Spiegazione dettagliata delle specifiche del tessuto di carbonio: 1K, 3K, 6K, 12K... Quali sono le differenze?

La produzione delle fibre di carbonio inizia con materiali precursori come il poliacrilonitrile (PAN) o la viscosa. Questi precursori subiscono complessi trattamenti chimici, riscaldamento, stiratura e infine carbonizzazione per trasformarsi in microfibre ultra-resistenti note come "filamenti." Per applicazioni pratiche, migliaia di filamenti vengono raggruppati insieme in "tows." La specifica del tow (ad esempio, 1K, 3K, 6K, 12K) è determinata dal numero di filamenti che contiene.

Comprensione della designazione "K":

"K" sta per "kilo" (mille).

tow 1K : Contiene ~1.000 filamenti di carbonio.

3K tow : Contiene ~3.000 filamenti di carbonio.

6K tow : Contiene ~6.000 filamenti di carbonio.

12K tow : Contiene ~12.000 filamenti di carbonio.

In parole semplici: Valori K inferiori indicano trefoli più fini, leggeri e flessibili; valori K più elevati indicano filati più spessi, rigidi e pesanti. La scelta del valore K influisce direttamente sulle proprietà e sui risultati applicativi del tessuto finale in fibra di carbonio.

Differenze principali tra le specifiche dei filati:

Aspetto e texture :

Filati a basso K (es. 1K, 3K) : producono tessuti (es. tela, twill) con texture fine, motivi piccoli/densi e un'estetica raffinata. Ideali per superfici altamente visibili.

Filati ad alto K (es. 12K) : generano tessuti con motivi marcati e un impatto visivo deciso.
*Riepilogo: scegliere filati a basso K (1K, 3K) per superfici raffinate; a alto K (12K) per struttura decisa.*

Peso e spessore :

A parità di struttura del tessuto, valori K più elevati danno origine a tessuti più spessi e pesanti. Una rovina da 12K contiene 4 volte più filamenti rispetto a una rovina da 3K, portando a un maggiore contenuto di fibre per unità di superficie (peso maggiore per unità di superficie, gsm). Questo rende i tessuti ad alto K più efficienti per parti grandi o per un rapido accumulo di spessore/resistenza.

Flessibilità e lavorabilità :

Rovine a basso K (es. 3K) : Tessuti sottili e morbidi con eccellente drappeggio. Si conformano perfettamente a stampi complessi e curve strette senza ponteggiare o formare pieghe. Ideali per geometrie intricate.

Filati ad alto K (es. 12K) : Tessuti più rigidi, soggetti a ponteggiare o piegarsi su contorni netti. Più adatti per pannelli piatti o curve dolci.

Resistenza (Chiarimento fondamentale) :

La resistenza/modulo del singolo filamento non è influenzato dal valore K; dipende dalla qualità della fibra (es. T300, T700, T1000).

La resistenza del composito è determinata da: qualità delle fibre, proprietà della resina, progettazione dei plies e qualità della produzione .

Impatto indiretto del K-value : Fili più spessi (ad esempio 12K) possono subire una leggera riduzione delle prestazioni a causa della maggiore curvatura nei tessuti. Tuttavia, nella pratica, sono il progetto e la lavorazione a influenzare maggiormente la resistenza.

Costo :

Fili con K-value più alto offrono generalmente un costo inferiore per unità di peso. Raggruppare più filamenti (ad esempio 12K rispetto a 4x3K) migliora l'efficienza produttiva.

Bagnabilità con resina (fattore critico di processo) :

Rovine a basso K (es. 3K) : Una maggiore area superficiale e percorsi di flusso della resina più brevi permettono un'impregnazione completa, riducendo al minimo bolle/vuoti per ottenere compositi di qualità superiore.

Filati ad alto K (es. 12K) : La penetrazione della resina nel nucleo è difficoltosa. Una cattiva lavorazione può causare zone interne asciutte, creando punti deboli. Tecniche avanzate (ad esempio RTM, infusione sotto vuoto) sono spesso indispensabili.

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