Tipos de tejido compuesto de fibra de carbono

Los compuestos de fibra de carbono se tejen de diversas maneras. Comprenderlas le ayudará a optimizar el diseño de su producto, mejorar aún más su rendimiento, reducir el peso, reducir los costos y, en definitiva, mejorar su competitividad.

1. ¿Qué es el tejido textil?

Las fibras de carbono son hebras de haces de fibras antes de su fabricación en tejidos. Para ampliar sus aplicaciones, la fibra de carbono suele utilizarse para fabricar tejidos. Los haces de fibras de urdimbre y trama se entrelazan en ángulos específicos para formar una estructura plana y flexible. Se denomina tejido.

2. Tipos de tejido

Tejido liso, también llamado damero

• Estructura: Los haces de fibras de urdimbre y trama se tejen alternativamente hacia arriba y hacia abajo para formar un mecanismo de celosía cuadrada uniforme de 1 × 1.
• Ventajas: más ligero y delgado, anisotropía mejor equilibrada, por lo que sus propiedades mecánicas están equilibradas en todas las direcciones, adecuado para fuerzas multidireccionales de la pared delgada de la escena.
• Desventajas: Tiene poca flexibilidad y caída, no es adecuado para escenarios de drapeado con formas curvas, sino solo para estructuras planas.

Tejido de sarga

• Estructura: Los hilos de urdimbre se entrelazan a través de múltiples hilos de trama para formar un patrón diagonal, comúnmente sarga 2×2, sarga 4×4 o sarga doble 2×2.
• Ventajas: Menor entrelazado de hilos de urdimbre y trama, estructura más densa y mayor flexibilidad. Ideal para superficies compuestas. La estructura tridimensional resultante es más atractiva y adecuada para escenas expuestas.
• Desventajas: Al tener menos puntos entrelazados, son menos resistentes a la abrasión y los bordes son más propensos a aflojarse.

El tejido de sarga se puede clasificar en los siguientes tipos según los diferentes métodos de entrelazado de su urdimbre y trama.

Tejido de sarga 2×2：

Este es el tipo más común de tejido 2×2. Consiste en dos hilos de urdimbre que se extienden sobre dos hilos de trama, los cuales se entierran debajo de estos últimos para formar un tejido entrelazado.

Tejido de sarga 4×4：

El mismo tejido que la sarga 2×2, excepto que consta de 4 hilos de urdimbre que flotan sobre 4 hilos de trama, que a su vez quedan ocultos bajo estos. La estructura es más suelta que la de la sarga 2×2, con mejor caída y un moldeado más fácil.

Sarga doble 2×2:Se aplica generalmente a tejidos mixtos.

• Estructura: El hilo de urdimbre cuelga horizontalmente sobre dos hilos de trama y luego sobre dos hilos de trama, formando una estructura diagonal continua. Los hilos de trama se entrelazan con los de urdimbre de la misma manera, dos arriba y dos abajo, formando una estructura de sarga simétrica.
• Ventajas: Debido a su estructura diagonal, tiene una resistencia al corte superior y un fuerte ajuste superficial, lo que lo hace adecuado para escenarios de tensión complejos.

Tejido de satén

• Estructura: El entrelazado de los hilos de urdimbre y trama ocurre una vez en intervalos de múltiples hilos, y estos puntos de entrelazado son separados, regulares y discontinuos.
• Ventajas: Superficie plana y lisa, flexibilidad superior, ideal para estructuras con curvas complejas. Ligereza: infiltración uniforme de resina epoxi, contenido adecuado de fibra.
• Desventajas: Anisotropía más prominente, menor resistencia transversal del tejido.

Tejido unidireccional

• Estructura: Todas las fibras del hilo están dispuestas paralelamente a lo largo de la misma dirección sin ningún entrelazado.
• Ventajas: mayor resistencia a lo largo de la dirección de la fibra. Mayor ligereza. 
• Desventajas: menor resistencia transversal del tejido, necesita mejorarse mediante múltiples capas de estratificación cruzada.

3. Comparación de parámetros de diferentes métodos de tejido

4. Aplicación

• Aeroespacial

Hélices de UAV: se elige un tejido unidireccional para colocarlo en capas a lo largo de la pala de la hélice para maximizar su resistencia a la flexión, lo que reduce en gran medida el peso del fuselaje y aumenta su alcance.

• Automóvil

Carrocería: Los tejidos de sarga compuestos de fibra de carbono combinan capacidades de moldeo curvo con atractivo estético, al tiempo que mejoran la rigidez torsional y la resistencia al corte.

• Centro médico 

Paneles de cama CT para equipos de prueba: la alta flexibilidad del tejido satinado le permite adaptarse a las curvas del cuerpo y garantiza una alta tasa de transmisión de rayos X.

5. Conclusión

Comprender y aprender cómo se tejen los compuestos de fibra de carbono puede ayudarlo a combinar con precisión los materiales con las propiedades de su producto, optimizar el proceso de producción de su producto, reducir su costo y darle a su producto un lugar en el mercado.