Perhatikan baik-baik bagian dari serat karbon atau tube atau pelat fiberglass dan Anda akan melihat bahwa serat-serat itu bergerak ke arah yang berbeda dan spesifik. Membandingkan gaya pipa yang berbeda, Anda mungkin memperhatikan bahwa arah serat, juga dikenal sebagai orientasi, tidak selalu seragam. Produsen tabung dan pelat komposit menggunakan orientasi yang berbeda tergantung pada apa yang ingin mereka capai dengan produk jadi.
Dalam posting ini, kami akan menjelaskan bagaimana arah serat mempengaruhi sifat serat karbon dan tabung fiberglass. Properti khusus seringkali ideal untuk aplikasi tertentu. Pada akhir posting ini Anda akan tahu bagaimana orientasi serat mempengaruhi tabung dan bagaimana memilih orientasi serat yang tepat untuk proyek Anda.
TIGA ORIENTASI SERAT TERATAS
Serat dapat diorientasikan ke segala arah antara 0 ° dan 180 °, meskipun orientasi serat di luar 90 ° biasanya disebut sebagai nilai sudut negatif. Misalnya, sudut serat 135 ° sama dengan sudut -45 °. Sebagian besar tabung serat karbon dan fiberglass di pasaran saat ini menggunakan kombinasi dari dua atau lebih orientasi ini:
0 ° - Sudut serat nol derajat adalah orientasi yang paling sering digunakan. Ketika serat diorientasikan ke arah beban, serat menjadi yang terkuat dan paling kaku. Pada tubing, arah nol derajat berada di sepanjang tabung dan berkontribusi pada kekuatan kekakuan lentur.
90 ° - Sudut serat sembilan puluh derajat digunakan saat menekuk kedua arah diperlukan. Dalam sebuah tabung, serat sembilan puluh derajat berorientasi pada keliling tabung. Mereka membantu menjaga tabung agar tidak hancur atau tertekuk saat dimuat.
±45° - Sudut empat puluh lima derajat sering digunakan bersama dengan lapisan nol dan sembilan puluh derajat untuk membuat layup kuasi-isotropik. Lapisan empat puluh lima derajat positif hampir selalu dipasangkan berdekatan dengan lapisan empat puluh lima derajat negatif. Saat digunakan pada tabung, lapisan empat puluh lima derajat berkontribusi pada kekakuan dan kekuatan puntir.
Serat anyaman sering disebut memiliki sudut serat 0/90 derajat karena ada serat di kedua arah, tetapi dalam satu bagian. Beberapa bahan anyaman dapat mengandung lebih banyak arah serat; misalnya, tenunan triaksial memiliki serat dalam tiga arah dan biasanya kuasi-isotropik sendiri.
PENGARUH ORIENTASI SERAT TERHADAP PROPERTI
Cara serat diorientasikan dalam susunan serat karbon atau fiberglass memengaruhi sifat-sifatnya untuk membuat segala sesuatu mulai dari tabung hingga kapal luar angkasa. Pembangun harus mempertimbangkan properti tersebut selama proses desain mereka. Di bawah ini kami akan menjelaskan bagaimana masing-masing orientasi serat umum mempengaruhi properti.
1. ORIENTASI 0 °
Jika bagian hanya akan dimuat dalam satu arah, idealnya semua serat berorientasi ke arah itu. Batang dan pipa pultrusi adalah contoh bagian yang hanya mengandung serat 0°. Karena sebagian besar bagian tidak dimuat hanya dalam satu arah, kita perlu menambahkan sudut lain untuk memaksimalkan kekuatan. Sebuah tabung yang hanya melihat tekukan dan tidak ada puntiran kemungkinan masih akan mendapat manfaat dari beberapa sudut serat tambahan. Menambahkan lapisan 90° membantu tabung mempertahankan bentuknya dengan lebih baik sehingga tidak tertekuk sebelum waktunya.
2. ORIENTASI 90 °
Seperti disebutkan sebelumnya, lapisan 90 ° sering ditambahkan ke tabung untuk membuatnya lebih tahan terhadap tekuk dan hancur. Konsentrasi tinggi lapisan 90 ° atau "lingkaran" juga dapat ditemukan di bejana tekan. Karena gaya mencoba memperbesar tabung dalam bejana tekan, lapisan 90° menahan gaya paling baik. Ketika lapisan 90 ° digunakan bersama dengan lapisan 0° di piring, itu disebut sebagai dua arah. Menggunakan kain tenun bisa menjadi cara mudah untuk membuat komponen dengan cepat dengan serat di kedua arah 0 ° dan 90 °.
3. ±45 ° ORIENTASI
45° lapisan melayani tujuan yang berbeda tergantung pada aplikasi. Anda akan hampir selalu melihat 45° dipasangkan berdekatan dengan lapisan -45°. Ini untuk menjaga agar laminasi “seimbang” dan tidak terpuntir secara paksa saat dimuat. Ketika lapisan 45° digunakan dalam pelat yang sudah berisi campuran yang sama dari lapisan 0° dan 90° pelat menjadi kuasi-isotropik. Sedangkan pelat dua arah memiliki sifat yang sama dalam dua arah, pelat kuasi-isotropik memiliki sifat kuasi-sama di segala arah. Dalam sebuah tabung, lapisan 45° melakukan pekerjaan menambahkan kekuatan dan kekakuan puntir. Itu karena ketika sebuah tabung dipelintir, gaya yang bekerja pada laminasi sebenarnya adalah empat puluh lima derajat. Beberapa laminasi akan menggunakan sudut selain 45° sebagai kompromi antara kinerja tekukan, penghancuran, dan torsi. Karena lapisan 0 ° tidak mungkin pada tabung luka filamen, biasanya digunakan lapisan 10 ° atau 15 ° sebagai gantinya.
MEMILIH ORIENTASI SERAT YANG TEPAT
Sekarang setelah Anda mengetahui bagaimana setiap orientasi serat memengaruhi properti, Anda dapat memilih tata letak yang tepat. Jika Anda membutuhkan tabung yang bekerja dalam berbagai kondisi, layup dua arah sangat ideal. Jika Anda membutuhkan tabung yang berkinerja baik dalam memutar, pilih produk dengan lebih banyak lapisan 45°. Jika Anda perlu menambah ketebalan dengan cepat, bahan tenun mungkin menjadi pilihan yang baik.
Xinbo Composite menawarkan pelat dan tabung dengan layup untuk memenuhi hampir semua permintaan. Jika Anda memerlukan tata letak khusus atau rekayasa untuk proyek Anda, hubungi kami atau kirim email kepada kami. Jika Anda memiliki pertanyaan lebih lanjut tentang bagaimana orientasi serat memengaruhi kinerja suku cadang, perwakilan layanan pelanggan kami akan dengan senang hati membantu.
