هل تعرف حقا عن ألياف الكربون؟

—في وقت مبكر من حرب فيتنام، كانت الألغام الأرضية مصنوعة من ألياف الكربون، وبعد عشر سنوات بدأت الفورمولا 1 في استخدام ألياف الكربون، وبعد عقد آخر، يتم استخدام ألياف الكربون في الدراجات. تاريخ ألياف الكربون طويل الأمد، ولكن هل تعرفه حقًا؟

نسيج ألياف الكربون
أولاً وقبل كل شيء، نحن على دراية بقماش ألياف الكربون، ألياف الكربون دقيقة للغاية، قبل استخدامها، يتعين علينا نسج هذه الألياف في القماش، وهو أيضًا قماش من ألياف الكربون.


قماش أحادي الاتجاه (UD، أحادي الاتجاه)
يعتقد الكثيرون أن القماش أحادي الاتجاه سيء ​​ورخيص، لكن الأمر ليس كذلك على الإطلاق. ألياف الكربون هي مجموعة متنوعة، فألياف الكربون في اتجاه واحد على التوالي هي قماش أحادي الاتجاه. هذه مجرد طريقة ترتيب ألياف الكربون، ولا علاقة لها بجودة مادة ألياف الكربون نفسها. يُعد القماش أحادي الاتجاه أكثر شيوعًا في هياكل الدراجات، حيث تكون القوة في اتجاه ترتيب ألياف الكربون أعلى. تخضع العديد من أجزاء هيكل الدراجة لقوى اتجاهات مختلفة، لذا تكون هذه المواضع أقوى عند تصنيعها من القماش أحادي الاتجاه.

قماش منسوج
بشكل عام، يتم تقسيم القماش المنسوج إلى عدة أنواع، مثل 1K، 3K، 12K، 1K يعني أن 1000 من ألياف الكربون تتكون من جزء، ثم نسجها؛ 3K هو 3000، 12K هو 12000، من السهل جدا فهمها.

معامل
بطريقة ما، فإن معامل المرونة هو الصلابة، ويمكن لمعامل المرونة في كثير من الأحيان أن يجعلنا نفكر في الأشياء الأخف والأقوى. كلما ارتفع معامل المرونة، انخفضت درجة التشوه التي تحدث عندماألياف الكربونيتأثر بالقوى الخارجية. ولكن تصميم الإطار الفعلي سوف يجمع أيضًا بين عوامل أخرى، مثل الراحة.

قوة الشد
إنها قدرة المادة أو الهيكل على تحمل الأحمال التي تميل إلى الاستطالة، بدلاً من قوة الضغط، ويميل الحمل الذي تتحمله إلى تقليل حجمها. بمعنى آخر، تقاوم قوة الشد الشد (الشد عند التباعد)، بينما تقاوم قوة الضغط الضغط (الضغط عند التقارب).

الراتنج
ألياف الكربون ضعيفة المتانة حتى تُطلى بالراتنج، ويمكن بسهولة نزع 3000 خيط كربون باليد. لكن عند طلائها بالراتنج، تصبح أكثر صلابة من الحديد والصلب. هناك طريقتان لطلاء الراتنج، إحداهما تُسمى "بري بريج" والأخرى شائعة. تُطلى ألياف الكربون بالراتنج قبل لصقها بالقالب عن طريق الغمر المسبق؛ والطريقة الشائعة هي طلاء الراتنج عند وضع قماش الكربون. يجب حفظ قماش "بري بريج" في درجة حرارة منخفضة، بينما تتطلب عملية المعالجة درجة حرارة وضغطًا عاليين، مما يمنح منتجات ألياف الكربون قوة ومتانة أكبر.