שאלות כלליות בקשר לסיבי פחמן (קרבון)

[Gavrik]

שלום תמיד הייתי סקפטי בנושא הקרבון כי אומנם סיבי הפחמן הם חומר חזק מאוד אך הם נעשים גמישים על מנת להקלות בעבודה איתם ומה שמקשר ביניהם זה השרף שיוצקים והוא נותן את הכושר המבני של כול הגוף העשוי מסיבים.

גם כן אני זוכר שראיתי ביוטוב טסט שעשו לשלדות אופניים מחומרים שונים ושלדת הקרבון נשברה על הטסט הראשון.

 

לכן מישהו יוכל להסביר לי את הפואנטה וכול הרעש שיצר מאחוריו הקרבון?

[Mech Morphix]

לא יודע מה עשו שם עם האופניים אבל זה חומר קשיח מאוד ולכן גם פריך.

[liav.h]

מה שיותם אמר.

לקרבון יש יחס חוזק-משקל גבוה מאוד, מה שמאפשר לייצר חלקים חזקים וקלים בהשוואה לחומרים אחרים.

אבל הוא גם פחות גמיש, ולכן שביר ( פריך) בהשוואה לפלסטיק למשל.

 

למרות זאת, תכנון נכון של החלק, אמור לתת לו גמישות מספקת, ושבר יקרה במצב קיצון.

[bengee]

זה ששלדת הקארבון נשברה ראשונה לא אומר דבר, השאלה האם בשימוש סטנדרטי החומר יישבר, אתה יכול לשים גם שלדת טונגסטון מתחת לpress, בשלב מסויים גם היא תיכנע.

 

הקטע עם שימוש בחומרים מרוכבים הוא פשוט- התאמה לאפליקציה.

 

אני לא רוצה לקפוץ פה למסקנות שקארבון זה חומר פריך, קארבון מגיע בצורת אריג (בד), הפריכות מתקבלת במוצר המוגמר ותלויה בסוג/כמות/אופי השרף, הגמישות תלויה גם בסוג/כמות/אופי השרף וגם בסוג/כמות/אופי האריג עצמו.

 

על מה כל הרעש?

כשחברות תעופה/רכבי על מעבירות ייצור של חלקי בסיס לחומר מסויים, כנראה שיש דברים בגו (שלדות קארבון בכמה וכמה רכבים).

 

וייתרון חשוב זה שבאופן יחסי זה חומר שממש קל לעבוד איתו (לעומת התכת מתכת לתבניות למשל), בידיים חובבניות + אפשר לעשות איתו דברים ממש מגניבים.

[Mleder]

נכון להיום,בואינג מייצרת מטוס נוסעים בואינג 787 שרובו הגדול מיוצר מחלקים מורכבים סיבי פחמן,העבודה עליו הרבה יותר מסובכת אבל יש הרבה יותר יתרונות,הרבה יותר קל וחזק מחומרים אחרים.

עריכה אחרונה ב-25 ליוני, 2014 על ידי Mleder

[Tom_22]

מתערב בגלל שהוזכר כאן מטוס...

ב-787 משתמשים בחומרים מרוכבים רק במחצית מהמבנה (ולא ברובו). חלקם פיברגלאס, חלקם מבנה שכבות קארבון (Laminates) וחלקם מבנה כוורת בציפוי קארבון (Carbon Sandwich) ואולי חומרים אחרים. היתרון שבשימוש הוא עמידות בפני כוחות מתיחה.

[liav.h]

לא רק מתיחה, אלא גם לחיצה וגזירה.

קוולאר מצטיין במתיחה וגזירה, לכן משמש לרוב באפודי מגן, וקסדות.

קרבון חזק גם למתיחה, אך בעיקר ללחיצה.

 

פיברגלאס חלש בכל הפרמטרים מהשניים הנ"ל, אך הוא קל יותר מהם.

[yehuda-k]

בין החומרים הנמצאים בשימוש המוני, חומר מרוכב על בסיס סיבי פחמן הוא הכי טוב ביחס של חוזק למשקל. הסיפור של האופניים שנשברו ראשונים הוא מוזר. אם שלדת האופניים מסיבי פחמן תוכננה ויוצרה בצורה מקצועית, הייא תחזיק מעמד בעומס גבוה יותר מאשר שלדה מחומרים אחרים.

 

לחומר יש גם מגרעות, ובעיקר המחיר הגבוה שנובע מתהליכי יצור יקרים.

 

יהודה

[Mleder]

מתערב בגלל שהוזכר כאן מטוס...

