เส้นใยถักทอคืออะไร และมีบทบาทอย่างไรในการเสริมแรงพลาสติกชนิดไฟเบอร์กลาส (FRP)?

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับวูเว่นรัววิ่ง

วูเว่นรัววิ่งเป็นผ้าใยแก้ว และเป็นหนึ่งในองค์ประกอบของวัสดุคอมโพสิต ผลิตโดยการทอเส้นใยแก้วขนาดยาวต่อเนื่องเข้าด้วยกันในลวดลายแบบธรรมดาหรือแบบทไวล์ (twill) สิ่งนี้ทำให้วูเว่นรัววิ่งมีโครงสร้างที่หนาและแข็งแรง เป็นทางเลือกที่ได้รับความนิยมในกระบวนการผลิตต่างๆ เนื่องจากมีความต้านทานแรงดึงสูง และสามารถซึมซับเรซินได้ดี วูเว่นรัววิ่งแตกต่างจากผ้าใยแก้วชนิดอื่นตรงที่มีความยืดหยุ่นอย่างมาก สามารถโค้งงอไปตามรูปร่างของแม่พิมพ์ และสามารถตอบสนองความต้องการทั้งในด้านความแข็งแรงและความยืดหยุ่น

คุณสมบัติของวูเว่นรัววิ่งมีอะไรบ้าง

เส้นใยทอแบบรูฟวิ่ง (woven roving) ยังมีสัดส่วนปริมาตรของไฟเบอร์สูง ซึ่งคืออัตราส่วนระหว่างไฟเบอร์กับส่วนประกอบอื่นๆ ของวัสดุคอมโพสิต สิ่งนี้หมายถึงการจัดเรียงตัวของไฟเบอร์ที่หนาแน่น และคุณสมบัติทางกลที่มีคุณภาพสูงของวัสดุคอมโพสิต นอกจากนี้ยังมีความคงตัวทางมิติสูง หมายความว่าเกิดการบิดเบือนน้อยที่สุดในระหว่างกระบวนการแข็งตัวของวัสดุคอมโพสิต มันช่วยให้เรซินสามารถไหลผ่าน ซึมเข้าเต็ม และยึดเกาะทางเคมีกับไฟเบอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังมีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพสูงในการสร้างโครงสร้างคอมโพสิต

กระบวนการผลิตเส้นใยทอแบบรูฟวิ่ง

เส้นใยเรียวเริ่มต้นจากเส้นใยแก้วคุณภาพสูง เส้นใยเหล่านี้จะถูกปั่นเป็นเส้นด้ายเรียว จากนั้นจึงทอขึ้นบนเครื่องทอโดยใช้ลวดลายทอแบบธรรมดาหรือแบบทวิล ในลวดลายทอแบบธรรมดา เส้นด้ายจะถูกทอสลับกันในรูปแบบไขว้กันอย่างง่าย ส่วนลวดลายทอแบบทวิล จะมีการทอสลับกันในลักษณะที่ทำให้ผ้าสามารถพลิ้วได้ดีกว่า หลังจากนั้นผ้าทอจะผ่านกระบวนการบำบัดพื้นผิว ซึ่งช่วยเพิ่มความเข้ากันได้ของผ้าทอเรียวกับเรซิน การบำบัดนี้ช่วยเสริมสร้างพันธะระหว่างเส้นใยของผ้ากับวัสดุแมทริกซ์ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุคอมโพสิต

เหตุใดเส้นใยเรียวทอจึงเหมาะสำหรับการเสริมแรง FRP

ผ้าทอแบบรุ่งเป็นผ้าที่ดีที่สุดสำหรับการเสริมความแข็งแรงให้กับ FRP หรือพอลิเมอร์ที่เสริมด้วยเส้นใย เนื่องจากโครงสร้างการทอสามารถกระจายแรงได้อย่างสม่ำเสมอในวัสดุคอมโพสิต มีความต้านทานแรงดึงและแรงโค้งงอสูง ทำให้ผลิตภัณฑ์ FRP มีความต้านทานต่อแรงกระแทกและการล้าตัวได้ดีขึ้น ผ้าช่วยเพิ่มความแข็งแรงของชิ้นส่วน FRP ทำให้มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้น อีกทั้งยังสามารถปรับรูปเข้ากับรูปทรงที่ซับซ้อนได้ง่าย จึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานแอปพลิเคชัน FRP ตั้งแต่โครงสร้างขนาดใหญ่ไปจนถึงชิ้นส่วนที่มีรายละเอียดซับซ้อน

