Paso 8: Introducción a los compuestos
1) fibra de carbono sólo es fuerte en la dirección que apuntan a las fibras. Es 10 x más fuerte cuando orientado con las fibras que a través de ellas. Esta propiedad se conoce como "anisotrópica" (a diferencia de los metales, con fuerza uniforme en todas las direcciones, que son isótropos). Ser anisotrópico permite a los diseñadores poner la fuerza en una parte de fibra de carbono sólo donde necesita. Esto ahorra peso, pero requiere que usted sepa exactamente lo que destaca la parte se someterán a! Si no diseño para todas las fuerzas experimentadas, puede dejar de su parte. Ver la imagen adjunta para ver cómo agudamente el módulo (rigidez) de la fibra de carbono cae cuando la carga no está orientada con la fibra.
2) piezas compuestas se componen de una serie de capas llamadas capas. El número de capas utilizadas y la dirección determina la resistencia de la pieza.
a. capas 0 grados (con las fibras a lo largo de la longitud de un tubo) están más fuertes en resistir flexión, cargas de tracción y compresión. Tubos de bicicleta tienen la mayoría de sus fibras en esta dirección.
b. 90 grados capas (funcionamiento circunferencialmente alrededor de un tubo) se utilizan para proporcionar fuerza de aro, resistir el aplastamiento. Esta es la dirección menos importante en una bicicleta.
capas de +-45 grados c. son los mejores en resistencia torsión (torsión) y las fuerzas de cizalla. Esto es importante, especialmente en los cruces como el pedalier.
3) fibra de carbono viene en tela y cintas unidireccionales. La tela tiene fibras en 0/90 grados perpendiculares entre sí. Más bicicletas están hechas principalmente de tela unidireccional con una estética "seguro" capas de fibras tejidas.
4) en la práctica, gran parte será necesario para resistir una combinación de todas las fuerzas anteriores. Por ejemplo, una parte con 8 capas unidireccionales puso a 0, 90, 45, -45, -45, 45, 90, 0 grados serán capaces de resistir las fuerzas de la mayoría igualmente. Esto es lo que se llama un "cuasi-isotrópico" layup, puesto que aproxima la forma que funcionaría una pieza de metal. Para uniones muy complicados como la zapata de soporte inferior donde hay un montón de fuerzas en el trabajo que son difíciles de predecir, este tipo de diseño será más pesado, pero más seguro.
5) la fuerza viene de las fibras continuas, que crean una ruta de carga directa a través de su parte. Tenga cuidado al lijar la pieza, si usted pulir un layup con grumos por estética, usted puede cortar las fibras de carbono de largo filamento y comprometer su integridad.
6) usted no puede empujar sobre una cuerda. Fibra de carbono es sólo un tejido de lujo, así mientras que puede tirar de cargas (resistencia), que no puede empujar cargas (resistencia a la compresión) sin ayuda. Esto es donde entra la resina de epoxy. El epoxi es la matriz que sostiene todas las fibras de carbono en el lugar y convierte las capas individuales en un todo fuerte y unificado.
7) al colocar encima la fibra de carbono, quiere asegurarse de que cada uno de los miles de filamentos individuales ha sido humedecido hacia fuera con epoxi. Si tu diseño tiene demasiado epoxi, la única desventaja es que será más pesado (y un poco más frágiles). Si las fibras no han sido adecuadamente saturadas, no es fuerte en todos.
8) sólo usan la resina de epoxy. Mientras más caro que el poliéster, es significativamente más fuerte y menos frágil y crea lazos mucho más fuertes con las fibras de carbono. También es mucho menos tóxico y no huela a muerte.
9) compresión es importante. Fibras de carbono son tiesas y tendrá una tendencia a revelar de cualquier superficie curvada que les has pegado en. Las capas individuales también no unen en parte uniforme fuerte. La clave para prevenir esto es comprimir las fibras juntas. Esto se puede lograr con un molde de dos piezas, bolsas de vacío, o simplemente envolviendo la parte en la cinta aisladora (lado pegajoso hacia fuera) a comprimirlo todo junto.
10) fibra de carbono falla catastróficamente. A diferencia del acero - y en mucho menor medida, de aluminio - que se dobla cuando fallan, se encajen piezas de fibra de carbono. Esto puede ser repentina y sin aviso, que puede ser peligrosa si está manejando! En la práctica esto no es un gran problema, porque una parte de fibra de carbono que pesa tanto como un acero o el aluminio uno será mucho más fuerte, pero sólo dan cuenta de que a menos que seas un ingeniero, es mejor resistir las ganas de hacer la fibra de carbono juntas superlight (al menos para su primer fotograma). Un poco de peso extra irá una manera larga para la confiabilidad y tranquilidad.
