پارچه کربن

پارچه کربن چیست؟

پارچه کربن Sazand BCF یک محصول دو جهته، انعطاف پذیر و مقاوم است که از بافتن الیاف کربن در جهت تار و پود به دست می‌آید. الیاف کربن به کار رفته در این پارچه از حرارت دادن مواد آلی با درصد بالایی از کربن به دست می‌آیند و با استحکام بسیار بالای خود می‌توانند در تمامی شرایط آب و هوایی، اسیدی و بازی استفاده شوند. نحوه بافت الیاف در پارچه‌های کربن به شکل تار و پود با زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر است تا بتواند بافت شبکه‌ای به نام پلین را به دست آورد.

کاربرد پارچه کربن چیست؟

با خرید پارچه کربن در واقع محصولی را در اختیار خواهید داشت که دارای استحکام کششی بالاتر از فولاد و وزن بسیار کمتر نسبت به آن است. انعطاف پذیری بالا و ویژگی‌های فنی این محصول نیز باعث شده تا در پروژه‌های مختلفی بتوان از آن استفاده نمود. مهم‌ترین کاربردهای این محصول به شرح زیر هستند:

مواد کامپوزیت FRP

پارچه کربن Sazand BCF در مصارف سنتی به عنوان مواد عایق حرارتی استفاده می‌شوند. بیشتر آن‌ها به عنوان مواد تقویت کننده به رزین‌ها، فلزات، سرامیک‌ها، بتن و سایر مواد اضافه می‌شوند تا مواد کامپوزیتی تشکیل دهند. کامپوزیت کربن یعنی FRP به دلیل سبکی و استحکام، سبکی و سفتی، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر خستگی، پایداری ابعاد ساختاری خوب، به طور گسترده در صنایع عمرانی، هوافضا، دفاعی، نظامی و عمرانی استفاده می‌شود.

مقاوم سازی سازه‌های عمرانی

وزن سبک و کارایی عالی پارچه کربن، آن را به انتخابی عالی برای پیمانکاران و مهندسان عمران تبدیل کرده است. این پارچه‌ها می‌توانند برای ساختمان‌های صنعتی، عمرانی، پل‌های راه آهن، بزرگراه‌ها، تونل‌ها و دودکش‌ها، سازه‌های بلند و … استفاده شوند. علاوه بر این، هنگامی که از روش CFRP  برای مقاوم سازی مقاطع استفاده میشود; برای نصب آن نیازی به پیچ و مهره نیست. از این جهت می‌توان در زمان کوتاه از آن برای تقویت مقاطع مختلف استفاده کرد.

صنایع هوافضا

پارچه کربنSazand BCF برای ساخت اجزای سازه‌ای مانند بدنه، بال‌ها، سکان و همچنین پوشش موتور، دیفیوزر، پنل‌های خورشیدی و … استفاده می‌شود. اجرا این الیاف می‌تواند به طور موثر مصرف سوخت را کاهش دهد و راندمان سوخت و برد آن را بهبود بخشد، عملکرد و قابلیت اطمینان آن را افزایش دهد.

صنعت خودرو

می‌توان از پارچه کربن برای ساخت قطعات خودرو مانند بدنه، شاسی، قطعات موتور، شفت‌های گیربکس و غیره استفاده کرد. این محصول در حالی که وزن بدنه خودرو را کاهش می‌دهد، عملکرد شتاب، عملکرد هندلینگ و مصرف سوخت خودرو را بهبود می‌بخشد و انتشار دی اکسید کربن را کاهش می‌دهد.

ساخت تجهیزات مکانیکی

پارچه کربنSazand BCF مناسب برای ساخت اجزای تجهیزات مکانیکی مانند ربات‌ها و ابزار دقیق می‌باشد و می‌تواند دقت، پایداری و عمر مفید تجهیزات را بهبود بخشد.

ساخت تجهیزات ورزشی

برای ساخت تجهیزات ورزشی مانند چوب گلف، قاب دوچرخه، چوب ماهیگیری، چوب بیسبال، اسکی، راکت بدمینتون و … خرید پارچه کربن و اجرای آن توصیه می‌شود. این محصول می‌تواند وزن تجهیزات را کاهش دهد، عملکرد و راحتی را بهبود بخشد و در عین حال استحکام را تضمین کند.

تجهیزات الکتریکی

به دلیل رسانایی و رسانایی حرارتی عالی، می‌توان از آن برای ساخت هیت سینک‌ها، مواد محافظ الکترومغناطیسی و برای دستگاه‌های الکترونیکی استفاده کرد. همچنین این محصول می‌تواند به عنوان مواد الکترود، مواد حسگر و غیره در میدان الکتریکی استفاده شود.

