Vilka är de vanligaste armeringstyperna?

Egenskaperna hos kompositer styrs inte bara av fibertyper och matrismaterial utan även på utformning och längd av armeringsfibern. Långa kontinuerliga fibrer placerade i en rikning ger ett starkt och styvt materiaI, men ett ganska vekt material tvärs fiberriktningen. Man väljer därför ofta att placera fibrer i olika riktningar för att undvika haveri på grund av oförutsedda laster. I denna artikel går vi igenom de vanligast förekommande armeringstyperna.

Roving

Roving består av buntar med kontinuerliga fibrer och används som utgångsmaterial vid tillverkning av olika armeringstyper, t.ex. multiaxiella mattor och vävar. Fristående kan dessa användas till förstärkning av leder och fogar. Densiteten på fiberbuntarna beskrivs på lite olika sätt beroende på material. Glasfiberroving beskrivs av textal vilket anger vikten i gram för 1000 meter av materialet. T.ex. 600, 1200 eller 2400. För kolfiberroving anges oftast antalet fibrer i bunten t.ex. 3K, 6K eller 12K.

Flock

När fibrer huggs i längder mellan 3 och 50mm får man en produkt som kallas för flock. Glasfiberflock
används bland annat vid framställning av glasfiberspackel, till pressmassor vid gipsarmering,
samt till armering av termoplaster.

Kolfiberflock eller sk ”forged carbon” uppfanns av Lamborghini och som armeringstyp presenterades deför första gången i deras konceptbil Sesto Elemento där hela skalet och inredningsdetaljer använde kolfiberflock som skapats i en process som kallas SMC (Sheet Moulding Compound). Flocken sprids ut i formen och är vanligtvis förimpregnerad med harts. Sedan pressas materialet samman i en press (Compression Mould).

För hobbyister används kolfiberflock mestadels för sitt unika utseende som första lager närmast formen. Utan press är det svårt att få någon styrka i materialet.

Matta

Matta bestående av armeringsfiber som huggs i längder kring 25-80mm (Chopped Strand Mat, CSM på engelska). Det vanligaste är matta i glasfiber där fibrerna är utspridda slumpmässigt åt olika håll och sammanbundna med ett bindemedel. De två vanligaste bindtyperna är emulsionsbunden och pulverbunden glasfibermatta. I en emulsionsbunden matta bryts bindemedlet ner av styren som finns i polyester. I en pulverbunden matta bryts bindemedlet ner mekaniskt istället för lösningen i härdplasten vilket gör att en pulverbunden matta kan användas med lösningsfria härdplaster såsom epoxi.

När bindemedlet löses upp lösgörs fibrerna vilket gör att det går enkelt att forma mattan även i väldigt komplexa former.
Du hittar glasfibermatta här.

Enkelriktade Fibrer

Enkelriktade fibrer i form av UD-vävar (UD – eng. UniDirectional) eller band utnyttjas i konstruktioner där belastningsriktningen är känd. En fördel med att placera alla fibrer i en riktning är att det går att erhålla hög fiberhalt och därmed mycket bra mekaniska egenskaper. Enkelriktade fibrer används ofta för tillverkning av flyg och rymdkomponenter och då i form av prepreg (dvs förimpregnerade fibrer). Inom andra branscher används enkelriktade fibrer i viss omfattning för lokal förstärkning av vävar och multiaxiella mattor.

Multiaxiell matta

Multiaxiella mattor (Non-crimp fabrics) består av lager av fiberbuntar. Lagren hålls ihop av en tråd
(ofta polyesterbaserad) för att förhindra att fiberbuntarna rör för mycket på sig. Det vanligaste är att
kombinera lager med någon eller några av fibervinklarna 0º , 90º och ±45º. Multiaxiella mattor har under lång tid använts för tillverkning av fritidsbåtar. Intresset för multiaxiella mattor har dock ökat under senare år och i dagsläget används denna typ av armering i en mängd olika produkter.
Du hittar biaxial matta här.

Strumpa

Strumpor eller stickade strukturer består av ett system av fiberbuntar sammanbundna av looper. Fördelar med stickade strukturer är stor formbarhet, en sömlös komponent samt hög skadetålighet. Nackdelar är dock relativt låg styvhet och brotthållfasthet, svårighet att förutse egenskaper då det
stickade materialet sträcks i olika riktningar vid drapering. Stickade strukturer används i ganska liten omfattning för tillverkning av kompositprodukter.

Kompositväv – Kolfiberväv

Kompositväv är det allra vanligaste och mest mångsidiga sättet att arbeta med olika armeringsfiber.
Vävning innebär att två eller flera system av fiberbuntar korsas under konstant vinkel.
Fiberriktningarna går under benämningarna, värft för horisontella trådar och varp för vertikala trådar.
Beroende på vävmetod erhålls vävar med olika täthet, formbarhet, vätningsförmåga, samt hållfasthet.

En fördel med vävar, jämfört med enkelriktade fibrer och multiaxiella mattor, är att risken för delaminering vid slagpåverkan minskar. En nackdel är dock sämre drag och tryckhållfasthet på grund av fibrernas vågiga struktur. Vävar används för tillverkning av en mängd olika produkter, t.ex. tävlingsbåtar, cykelramar och röntgenbord.

Kypertbindning
”Twill”

Den absolut vanligaste kolfiberväven är ’2/2 Twill’. I denna väv går väften över 2 varpar sedan under två, därav namnet. Denna form bilder ett diagonalt möster. Denna väv är lösare än tvåskaftsbindning (nedan) vilket gör att den är enklare att drapera vilket är användbart vid laminering av komplexa kurvor och konturer. Den lösare strukturen gör också att väven är mer känslig för deformering och måste hanteras med försiktighet. Du hittar 2×2 Twill här.

Tvåskaftsbindning
”Plain weave”

Tvåskaftsbindning innebär att varje fiberbunt går omväxlande över och under en korsande fiberbunt. Detta ger en stabil väv som är lätt att impregnera. Tvåskaftsbindning är tightare än kypertbindning (twill) och är därför enklare att hantera utan att den deformeras. Samtidigt är den inte lika draperbar som twill vilket gör den mindre lämpad för komplexa formar.

Spread-Tow

I början av 2000-talet började Oxeon i Borås att tillverka bandvävar av kolfiber. Denna väv går under beteckningen TeXtreme.
Genom att använda breda band istället för fiberbuntar böjs fibrerna mindre och deras styvhet och hållfasthet kan därmed utnyttjas bättre. Det visuella utseenedet på väven är väldigt populärt.
Läs mer på: https://www.textreme.com/.