การประยุกต์ใช้งานทั่วไปของผ้าทอแบบรุ่งใน FRP

ในการก่อสร้างทางทะเล ผ้าใยแก้วถักมีการนำมาใช้ในการสร้างเรือและดาดฟ้าจากไฟเบอร์กลาส (FRP) โครงสร้างเหล่านี้ใช้คุณสมบัติของผ้าใยแก้วถักเพื่อทนต่อแรงกดสูงและวัสดุกัดกร่อน นอกจากนี้ ผ้าใยแก้วถักยังใช้ในอุตสาหกรรมการก่อสร้างเพื่อผลิตแผ่น FRP ที่ทนต่อสภาพอากาศ เครื่องร่อน และชิ้นส่วนโครงสร้าง อีกทั้งยังมีการประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรมยานยนต์ การบินและอวกาศ และพลังงานลม สำหรับชิ้นส่วนและโครงสร้างต่าง ๆ ที่ต้องการอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญของผ้าใยแก้วถัก

ก่อนอื่น ถ้าเปรียบเทียบกับเส้นใยแก้วแบบตัดแล้ว เส้นใยทอแบบโรวิ่ง (woven roving) ให้ความแข็งแรงในแนวรัศมีและแนวแกน ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง และยังง่ายต่อการใช้งานมากกว่าเส้นใยทอแบบโรวิ่ง นอกจากนี้ เส้นใยทอแบบโรวิ่งยังมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงกว่าผ้าทั่วไป และเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมสำหรับการเสริมแรงแบบหลายทิศทาง อีกทั้งยังง่ายต่อการใช้งานและมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูงกว่าผ้าทั่วไป ในท้ายที่สุด เส้นใยทอแบบโรวิ่งยังสามารถเสริมเข้ากับระบบน้ำเรซินต่างๆ ได้ง่าย เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตโครงสร้างไฟเบอร์กลาส (FRP) ให้มีต้นทุนต่ำและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

ข้อพิจารณาในการใช้เส้นใยทอแบบโรวิ่งในโครงการ FRP

ชนิดของผ้าที่ใช้ในเส้นด้ายถักทอสำหรับการเสริมแรง FRP ควรพิจารณาน้ำหนักและระยะความหนาของผ้า ผ้าที่มีน้ำหนักและความหนามากกว่าจะให้ความแข็งแรงที่สูงขึ้น แต่อาจต้องการเรซินมากขึ้น รูปแบบของการทอผ้าก็มีความสำคัญเช่นกัน เช่น ผ้าทอแบบธรรมดา (plain weave) เหมาะกับพื้นผิวเรียบ ส่วนผ้าทอแบบทไวล์ (twill weave) เหมาะกับรูปร่างโค้ง การเลือกระบบเรซินควรเข้ากันได้กับผ้าเพื่อให้เกิดการยึดเกาะที่เพียงพอ ควรปฏิบัติตามแนวทางการจัดการและการจัดเก็บอย่างเหมาะสมเพื่อรักษางานสมรรถนะของผ้า เนื่องจากการป้องกันไม่ให้มีความชื้นแทรกเข้าไปจะช่วยในการจัดเก็บได้ดีขึ้น ประสิทธิภาพการเสริมแรงของเส้นด้ายถักทอต่อผลิตภัณฑ์ FRP จะเกิดขึ้นได้ดีที่สุดเมื่อปฏิบัติตามขั้นตอนการอบแห้งอย่างถูกต้อง