התכונות הפיזיקליות של חומרים מרוכבים נשלטות על ידי סיבים. משמעות הדבר היא שכאשר שרף וסיבים משולבים, תכונותיהם דומות מאוד לאלו של סיבים בודדים. נתוני בדיקה מראים שחומרים מחוזקים בסיבים הם הרכיבים הנושאים את רוב העומס. לכן, בחירת הבד היא קריטית בעת תכנון מבנים מרוכבים.
התחילו את התהליך בקביעת סוג החיזוק הנדרש בפרויקט שלכם. יצרנים אופייניים יכולים לבחור מבין שלושה חומרי חיזוק נפוצים: סיבי זכוכית, סיבי פחמן ו-Kevlar® (סיב ארמיד). סיבי זכוכית נוטים להיות הבחירה למטרות כלליות, בעוד שסיבי פחמן מציעים קשיחות גבוהה ועמידות גבוהה בפני שחיקה של Kevlar®. קחו בחשבון שניתן לשלב סוגי בדים בלמינציות כדי ליצור ערימות היברידיות עם היתרונות של יותר מחומר אחד.
לאחר שהחלטתם על קולקציית בדים, בחרו משקל וסגנון אריגה המתאימים לצורכי העבודה שלכם. ככל שמשקל הבד קל יותר, כך קל יותר לכסות אותו על משטחים בעלי קווי מתאר גבוהים. בדים קלים גם משתמשים בפחות שרף, כך שהלמינציה הכוללת עדיין קלה יותר. ככל שבדים נהיים כבדים יותר, הם הופכים פחות גמישים. בדים במשקל בינוני שומרים על גמישות מספקת כדי לכסות את רוב קווי המתאר, והם תורמים משמעותית לחוזק החלק. הם חסכוניים מאוד ומייצרים רכיבים חזקים וקלים ליישומים ברכב, ימי ותעשייתי. ריבועים קלועים הם חיזוקים כבדים יחסית המשמשים בדרך כלל בבניית ספינות וייצור תבניות.
אופן האריגה של הבד נחשב לדוגמא או לסגנון שלו. בחרו מבין שלושה סגנונות אריגה נפוצים: חלק, סאטן וטוויל. סגנונות אריגה חלקה הם הזולים ביותר והפחות גמישים יחסית, אך הם מחזיקים יחד היטב בעת חיתוך. שילוב תכוף של חוטים למעלה/למטה מפחית את חוזק האריגה החלקה, אם כי הם עדיין מספיקים לכל היישומים מלבד היישומים בעלי הביצועים הגבוהים ביותר.
אריגת סאטן וטוויל רכות וחזקות יותר מאריגה פשוטה. באריגת סאטן, חוט ערב אחד צף מעל שלושה עד שבעה חוטי עיוות אחרים ואז נתפר מתחת לאחר. בסוג אריגה רופף זה, החוט נמשך זמן רב יותר, תוך שמירה על החוזק התיאורטי של הסיב. אריגת טוויל מציעה פשרה בין סגנונות סאטן לחלקים, עם אפקט קישוטי עצם האדרה הנחשק לעתים קרובות.
טיפ טכני: כדי להוסיף גמישות לבד, גזרו אותו מהגליל בזווית של 45 מעלות. גזירה זו מאפשרת אפילו לבד הגס ביותר להשתלב טוב יותר עם הגזרה.
חיזוק פיברגלס
פיברגלס הוא הבסיס של תעשיית החומרים המרוכבים. הוא משמש ביישומים מרוכבים רבים מאז שנות ה-50 ותכונותיו הפיזיקליות מובנות היטב. פיברגלס הוא קל משקל, בעל חוזק מתיחה ודחיסה בינוני, יכול לעמוד בפני נזקים ועומסים מחזוריים, וקל לטיפול.
פיברגלס הוא החומר המרוכב הנפוץ ביותר מבין כל החומרים המרוכבים הזמינים. זאת בעיקר בשל עלותו הנמוכה יחסית ותכונותיו הפיזיקליות המתונות. פיברגלס נהדר לפרויקטים יומיומיים ולחלקים שאינם דורשים כמות גדולה של סיבים, חוזק ועמידות נוספים.
כדי למקסם את תכונות החוזק של פיברגלס, ניתן להשתמש בו עם אפוקסי וניתן לתקן אותו באמצעות טכניקות למינציה סטנדרטיות. הוא אידיאלי ליישומים בתעשיות הרכב, הימיות, הבנייה, הכימיה והתעופה, ולעתים קרובות משמש במוצרי ספורט.
חיזוק Kevlar®
Kevlar® היה אחד הסיבים הסינתטיים הראשונים בעלי חוזק גבוה שהתקבלו בתעשיית הפלסטיק המזוין בסיבים (FRP). Kevlar® בדרגה מרוכבת הוא קל משקל, בעל חוזק מתיחה ספציפי מעולה, והוא נחשב עמיד מאוד בפני פגיעות ושחיקה. יישומים נפוצים כוללים גופי סירות קלים כגון קיאקים וקאנו, פאנלים של גוף מטוסים ומכלי לחץ, כפפות עמידות לחיתוך, שריון גוף ועוד. Kevlar® משמש עם שרפי אפוקסי או ויניל אסטר.
חיזוק סיבי פחמן
סיבי פחמן מכילים יותר מ-90% פחמן ובעלי חוזק מתיחה אולטימטיבי גבוה ביותר בתעשיית ה-FRP. למעשה, יש להם גם את חוזק הדחיסה והכפיפה הגבוה ביותר בתעשייה. לאחר העיבוד, סיבים אלה מתאחדים ליצירת חיזוקים של סיבי פחמן כגון בדים, גרירות ועוד. חיזוק סיבי פחמן מספק חוזק וקשיחות ספציפיים גבוהים, והוא בדרך כלל יקר יותר מחיזוקים אחרים של סיבים.
כדי למקסם את תכונות החוזק של סיבי פחמן, יש להשתמש בהם עם אפוקסי וניתן לרפא אותם באמצעות טכניקות למינציה סטנדרטיות. הוא אידיאלי ליישומים בתעשיית הרכב, הימי וחלל, ומשמש לעתים קרובות בציוד ספורט.
זמן פרסום: 19 ביולי 2022
