赛车队制造单体壳都是通过铺层实现的,所使用的碳纤维也都是碳布形式。碳布可以根据以下几个方面进行分类。
1.编织方式
碳纤维布根据是否编织可以分为单向布和编织布。单向布中所有碳纤维都是沿着同一个方向铺设的,单向布沿碳纤维方向的性能极强,垂直于碳纤维方向的性能很弱,通常用于受载方向单一的情况。编织布是由两个互相垂直方向的碳纤维束编织而成的,根据编织的方式可以分为平纹、斜纹、缎纹等(图2-5)。平纹布的经线和纬线交织点最多,因此最稳定,但弯折性却不如斜纹布和缎纹布,又因为斜纹布比缎纹布更常见,所以单体壳常用斜纹编织布。
图2-5 3种不同编织方式的碳纤维布
2.是否预浸树脂
根据是否预先浸入树脂,碳纤维布可以分为预浸料和非预浸料。使用预浸料铺层不需要额外的树脂以及用于注入树脂的设备等,称为干式成型法。使用非预浸料铺层称为湿式成型法,需要通过用手工刷涂树脂或者真空导流的方式让碳纤维布之间浸满树脂。干式成型法简单方便,但是预浸料通常需要在0℃及以下温度存储、在100℃及以上温度固化,并且同样性能等级的预浸料价格远高于非预浸料。制作单体壳使用预浸料或者非预浸料都是可以的,主要根据条件进行选择。
3.K数(www.xing528.com)
碳纤维编织布是由两个垂直方向的碳纤维束编织而成的,K数表示每一根碳纤维束里面含有的碳纤维丝的数量,3K表示一根碳纤维束里面含有3 000根碳纤维丝。常见的K数有3K、6K、12K等,K数越大,碳纤维布的网格就越大、单层碳纤维布就越厚、弯折性能也越差。同等强度级别的碳纤维K数越小往往就越贵,制作单体壳通常使用3K碳纤维布,当然其他碳纤维布也是可以使用的。
4.性能等级分类
日本东丽公司的碳纤维有主打高强度的T系列,根据拉伸强度大小可分为T300级、T700级、T800级等,其数字越大表示拉伸强度越高,典型高强度碳纤维性能数据如表2-1所示。而主打高模量的碳纤维按照模量大小分为M30、M40、M50等,典型高模量碳纤维性能数据如表2-2所示。进口的东丽T700 3K非预浸料碳纤维布现在的税前价格大约是150元/m2,T800 12K非预浸碳纤维布现在的税前价格大约是420元/m2,综合性能和价格考虑,T700碳纤维布是比较合适的。
表2-1 典型高强度碳纤维性能数据表
表2-2 典型高模量碳纤维性能数据表
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