُخدمت في العديد من تطبيقات المواد المركبة منذ خمسينيات القرن الماضي، وخصائصها الفيزيائية معروفة جيدًا. تتميز الألياف الزجاجية بخفة وزنها، وقوة شدها وانضغاطها المعتدلة، وقدرتها على تحمل التلف والأحمال الدورية، وسهولة التعامل معها.

الألياف الزجاجية هي أكثر المواد المركبة استخدامًا. ويعود ذلك أساسًا إلى تكلفتها المنخفضة نسبيًا وخصائصها الفيزيائية المعتدلة. وهي مثالية للمشاريع اليومية والأجزاء التي لا تتطلب الكثير من قوة ومتانة نسيج الألياف.

لتعزيز متانة الألياف الزجاجية، يُمكن استخدامها مع الإيبوكسي، ومعالجتها بتقنيات التصفيح التقليدية. وهي مثالية للاستخدام في صناعات السيارات، والبحرية، والبناء، والكيماويات، والطيران، وتُستخدم غالبًا في الأدوات الرياضية.

تعزيزات كيفلر®

كان كيفلر® من أوائل الألياف الاصطناعية عالية القوة التي حظيت بقبول واسع في صناعة البلاستيك المقوى بالألياف (FRP). يتميز كيفلر® المركب بخفة وزنه، وقوة شد نوعية ممتازة، ومقاومته العالية للصدمات والتآكل. تشمل تطبيقاته الشائعة الهياكل الخفيفة مثل قوارب الكاياك والزوارق، وألواح هياكل الطائرات وأوعية الضغط، والقفازات المقاومة للقطع، والدروع الواقية، وغيرها. يُستخدم كيفلر® مع راتنجات الإيبوكسي أو فينيل إستر.

تعزيز ألياف الكربون

تحتوي ألياف الكربون على أكثر من 90% كربون، وتتمتع بأعلى مقاومة شد قصوى في صناعة البلاستيك المقوى بالألياف (FRP). كما تتميز بأعلى مقاومة ضغط وانثناء في هذه الصناعة. بعد المعالجة، تتحد هذه الألياف لتشكل تقوية ألياف الكربون، مثل الأقمشة والأقمشة القطنية وغيرها. تتميز تقوية ألياف الكربون بقوة وصلابة نوعية عالية، وهي عادةً أغلى من تقوية الألياف الأخرى.

لتعزيز متانة ألياف الكربون، يُنصح باستخدامها مع الإيبوكسي، ويمكن معالجتها بتقنيات التصفيح التقليدية. وهي مثالية للاستخدام في السيارات والبحرية والفضاء، وتُستخدم غالبًا في الأدوات الرياضية.