ویژگی‌های مکانیکی و ظاهری پارچه کربن چیست؟

پارچه کربن Sazand BCF بافت پلین (palin) به عنوان ساده‌ترین پارچه‌های کربن از نظر بافت شناخته می‌شود که ساختار مشبک مانند را به وجود می‌آورد. رنگ این محصول کاملا مشکی است; همچنین این محصول دارای ویژگی‌هایی مانند چگالی کم، استحکام بالا، دوام خوب، مقاومت در برابر خوردگی قوی، مقاومت در برابر خوردگی اسید، قلیا و سایر مواد شیمیایی، انعطاف‌پذیری خوب و ظرفیت کرنش قوی است. ظاهر این محصول را می‌توان با تغییر ضخامت و نوع بافت فیبر کربن در کنار هم تغییر داد؛ اما در مجموع به دلیل انعطاف پذیری بسیار بالا قابل استفاده در پروژه‌های متنوعی می‌باشد.

تفاوت پارچه کربن با الیاف کربن در چیست؟

پارچه کربن و الیاف کربن هر دو برای پروژه‌های مقاوم سازی ساختمان های بتنی کاربرد دارند، اما از نظر ساختار و مقاومت کششی با یکدیگر متفاوت‌اند. الیاف کربن به صورت یک جهته بوده و تمامی فیبرهای کربن در جهت طول یا عرض (معمولا در جهت تار) در کنار هم با زاویه 0 درجه قرار می‌گیرند.

به دلیل ساختار یک جهته الیاف کربن، آن‌ها فقط در یک جهت مقاومت کششی خوبی دارند؛ اما از بافته شدن دو جهته فیبر کربن در کنار هم پارچه کربن تشکیل می‌شود و می‌تواند مقاومت کششی را حداقل در دو جهت به بهترین شکل حفظ کند. بنابراین، بافت پلین (palin) در مقایسه با الیاف کربن مقاومت کششی بهتری را به همراه دارد.

انواع پارچه کربن کدام‌ند و هر کدام چه ویژگی‌هایی دارند؟

از نظر بافت می‌توان پارچه کربن را به دو نوع حصیری (پلین) و یا جناقی تقسیم بندی نمود که فقط در نحوه بافت با یکدیگر متفاوت‌اند؛ اما از نظر مقاومت کششی (tensile) فیبر کربن به کار رفته، پارچه‌های کربن به چندین گروه زیر تقسیم بندی می‌شوند که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند.

پارچه کربن t300

پارچه کربن t300 یکی از سبک‌ترین انواع پارچه‌های کربن موجود در بازار است. این محصول به ویژه برای ساخت قطعات و تجهیزات مخصوص هواپیما و بالگردها استفاده می‌شود. تولید انبوه این پارچه باعث شده تا کاربرد آن در پروژه‌های مختلف افزایش پیدا کند.

پارچه کربن t700

پارچه کربن t700 یکی دیگر از انواع پارچه‌های کربن موجود در بازار با استحکام کششی بسیار بالاست و می‌تواند با انعطاف پذیری عالی خود، در پروژه‌های مختلف استفاده شود. این پارچه احتمال ترک خوردگی محصولات ساخته شده را به حداقل می‌رساند. این نوع پارچه نیز در صنایع هوافضا کاربرد دارد؛ اما به دلیل انعطاف‌پذیری بالای آن می‌توان برای ساخت دوچرخه و بعضی از تجهیزات ورزشی نیز از آن استفاده کرد.

پارچه کربن t800

پارچه کربن t800 استحکام کششی بالاتری را نسبت به t700 دارد، ولی وزن آن نیز سبک‌تر است. این نوع پارچه با مقاومت کششی 11 درصد بیشتر و انعطاف پذیری بالا، گزینه‌ای عالی برای استفاده در پروژه‌های عمرانی است.

پارچه کربن t1000

پارچه کربن t1000 به عنوان مقاوم‌ترین پارچه‌های کربن دو جهته بازار شناخته می‌شود که استحکام کششی آن 6 تا 7 گیگاپاسکال است. این نوع محصول حدود 2 تا 4 برابر بیشتر از فلزات در برابر کشش مقاومت می‌کند.

