Tkanina węglowa to nie tylko „carbon”. Ten sam rodzaj włókna, utkany na różne sposoby, daje materiały o innym wyglądzie, innej układalności w formie i innych właściwościach mechanicznych. Wybór splotu tkaniny węglowej to jedna z pierwszych decyzji przy projektowaniu elementu — szczególnie wtedy, gdy splot ma być widoczny. Poniżej najczęściej stosowane sploty i to, kiedy który się sprawdza.
Splot płócienny (plain, 1/1)
Najprostszy splot: każda wiązka włókien przechodzi na przemian nad i pod jedną wiązką poprzeczną. Daje charakterystyczną, drobną „szachownicę”. Tkanina płócienna jest stabilna — nie rozjeżdża się przy docinaniu i przenoszeniu — ale gorzej układa się na mocno zakrzywionych powierzchniach. Częste przeplatanie oznacza też większe pofalowanie włókien, co nieco obniża ich wytrzymałość w laminacie.
Splot skośny (twill, 2/2)
Wiązka przechodzi nad dwiema i pod dwiema wiązkami poprzecznymi, a przesunięcie w kolejnych rzędach tworzy ukośny wzór. To najbardziej rozpoznawalny „wygląd carbonu” — ten, który większość osób kojarzy z częściami samochodowymi i rowerowymi. Twill lepiej niż splot płócienny układa się na krzywiznach, ma mniejsze pofalowanie włókien, ale jest mniej stabilny przy docinaniu — łatwiej o skrzywienie wzoru.
Splot atłasowy (satin)
Wiązka przechodzi nad kilkoma wiązkami, a pod jedną — oznaczenia 4H, 5H czy 8H mówią, co ile wiązek następuje przeplot. Powierzchnia jest gładka, a włókna są niemal proste, więc tkanina bardzo dobrze układa się na złożonych kształtach i ma dobre właściwości mechaniczne. Jest jednak najmniej stabilna przy obróbce, a obie jej strony wyglądają inaczej — co trzeba uwzględnić przy układaniu warstw.
Tkaniny jednokierunkowe (UD)
Włókna biegną tylko w jednym kierunku, utrzymywane lekkim przeszyciem lub niewielką ilością nici poprzecznych. UD daje najwyższą wytrzymałość i sztywność wzdłuż włókien i praktycznie żadnej w poprzek — dlatego warstwy UD układa się pod różnymi kątami zgodnie z projektem obciążeń. Stosuje się je tam, gdzie liczy się każdy gram: w rurach, ramach, dźwigarach i wzmocnieniach lokalnych.
Tkaniny multiaksjalne (NCF)
Zamiast tkania — kilka warstw prostych włókien ułożonych pod różnymi kątami (np. ±45° lub 0/90°) i zszytych razem. Brak przeplotu oznacza brak pofalowania włókien i lepsze właściwości mechaniczne, a kilka kierunków w jednej warstwie przyspiesza laminowanie. Tkaniny multiaksjalne dobrze współpracują z infuzją żywicy, ale ich wygląd nie nadaje się na powierzchnię widoczną.
Porównanie splotów
| Splot | Wygląd | Układalność na krzywiznach | Stabilność przy docinaniu | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| Płócienny 1/1 | drobna szachownica | słabsza | bardzo dobra | płaskie i łagodnie wygięte elementy, warstwy wierzchnie |
| Skośny 2/2 | klasyczny wzór ukośny | dobra | średnia | elementy z widocznym splotem, części samochodowe i rowerowe |
| Atłasowy | gładki, mało wyraźny wzór | bardzo dobra | słabsza | złożone kształty, lotnictwo |
| UD | równoległe włókna | zależna od kierunku | słabsza | elementy konstrukcyjne, wzmocnienia |
| Multiaksjalne | przeszyte warstwy | dobra | dobra | warstwy wewnętrzne, infuzja, duże elementy |
Jak łączy się sploty w jednym elemencie?
W praktyce jeden element często składa się z kilku rodzajów tkanin. Na powierzchni widocznej — twill lub splot płócienny dla wyglądu, wewnątrz — UD lub tkaniny multiaksjalne tam, gdzie laminat przenosi obciążenia. Dzięki temu element wygląda jak „pełny carbon”, a jego konstrukcja jest dopasowana do pracy. O tym, co oznaczają oznaczenia typu 3K czy 12K, więcej w artykule 3K, 12K i gramatura tkaniny węglowej.
Najczęstsze pytania
Który splot carbonu jest najmocniejszy?
W jednym kierunku — tkanina jednokierunkowa (UD). Wśród tkanin przeplatanych nieco lepsze właściwości mają sploty z mniejszym pofalowaniem włókien, czyli skośny i atłasowy. O wytrzymałości elementu decyduje jednak przede wszystkim cały projekt laminatu, a nie sam splot.
Który splot wybrać do elementu z widocznym carbonem?
Najczęściej splot skośny (twill 2/2) — to klasyczny wygląd carbonu. Splot płócienny daje drobniejszy, bardziej techniczny wzór.
Czy splot wpływa na cenę?
Tak, choć zwykle mniej niż technologia i forma. Nietypowe sploty, tkaniny rozwłóknione (spread tow) czy kolorowe hybrydy są droższe od standardowego twillu.