Opisy tkanin węglowych potrafią wyglądać jak szyfr: „twill 2/2, 3K, 200 g/m², HS”. Każda z tych informacji mówi coś ważnego o materiale — o jego wyglądzie, grubości, sztywności i cenie. Poniżej wyjaśniamy oznaczenia tkanin z włókna węglowego, żeby łatwiej było porównywać materiały i rozumieć specyfikacje.

Liczba filamentów: 1K, 3K, 6K, 12K

Pojedyncze włókno węglowe (filament) ma średnicę kilku mikrometrów — jest wielokrotnie cieńsze od ludzkiego włosa. Filamenty łączy się w wiązki (ang. tow), a litera K oznacza tysiące filamentów w wiązce:

  • 1K — 1000 filamentów; bardzo cienkie, lekkie tkaniny o drobnym wzorze, stosowane rzadziej i droższe,
  • 3K — 3000 filamentów; najpopularniejsza wiązka w tkaninach z widocznym splotem,
  • 6K — rzadziej spotykana, pośrednia,
  • 12K i więcej — grube wiązki; tańsze w przeliczeniu na kilogram, dają większy wzór i grubsze warstwy, dobrze sprawdzają się wewnątrz laminatu.

Wielkość wiązki wpływa przede wszystkim na wygląd i grubość warstwy. Sama liczba „K” nie mówi, czy włókno jest mocniejsze.

Gramatura (g/m²)

Gramatura to masa metra kwadratowego suchej tkaniny. Popularne tkaniny 3K mają około 160–245 g/m², a jedna z najczęściej stosowanych to 200 g/m². Wyższa gramatura oznacza grubszą warstwę i mniej warstw potrzebnych do uzyskania żądanej grubości laminatu — ale też gorszą układalność na drobnych krzywiznach. Orientacyjnie jedna warstwa tkaniny 200 g/m² daje w laminacie około 0,2–0,3 mm grubości, zależnie od technologii.

Tkaniny rozwłóknione (spread tow)

Grubą wiązkę, np. 12K, można rozprasować na szeroką i bardzo płaską taśmę. Z takich taśm tka się cienkie, lekkie tkaniny z charakterystycznym dużym wzorem szachownicy. Mają mało pofalowane włókna i dobre właściwości przy małej grubości, ale są droższe od standardowych tkanin.

Moduł sprężystości: HS, IM, HM

Włókna węglowe różnią się sztywnością (modułem sprężystości) i wytrzymałością. W uproszczeniu:

  • HS / SM (wysokowytrzymałe, moduł standardowy) — orientacyjnie ok. 230–240 GPa; najczęściej stosowane, najlepszy stosunek ceny do właściwości,
  • IM (moduł pośredni) — ok. 280–300 GPa; sprzęt sportowy wyższej klasy, lotnictwo,
  • HM (wysokomodułowe) — powyżej ok. 350 GPa; bardzo sztywne, ale droższe i bardziej kruche.

Producenci włókien stosują własne oznaczenia gatunków (np. T300, T700), dlatego przy porównywaniu materiałów warto patrzeć na parametry z karty technicznej, a nie tylko na nazwę. Wyższy moduł nie zawsze oznacza lepszy element — bardziej sztywne włókno bywa mniej odporne na uderzenia.

Szerokość i preparacja

W specyfikacji znajdziesz też szerokość rolki (np. 100 lub 127 cm) oraz informację o preparacji (ang. sizing) — cienkiej powłoce na włóknach, która poprawia ich łączenie z żywicą. Większość tkanin ma preparację przystosowaną do żywic epoksydowych, co jest kolejnym powodem, dla którego to one są standardem przy włóknie węglowym (więcej: żywice do kompozytów).

Jak czytać opis tkaniny — przykład

„Tkanina węglowa twill 2/2, 3K, 200 g/m², HS, szer. 100 cm” oznacza: splot skośny (więcej o splotach), wiązki po 3000 filamentów, masa 200 g na metr kwadratowy, włókno o standardowym module, rolka szerokości 1 m. To typowy materiał na widoczną warstwę elementu z carbonu.

Najczęstsze pytania

Czy 12K jest mocniejsze od 3K?

Nie. Liczba K oznacza liczbę filamentów w wiązce, a nie wytrzymałość włókna. 12K daje większy wzór i grubszą warstwę; o wytrzymałości decyduje gatunek włókna i konstrukcja laminatu.

Jaka gramatura tkaniny węglowej jest najpopularniejsza?

Na warstwy widoczne najczęściej stosuje się tkaniny 3K o gramaturze około 200 g/m².

Co to jest włókno IM?

Włókno o pośrednim module sprężystości — sztywniejsze od standardowego (HS). Stosuje się je tam, gdzie liczy się bardzo wysoka sztywność przy małej masie, np. w sprzęcie sportowym wyższej klasy.