وزن پارچه کربن معمولا چقدر است؟

وزن بر اساس گرم در هر متر مربع (g/m²) تعیین می‌شود که معمولا 200گرم در هر متر مربع است. عامل اصلی برای تعیین وزن این پارچه، نوع الیاف به کار رفته همچون ۳k، ۶k، ۱۲k و ضخامت پارچه‌های کربن می‌باشد. این تفاوت وزن پارچه‌های کربن آن‌ها را به سه گروه پارچه‌های سبک، متوسط و سنگین تقسیم کرده که هر کدام برای پروژه‌های متفاوتی قابل استفاده‌اند.

• پارچه‌های سبک: وزن 90 تا 200 گرم در متر مربع و قابل استفاده در تجهیزات ورزشی، در صنایع ساختمان سازی و …
• پارچه‌های متوسط: وزن 200 تا 400 گرم در متر مربع و قابل استفاده در خودرو و کاربردهای صنعتی
• پارچه‌های سنگین: وزن 400 تا 650 گرم در متر مربع و قابل استفاده در صنایع هوافضا و دریایی

تأثیر گرماژ الیاف در پارچه کربن چیست؟

گرماژ الیاف که معمولا با نام گذاری 3K، 6K و 12K تعیین می‌شود، می‌تواند نقش مستقیمی در وزن، استحکام و مقاومت کششی آن داشته باشد. هر چقدر گرماژ الیاف در پارچه‌های کربن بیشتر باشد، طبیعتا وزن پارچه در هر متر مربع نیز بالاتر می‌رود و شاهد افزایش استحکام کششی پارچه‌های کربن خواهیم بود. با این وجود گرماژ در انعطاف پذیری محصول رابطه معکوس دارد، به طوری که هر چقدر گرماژ بالاتر رود، انعطاف پذیری آن برای اجرا پایین می‌آید.

چرا پارچه کربن نسبت به دیگر انواع پارچه‌های الیافی بهتر است؟

پارچه کربنSazand BCF در مقایسه با انواع پارچه‌های الیافی نسبت استحکام به وزن بسیار بالایی دارد. با وجود اینکه وزن این الیاف پایین است، اما مقاومت آن در مقایسه با الیاف فلزی بسیار بالاتر است. این ماده بسیار سفت بوده و می‌تواند در برابر خم شدن و تغییر شکل نیز مقاومت کند. برخلاف حساسیت‌هایی که در برابر خوردگی و زنگ زدگی برای الیاف فلزی وجود دارد، پارچه‌های کربن مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارند.

همچنین انبساط حرارتی آن‌ها بسیار پایین است و به صورت محدود منقبض و منبسط می‌شوند. مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی اسیدی و بازی نیز از دیگر ویژگی‌های مثبت پارچه‌های کربن نسبت به سایر پارچه‌های الیافی است.

پارچه کربن در چه صنایعی استفاده می‌شود؟

وزن سبک، کارایی فوق‌العاده، انعطاف پذیری بالا و مقاومت مکانیکی عالی باعث شده تا خرید پارچه کربن در صنایع مختلفی رواج پیدا کند. از این پارچه می‌توان در صنایع زیر استفاده کرد.

• صنایع هوافضا: برای ساخت قطعات مختلف هواپیما، هلیکوپتر و سایر تجهیزات هوایی
• صنایع ساختمانی: برای مقاوم سازی تجهیزات ساختمانی، پل‌ها، راه‌ها و …
• صنایع ورزشی: برای ساخت تجهیزات ورزشی و افزایش راندمان آن‌ها با کاهش وزن
• صنایع حمل و نقل: برای ساخت راه آهن، مقاوم سازی تجهیزات راه و …
• صنایع خودروسازی: ساخت قطعات داخلی خودروها با وزن سبک
• صنایع پزشکی: ساخت تجهیزات پزشکی، اروتز و پروتز و مقاوم کردن دستگاه‌های پزشکی

چرا استفاده از پارچه کربن در مقاوم‌سازی سازه‌ها رایج است؟

استفاده از پارچه کربنSazand BCF  به عنوان یک محصول سبک و کارآمد برای مقاوم سازی سازه‌ها روز به روز در حال رواج و افزایش است. دلیل محبوبیت برای مهندسان عمران و پیمانکاران پروژه‌ها، ویژگی‌های مثبت در کنار وزن سبک آن است. ترکیب پارچه کربن با ژل اپوکسی FRP و اجرا در مقاوم سازی سازه‌ها می‌تواند استحکام سازه‌ها را چندین برابر کند.