ב-787 משתמשים בחומרים מרוכבים רק במחצית מהמבנה (ולא ברובו). חלקם פיברגלאס, חלקם מבנה שכבות קארבון (Laminates) וחלקם מבנה כוורת בציפוי קארבון (Carbon Sandwich) ואולי חומרים אחרים. היתרון שבשימוש הוא עמידות בפני כוחות מתיחה.

 

50 אחוז זה רובו לא??

ולפי מה שאני יודע בארץ מייצרים את החלק האחורי של המטוס ומשתמשים רק בשכבות קארבון .

 

ובאמת מטוס מדהים זה ה 787 טסתי במטוס של אתיופיאן איירלינס.

[Ofer Dotan]

הרעש סביב הקרבון הוא היחודיות של החומר בהיבט של יחס חוזק משקל.

הרעש סביב חומרים מרוכבים נובע מתוך התכונות המכניות המיוחדות שהם מקנים.

ככלל חומרים מרוכבים מניבים תכונות מסויימות ולכן צריך להבין היטב את דרישות המוצר ולאפיין אותו באופן יסודי ולשם כך לבחור את החומרים - לדוגמא גאומטריית המוצר , כיוון הסיבים , צורת השזירה , סוגי השרף , שילובים בין חומרים - קוולאר , קרבון , רואסל , פיבר גלאס וכו .

הרבה פעמים משתמשים בשילוב של הקוולאר והקרבון - הקוולאר מקנה את החוזר לנגיפה - התנגדות למכות ושבר , והקרבון מקנה את החוזר המבני.

הרעיון של החומרים מרוכבים הוא לאפשר מיקסום תכונות מכניות למטרות ספציפיות.

[Tom_22]

50 אחוז זה רובו לא??

 

אותי לימדו שכל מה שמעבר לחצי זה רוב. אבל חצי זה עדין חצי (וחוץ מזה מתוך ה-50% לא הכל זה קארבון פייבר).

 

בכל אופן, הנה שני מסמכים, האחד מתייחס לטולרנסים ולאחזקה של החומרים המרוכבים במטוסי בואינג בדגש על ה-787,

והשני מתייחס לאירוע שריפה במטוס שעיקרו חומרים מרוכבים (ושם גם יש את חלוקת החומרים):

 

1) http://servidor-da.aero.upm.es/wip/apuntes/quinto/materiales-compuestos/tolerancia%20al%20dano.pdf.pdf

 

2) http://www.boeing.com/assets/pdf/commercial/airports/faqs/787_composite_arff_data.pdf

[Mleder]

אותי לימדו שכל מה שמעבר לחצי זה רוב. אבל חצי זה עדין חצי (וחוץ מזה מתוך ה-50% לא הכל זה קארבון פייבר).

 

בכל אופן, הנה שני מסמכים, האחד מתייחס לטולרנסים ולאחזקה של החומרים המרוכבים במטוסי בואינג בדגש על ה-787,

והשני מתייחס לאירוע שריפה במטוס שעיקרו חומרים מרוכבים (ושם גם יש את חלוקת החומרים):

 

1) http://servidor-da.aero.upm.es/wip/apuntes/quinto/materiales-compuestos/tolerancia%20al%20dano.pdf.pdf

 

2) http://www.boeing.com/assets/pdf/commercial/airports/faqs/787_composite_arff_data.pdf

 

 

אתה צודק טעות שלי 50 אחוז זה 50 אחוז,חוסר תשומת לב וחשיבה על דברים אחרים בעת הכתיבה

 

המטוס עצמו בנוי מ 50 אחוז חומרים מרוכבים, לא רק קארבון דיברנו על חומרים מרוכבים בכללי, 20 אחוז אלומינום 15 אחוז טיטניום 10 אחוז מתכת ו5 אחוז חומרים אחרים.

עריכה אחרונה ב-26 ליוני, 2014 על ידי Mleder

[Gavrik]

הרעש סביב הקרבון הוא היחודיות של החומר בהיבט של יחס חוזק משקל.

הרעש סביב חומרים מרוכבים נובע מתוך התכונות המכניות המיוחדות שהם מקנים.

ככלל חומרים מרוכבים מניבים תכונות מסויימות ולכן צריך להבין היטב את דרישות המוצר ולאפיין אותו באופן יסודי ולשם כך לבחור את החומרים - לדוגמא גאומטריית המוצר , כיוון הסיבים , צורת השזירה , סוגי השרף , שילובים בין חומרים - קוולאר , קרבון , רואסל , פיבר גלאס וכו .

הרבה פעמים משתמשים בשילוב של הקוולאר והקרבון - הקוולאר מקנה את החוזר לנגיפה - התנגדות למכות ושבר , והקרבון מקנה את החוזר המבני.

