أخبار

تُهيمن الألياف على الخصائص الفيزيائية للمواد المركبة. وهذا يعني أنه عند دمج الراتنج والألياف، تصبح خصائصها مشابهة جدًا لخصائص الألياف الفردية. تُظهر بيانات الاختبار أن المواد المُدعمة بالألياف هي المكونات التي تتحمل معظم الأحمال. لذلك، يُعد اختيار النسيج أمرًا بالغ الأهمية عند تصميم الهياكل المركبة.

ابدأ العملية بتحديد نوع التعزيز المطلوب لمشروعك. عادةً ما يختار المصنّعون من بين ثلاثة مواد تعزيز شائعة: الألياف الزجاجية، وألياف الكربون، والكيفلار (ألياف الأراميد). تُعدّ الألياف الزجاجية الخيار الأمثل للأغراض العامة، بينما توفر ألياف الكربون صلابة عالية، والكيفلار مقاومة عالية للتآكل. ضع في اعتبارك أنه يمكن دمج أنواع الأقمشة المختلفة في طبقات مركبة لتشكيل طبقات هجينة تجمع بين مزايا أكثر من مادة.

بعد اختيار مجموعة الأقمشة، حدد الوزن ونوع النسيج المناسبين لاحتياجات عملك. كلما كان وزن القماش أخف، كان من الأسهل فرده على الأسطح المنحنية. كما أن الأقمشة الخفيفة تستهلك كمية أقل من الراتنج، مما يجعل الطبقة النهائية أخف وزنًا. مع زيادة وزن الأقمشة، تقل مرونتها. أما الأقمشة متوسطة الوزن، فتحافظ على مرونة كافية لتغطية معظم المنحنيات، وتساهم بشكل كبير في متانة القطعة. تُعد هذه الأقمشة اقتصادية للغاية، وتُنتج مكونات قوية وخفيفة الوزن لتطبيقات السيارات والبحرية والصناعية. تُستخدم الخيوط المضفرة، وهي مواد تقوية ثقيلة نسبيًا، بشكل شائع في بناء السفن وصناعة القوالب.

تُعرف طريقة نسج القماش بنمطه أو أسلوبه. اختر من بين ثلاثة أنماط نسج شائعة: السادة، والساتان، والتويلي. تُعدّ أنماط النسج السادة الأرخص والأقل مرونة نسبيًا، لكنها تحافظ على تماسكها جيدًا عند القص. يُقلل تقاطع الخيوط المتكرر لأعلى ولأسفل من قوة النسيج السادة، مع ذلك، يظل كافيًا لجميع التطبيقات باستثناء التطبيقات عالية الأداء.

يتميز نسيج الساتان والتويل بنعومته وقوته مقارنةً بالنسيج السادة. في نسيج الساتان، يطفو خيط اللحمة فوق ثلاثة إلى سبعة خيوط سدى أخرى، ثم يُخاط تحت خيط آخر. في هذا النوع من النسيج الفضفاض، يكون الخيط أطول، مما يحافظ على القوة النظرية للألياف. أما نسيج التويل، فيُقدم حلاً وسطاً بين الساتان والسادة، مع تأثير الزخرفة المتعرجة المرغوب فيه غالباً.

نصيحة تقنية: لزيادة مرونة القماش، قصيه من اللفة بزاوية 45 درجة. عند قصه بهذه الطريقة، حتى أكثر الأقمشة خشونة تنسدل بشكل أفضل على التصميم.

تقوية الألياف الزجاجية

تُعدّ الألياف الزجاجية أساس صناعة المواد المركبة. وقد استُخدمت في العديد من تطبيقات المواد المركبة منذ خمسينيات القرن الماضي، وخصائصها الفيزيائية معروفة جيداً. تتميز الألياف الزجاجية بخفة وزنها، وقوة شد وضغط متوسطة، وقدرتها على تحمل التلف والأحمال الدورية، وسهولة التعامل معها.

يُعدّ الألياف الزجاجية أكثر المواد المركبة استخدامًا على نطاق واسع، ويعود ذلك أساسًا إلى تكلفتها المنخفضة نسبيًا وخصائصها الفيزيائية المعتدلة. تُعتبر الألياف الزجاجية مثالية للمشاريع اليومية والأجزاء التي لا تتطلب قوة ومتانة إضافية كبيرة من الألياف.

لتحقيق أقصى قدر من المتانة للألياف الزجاجية، يمكن استخدامها مع الإيبوكسي ومعالجتها باستخدام تقنيات الترقق القياسية. وهي مثالية للاستخدام في صناعات السيارات، والبحرية، والإنشائية، والكيميائية، والطيران، وكثيراً ما تُستخدم في صناعة الأدوات الرياضية.

تقوية كيفلار®

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

تقوية ألياف الكربون

تحتوي ألياف الكربون على أكثر من 90% من الكربون، وتتميز بأعلى مقاومة شد قصوى في صناعة البوليمرات المقواة بالألياف. كما أنها تتمتع بأعلى مقاومة للضغط والانحناء في هذه الصناعة. بعد المعالجة، تتحد هذه الألياف لتشكيل مواد تقوية من ألياف الكربون، مثل الأقمشة والحزم وغيرها. توفر مواد تقوية ألياف الكربون قوة وصلابة عاليتين، وهي عمومًا أغلى ثمنًا من مواد تقوية الألياف الأخرى.

لتحقيق أقصى قدر من المتانة لألياف الكربون، يُنصح باستخدامها مع الإيبوكسي، ويمكن معالجتها باستخدام تقنيات الترقق القياسية. وهي مثالية للاستخدام في صناعات السيارات والبحرية والطيران، وكثيراً ما تُستخدم في الأدوات الرياضية.