• پارچه کربن 70 درصد از فولاد و 40 درصد از آلومینیوم سبک‌تر است.
• پارچه‌های کربن نسبت استحکام به وزن بسیار بالایی دارند.
• پارچه دو جهته الیاف کربن در دو جهت تار و پود مقاومت کششی بسیار زیادی دارد.
• مقاومت پارچه‌های کربن در برابر خوردگی و رطوبت بسیار بالاست.
• این پارچه‌ها در مقایسه با پارچه‌های فلزی انعطاف پذیری بسیار خوبی دارند.
• هزینه پارچه‌های کربن در مقایسه با پارچه‌های فلزی پایین است.

فرآیند تولید پارچه کربن و تکنیک‌های به‌کاررفته در آن!

به منظور تولید پارچه دو جهته الیاف کربن، لازم است که ابتدا فیبر و الیاف کربن از مواد مخصوصی همچون الیاف پلی‌آکریلونیتریل (PAN) تهیه شوند، سپس این فیبرها با زاویه مشخص در کنار هم بافته می‌شوند. در ادامه به فرآیند تولید پارچه‌های کربن اشاره می‌کنیم.

• تولید پیش ساز: در ابتدا ماده پیش ساز الیاف پلی‌آکریلونیتریل (PAN) آماده می‌شود و با فرآیند اکسیداسیون در دمای 200 تا 300 درجه سانتی گراد در حضور هوا و گازهای مناسب تثبیت می‌گردد.

• کربونیزاسیون: سپس الیاف تثبیت شده در یک اتمسفر خنثی (مانند نیتروژن) در دماهای بین ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شوند. این عملیات حرارتی با دمای بالا، عناصر غیر کربنی (هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن) را از الیاف حذف می‌کند و اتم‌های کربن را باقی می‌گذارد که کریستال‌های محکم پیوند یافته را تشکیل می‌دهند که در امتداد محور الیاف تراز شده‌اند.

• عملیات سطحی و آهارزنی: پس از کربونیزاسیون، الیاف ممکن است تحت عملیات سطحی قرار گیرند تا خواص آنها، مانند چسبندگی به رزین‌ها، بهبود یابد. همچنین از یک عامل آهارزنی برای بهبود ویژگی‌های جابجایی و بافت استفاده می‌شود.

• تولید پارچه با بافت الیاف: سپس الیاف کربن عملیات شده، با استفاده از تکنیک‌های مختلف  همچون بافت ساده، دوقلو، ساتن و سه بعدی بافته می‌شوند.

چرا انتخاب نوع بافت پارچه کربن اهمیت دارد؟

بافت پارچه کربن را می‌توان به دو گروه پلین و دوقلو تقسیم بندی نمود. هنگام خرید پارچه کربن حتما باید به نوع بافت پارچه توجه ویژه‌ای شود؛ چرا که هم روی قیمت و ظاهر پارچه موثر است، هم ویژگی‌های مکانیکی پارچه‌ها را تغییر می‌دهد. برای مثال بافت پارچه دوقلو (Twill) با ایجاد الگوهای مورب استحکام و قیمت بالاتری نسبت به بافت پلین (palin) دارد. ضمن اینکه مقاومت پارچه‌ها در جهات مختلف کاملا وابسته به نوع بافت در این پارچه‌ها می‌باشد.

پارچه کربن چگونه و با چه چسبی اجرا می‌شود؟

به منظور اجرا لازم است که ابتدا چسب مورد نیاز را آماده کنید. چسب و رزین FRP بهترین نوع چسب با هماهنگی بسیار بالا با الیاف کربن است که برای اجرا در ابتدا نیاز به آماده سازی و تمیزکاری سطح است. سپس روی پارچه و سطح چسب اپوکسی زده می‌شود. در نهایت پارچه روی سطح مورد نظر چسبانده شده و با غلطک مخصوص تثبیت می‌شود.

چگونه پارچه کربن مناسب برای پروژه خاص خود را انتخاب کنیم؟

به منظور انتخاب و خرید برای پروژه خاص، لازم است که نیازهای آن را پروژه را شناسایی کنید. استحکام و سفتی مورد نیاز، دمای عملیاتی، آلاینده‌های موجود، شرایطی محیطی و …، همگی می‌توانند برای انتخاب پارچه کربن Sazand BCF حائز اهمیت باشند. پس از شناسایی نیاز محیطی برای اجرای این پارچه‌ها، می‌توان بهترین نوع پارچه را که نزدیک‌ترین ویژگی را با پروژه خاص شما دارد، انتخاب کنید.