הרעיון של החומרים מרוכבים הוא לאפשר מיקסום תכונות מכניות למטרות ספציפיות.

 

השאלה היא איך קרבון מקנה בדיוק קושי מבני כאשר הוא מגיע במצב גולמי בתור יריעות בד גמישות שאפשר לחתוך עם מספריים גדולות??

 

חקרתי קצת לא מזמן וראיתי בנייה של גל הינע מסיבי פחמן הגל הינע ניבנה בצורה שהסיבים מלופפים אחד סביב השני כאקר מופעל אליהם לחץ רב ובסכמת ליפוף מאוד מדוייקת.

 

האם זה אומר שכול מיני סדנאות שמשתמשות בסיבי פחמן מרפדות איתם יציקות ומחברות ביניהן עם שרף עושות בעצם עבודה חאפרית כי תכלס השרף נותן את החוזק המבני ושומר על צורת החלק והקרבון זה רק צעד שיווקי?

הרעש סביב הקרבון הוא היחודיות של החומר בהיבט של יחס חוזק משקל.

הרעש סביב חומרים מרוכבים נובע מתוך התכונות המכניות המיוחדות שהם מקנים.

ככלל חומרים מרוכבים מניבים תכונות מסויימות ולכן צריך להבין היטב את דרישות המוצר ולאפיין אותו באופן יסודי ולשם כך לבחור את החומרים - לדוגמא גאומטריית המוצר , כיוון הסיבים , צורת השזירה , סוגי השרף , שילובים בין חומרים - קוולאר , קרבון , רואסל , פיבר גלאס וכו .

הרבה פעמים משתמשים בשילוב של הקוולאר והקרבון - הקוולאר מקנה את החוזר לנגיפה - התנגדות למכות ושבר , והקרבון מקנה את החוזר המבני.

הרעיון של החומרים מרוכבים הוא לאפשר מיקסום תכונות מכניות למטרות ספציפיות.

[Tom_22]

אני מקווה שההשוואה נכונה, אבל קח קיר בטון.

אם תבנה אותו רק מבטון הוא יהיה פריך ושביר. אם תוסיף מוטות חיזוק לאורכו, תחזק אותו מבנית בכיוון מסויים.

אם תוסיף מוטות חיזוק בשתי וערב, החיזוק יהיה גם בכיוונים אחרים.

הענין עם הקארבון עובד באופן דומה, כאשר כיוון הסיבים קובע את הכיווניות של חיזוק המבנה.

[bengee]

השאלה היא איך קרבון מקנה בדיוק קושי מבני כאשר הוא מגיע במצב גולמי בתור יריעות בד גמישות שאפשר לחתוך עם מספריים גדולות??

 

חקרתי קצת לא מזמן וראיתי בנייה של גל הינע מסיבי פחמן הגל הינע ניבנה בצורה שהסיבים מלופפים אחד סביב השני כאקר מופעל אליהם לחץ רב ובסכמת ליפוף מאוד מדוייקת.

 

האם זה אומר שכול מיני סדנאות שמשתמשות בסיבי פחמן מרפדות איתם יציקות ומחברות ביניהן עם שרף עושות בעצם עבודה חאפרית כי תכלס השרף נותן את החוזק המבני ושומר על צורת החלק והקרבון זה רק צעד שיווקי?

 

 

תראה העניין עם שימוש בחומרים מרוכבים הוא לעשות שימוש בתכונות הטובות של כ"א מהחומרים שבהם נעשה שימוש ו"ביטול" התכנות הפחות טובות שלהם, ההשוואה של טום נכונה, אולי קצת לא ברורה, אז אני אחדד אותה טיפה

 

בטון: חומר מעולה בלחיצה, גרוע במתיחה, לא גמיש,זול.

ברזל: טוב בלחיצה, טוב במתיחה, גמיש, יקר.

 

בטון מזויין, מעולה בלחיצה, טוב במתיחה, הטוב משני העולמות.

 

בנוגע לסדנאות שיברת עליהם, אני לא יודע עלמה בדיוק אתה מדבר, אבל בגדול חלקים שייצרו מקארבון ושרף יהיו בעלי מאפיינים שיותר דומים לחלקי מתכת מאשר חלקים מפלסטיק (שרף).

 

ועדיין הנק' הכי חשובה, התאמה לאפליקציה, וביצוע תכן נכון.

 

אפשר לעשות מוצר שמשקלו יהיה 10 ק"ג מקארבון, ואת אותו מוצר רק 7 ק"ג מאלומניום שגם יהיה חזק יותר או שאפשר ב 5 ק"ג מקארבון, שיהיה חזק יותר משניהם, הכל בגאומטריה ובתכן.