탄소 섬유, 유리 섬유 튜브 또는 판의 단면을 자세히 살펴보면 섬유가 서로 다른 특정 방향으로 이동하는 것을 볼 수 있습니다. 다양한 스타일의 튜브를 비교해 보면 방향이라고도 알려진 섬유 방향이 항상 균일하지는 않다는 것을 알 수 있습니다. 복합재 튜브 및 플레이트 제조업체는 완제품으로 달성하려는 목적에 따라 다양한 방향을 사용합니다.
이번 포스팅에서는 섬유 방향이 탄소 섬유와 유리 섬유 튜브의 특성에 어떻게 영향을 미치는지 설명하겠습니다. 특정 속성은 특정 용도에 이상적인 경우가 많습니다. 이 게시물이 끝나면 섬유 방향이 튜브에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 프로젝트에 적합한 섬유 방향을 선택하는 방법을 알게 될 것입니다.
상위 3가지 섬유 방향
섬유는 0도에서 180도 사이의 어떤 방향으로도 배향될 수 있지만, 90도를 초과하는 섬유 배향은 일반적으로 음의 각도 값이라고 합니다. 예를 들어, 135도 섬유 각도는 -45도 각도와 같습니다. 오늘날 시장에 나와 있는 대부분의 탄소 섬유 및 유리 섬유 튜브는 다음 방향 중 두 가지 이상의 조합을 사용합니다.
0도 - 0도- 섬유 각도가 가장 자주 사용되는 방향입니다. 섬유가 하중 방향으로 향할 때 섬유는 가장 강하고 뻣뻣합니다. 튜브에서 0도- 방향은 튜브의 길이를 따라 있으며 굽힘 강성 강도에 영향을 미칩니다.
90도 - 90도- 섬유 각도는 양방향으로 구부려야 할 때 사용됩니다. 튜브에서 90도- 섬유는 튜브 원주 방향으로 배열되어 있습니다. 이는 튜브를 적재할 때 튜브가 부서지거나 휘어지는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.
준-준등방성 레이업을 생성하기 위해 ±45도 - 40{2}}5도- 각도가 0도 및 90도 플라이와 함께 사용되는 경우가 많습니다.{4}} 양의 40{7}}5도- 레이어는 거의 항상 음의 40{9}}5- 레이어와 인접하여 쌍을 이룹니다. 튜브에 사용하면 40{12}}5도- 층이 비틀림 강성과 강도에 기여합니다.
직조 섬유는 양방향으로 섬유가 존재하지만 단일 조각으로 되어 있기 때문에 섬유 각도가 0/90도인 경우가 많습니다. 일부 직조 소재에는 더 많은 섬유 방향이 포함될 수 있습니다. 예를 들어, 3축 직조는 세 방향의 섬유를 가지며 일반적으로 그 자체로 준-등방성입니다.
섬유 배향이 속성에 미치는 영향
탄소 섬유 또는 유리 섬유 레이업에서 섬유의 배향 방식은 튜브부터 우주선까지 모든 것을 만드는 데 필요한 특성에 영향을 미칩니다.{0}} 건축업자는 설계 과정에서 이러한 속성을 고려해야 합니다. 아래에서는 각각의 일반적인 섬유 방향이 특성에 어떤 영향을 미치는지 설명합니다.
1. 0 학위 오리엔테이션
부품이 한 방향으로만 로드되는 경우 모든 섬유를 해당 방향으로 향하게 하는 것이 이상적입니다. 인발 성형 막대와 튜브는 0도 섬유만 포함하는 부품의 예입니다. 대부분의 부품은 한 방향으로만 로드되지 않으므로 강도를 최대화하려면 다른 각도를 추가해야 합니다. 굽힘만 보이고 비틀림은 없는 튜브는 여전히 추가적인 섬유 각도로 인해 이점을 얻을 수 있습니다. 90도 레이어를 추가하면 튜브가 조기에 휘어지지 않도록 모양을 더 잘 유지하는 데 도움이 됩니다.
2. 90 학위 오리엔테이션
앞서 언급한 바와 같이, 90도 층이 튜브에 추가되어 좌굴 및 파손에 대한 저항력을 높이는 경우가 많습니다. 90도 또는 "후프" 층의 고농축도 압력 용기에서 발견될 수 있습니다. 힘은 압력 용기의 튜브를 확대하려고 하기 때문에 90도 층이 힘에 가장 잘 저항합니다. 90도 레이어가 플레이트의 0도 레이어와 함께 사용되는 경우 이를 양방향이라고 합니다. 직조 천을 사용하면 0도 및 90도 방향 모두에서 섬유로 부품을 신속하게 제작할 수 있습니다.
3. ±45도 방향
45도 레이어는 용도에 따라 다양한 용도로 사용됩니다. 거의 항상 -45도 레이어와 인접한 +45도 쌍을 볼 수 있습니다. 이는 라미네이트의 "균형"을 유지하고 로드 시 강제로 비틀림을 방지하기 위한 것입니다. 0도 레이어와 90도 레이어가 동일하게 혼합되어 있는 플레이트에 45도 레이어를 사용하면 플레이트는 준{11}}등방성이 됩니다. 양방향 판은 두 방향에서 동일한 특성을 갖는 반면, 준-등방성 판은 모든 방향에서 준-동일한 특성을 갖습니다. 튜브에서 45도 레이어는 비틀림 강도와 강성을 추가하는 작업을 수행합니다. 그 이유는 튜브가 비틀릴 때 라미네이트에 작용하는 힘이 실제로 40{17}}5도이기 때문입니다. 일부 라미네이트는 굽힘, 분쇄 및 비틀림 성능 간의 절충안으로 45도 이외의 각도를 사용합니다. 필라멘트로 감긴 튜브에서는 0도 레이어가 불가능하므로 대신 10도 또는 15도 레이어를 사용하는 것이 일반적입니다.
올바른 섬유 방향 선택
이제 각 섬유 방향이 특성에 어떤 영향을 미치는지 알았으므로 올바른 레이업을 선택할 수 있습니다. 다양한 조건에서 성능을 발휘하는 튜브가 필요한 경우 양방향 레이업이 이상적입니다. 비틀림에 잘 견디는 튜브가 필요하다면 45도 이상의 층을 가진 제품을 선택하세요. 빠르게 두께를 늘려야 한다면 우븐 소재가 좋은 선택이 될 수 있습니다.
Xinbo Composite는 거의 모든 요구 사항을 충족할 수 있는 레이업이 포함된 플레이트와 튜브를 제공합니다. 프로젝트에 맞춤형 레이업이나 엔지니어링 레이업이 필요한 경우 전화나 이메일을 보내주세요. 섬유 배향이 부품 성능에 어떤 영향을 미치는지에 대해 더 많은 질문이 있는 경우 고객 서비스 담당자가 기꺼이 도와드리겠습니다.