نکات مهم در خرید پارچه کربن چیست؟

چالش بسیاری از پیمانکاران و کارفرمایان خرید به صورت صحیح و کاملا منطبق با نیازهای پروژه است. از این جهت توصیه می‌شود که هنگام خرید پارچه کربن به نکات زیر توجه داشته باشید:

• نوع بافت: بافت پلین (palin) و بافت جناقی (twill) جزء انواع بافت پارچه کربن Sazand BCF هستند که در فروشگاه سازند پراچه کربن بافت پلین به فروش می‌رود.
• وزن پارچه: وزن پارچه‌های کربن از حدود 100 تا 650 گرم بر متر مربع تعیین می‌شود که هر چقدر سنگین‌تر باشد، استحکام بیشتری نیز دارد.
• کیفیت بافت: هنگام خرید مطمئن شوید که بافت آن صاف، بدون موج و اعوجاج است. این ویژگی می‌تواند روی کیفیت کلی پارچه‌های کربن تاثیر مستقیم داشته باشد.
• خرید از منابع معتبر: حتما از فروشگاه‌ها و مراکز معتبر برای خرید پارچه کربن اقدام کنید. از وجود گواهینامه‌ها مطمئن شوید. دیتاشیت محصول را نیز برای بررسی دقیق ویژگی‌های فنی بررسی کنید.

قیمت پارچه کربن و عوامل مؤثر بر آن!

پارچه‌های کربن مدت‌ها بود که در فاز مطالعاتی بودند و هنوز تجاری سازی نشده بودند. همین موضوع باعث شده بود تا قیمت این پارچه‌ها در مقایسه با بسیاری از محصولات موجود در بازار بالاتر باشد و خرید آن برای مشتریان صرفه اقتصادی نداشته باشد. اما امروزه با تولید انبوه پارچه‌های کربن و تجاری سازی آن‌ها، قیمت پارچه کربنSazand BCF نیز به حد اعتدال رسیده و می‌تواند به عنوان گزینه‌ای مقرون به صرفه شناخته شود. اگرچه در مقایسه با سایر پارچه‌های فلزی، قیمت پارچه کربن بالاتر است؛ اما به دلیل استحکام و دوام بالا در دراز مدت به صرفه خواهد بود.

فاکتورهای زیادی روی قیمت تاثیرگذارند که از جمله آن‌ها می‌توان به نوع بافت، فیبر کربن به کار رفته و استحکام کششی آن، ضخامت پارچه‌ها و شرایط بازار اشاره کرد. از آنجایی که تنوع محصولات بر پایه الیاف کربن بسیار زیاد است، باید حتما در مورد قیمت به صورت روزانه استعلام گرفته شود. در صورت نیاز به دریافت لیست قیمت پارچه کربن با جزئیات کامل و دقیق می‌توانید همین حالا با کارشناسان شرکت سازند در ارتباط باشید تا قیمت دقیق این محصولات را برای شما ارسال کنند.

چالش‌ها و محدودیت‌های استفاده از پارچه کربن!

با وجود مزایای متنوع خرید پارچه کربنSazand BCF، این محصول دارای چالش‌ها و محدودیت‌هایی برای اجرا نیز می‌باشد که در ادامه به بعضی از آن‌ها اشاره‌ای می‌کنیم.

• هزینه بالا: قیمت پارچه کربن به دلیل فرآیند پیچیده تولید نسبت به پارچه‌های فولادی و آلومینیومی بالاتر است.
• بازیافت سخت: پارچه‌های کربن دارای فرآیند بازیافت بسیار پیچیده و سختی هستند.
• حساسیت بالا در برابر ضربه: با وجود استحکام کششی بالا،  کامپوزیت پارچه‌های کربن در برابر ضربه، ترک خوردگی و لایه لایه شدن آسیب پذیر هستند.
• رسانایی الکتریکی: رسانایی الکتریکی پارچه‌های کربن بالاست. از این جهت در پروژه‌هایی که نیاز به عایق کاری الکتریکی دارند، استفاده از آن محدود است.
• حساسیت به نور خورشید: این پارچه‌ها در معرض نور خورشید و اشعه UV حساسیت دارند و ممکن است باعث تخریب کامپوزیت‌های فیبر کربن شود.

نحوه نگهداری و انبار کردن پارچه کربن چگونه است؟

پس از خرید پارچه کربن با در نظر گرفتن نکات زیر، نگهداری و انبار کردن پارچه‌های کربن را انجام دهید.

• پارچه‌های کربن را در دمای 10 تا 25 درجه سانتی گراد نگهداری کنید.
• آن‌ها را در انبار تاریک، دور از نور مستقیم خورشید و رطوبت نگهداری نمایید.
• از قرار دادن وسایل سنگین روی پارچه‌های کربن جدا خودداری کنید.
• پارچه‌های کربن را به صورت رولی و بدون اینکه کشیده شوند در جای مناسب نگهداری کنید.