Kain Tenunan: Dasar-dasar Manufaktur Komposit

Catatan Editor: Konten ini awalnya dipublikasikan di NetComposites.com. NetComposites diakuisisi oleh perusahaan induk CompositesWorld, Gardner Business Media, pada Februari 2020.

Untuk aplikasi manufaktur komposit di mana lebih dari satu orientasi serat diperlukan, kain yang menggabungkan orientasi serat 0 derajat dan 90 derajat berguna.

Kain tenunan dihasilkan oleh penjahitan serat warping (0 derajat) dan weft (90 derajat) dalam pola atau gaya tenunan yang teratur. Integritas kain dipertahankan oleh geseran mekanis serat. Drape (kemampuan kain untuk menyesuaikan permukaan kompleks), kehalusan permukaan dan stabilitas kain dikendalikan terutama oleh gaya tenunan. Berikut adalah deskripsi beberapa gaya tenunan yang lebih umum ditemukan:

Tenunan Biasa

Setiap serat warping melewati selang-solang di bawah dan di atas setiap serat weft. Kain simetris, dengan stabilitas yang baik dan porositas yang wajar. Namun, ini adalah yang paling sulit dari tenunan untuk draping, dan tingkat crimp serat yang tinggi memberikan properti mekanik yang relatif rendah dibandingkan dengan gaya tenunan lainnya. Dengan serat besar (tex tinggi) gaya tenunan ini memberikan crimp berlebihan dan cenderung tidak digunakan untuk kain yang sangat berat.

Tenunan Twill

Satu atau lebih serat warping secara selang-solang menenun di atas dan di bawah dua atau lebih serat weft dalam cara terulang yang teratur. Ini menghasilkan efek visual 'rib' diagonal lurus atau rusak pada kain. Wet out dan drape yang superior terlihat pada tenunan twill dibandingkan tenunan biasa dengan hanya pengurangan kecil dalam stabilitas. Dengan crimp yang berkurang, kain juga memiliki permukaan yang lebih halus dan properti mekanik yang sedikit lebih tinggi.

Tenunan Satin

Tenunan satin pada dasarnya tenunan twill yang dimodifikasi untuk menghasilkan jumlah interseksi warping dan weft yang lebih sedikit. Angka 'harness' yang digunakan dalam penamaan (biasanya 4, 5 dan 8) adalah jumlah total serat yang disilangkan dan dilewati di bawahnya, sebelum serat mengulangi pola. Tenunan 'crowsfoot' adalah bentuk tenunan satin dengan stagger yang berbeda dalam pola ulang. Tenunan satin sangat datar, memiliki wet out yang baik dan tingkat drape yang tinggi. Crimp yang rendah memberikan properti mekanik yang baik. Tenunan satin memungkinkan serat untuk ditenun dalam kedekatan terdekat dan dapat menghasilkan kain dengan tenunan 'rapat'. Namun, stabilitas dan asimetri rendah gaya ini perlu dipertimbangkan. Asimetri menyebabkan satu sisi kain memiliki serat yang berjalan terutama dalam arah warping sementara sisi lainnya memiliki serat yang berjalan terutama dalam arah weft. Hati-hati harus diambil dalam merakit beberapa lapisan kain ini untuk memastikan bahwa stres tidak tertanam dalam komponen melalui efek asimetri ini.

Tenunan Basket

 

Tenunan basket pada dasarnya sama dengan tenunan biasa kecuali dua atau lebih serat warping secara selang-solang terhubung dengan dua atau lebih serat weft. Susunan dua warping yang melintasi dua weft disebut 2×2 basket, tetapi susunan serat tidak perlu simetris. Oleh karena itu mungkin untuk memiliki 8×2, 5×4, dll. Tenunan basket lebih datar, dan, melalui crimp yang lebih sedikit, lebih kuat dari tenunan biasa, tetapi kurang stabil. Ia harus digunakan pada kain berat yang dibuat dengan serat tebal (tex tinggi) untuk menghindari crimping berlebihan.

Tenunan Leno

 

Tenunan Leno meningkatkan stabilitas kain 'terbuka' yang memiliki jumlah serat rendah. Bentuk tenunan biasa di mana serat warping yang berdekatan dilingkarkan di sekitar serat weft berturut-turut untuk membentuk pasangan spiral, secara efektif 'mengunci' setiap weft di tempatnya. Kain dalam tenunan leno biasanya digunakan bersama dengan gaya tenunan lain karena jika digunakan sendiri, keterbukaannya tidak dapat menghasilkan komponen komposit yang efektif.

Tenunan Mock Leno

Sebuah versi tenunan biasa di mana serat warping sesekali, pada interval teratur tetapi biasanya beberapa serat terpisah, menyimpang dari interlacing selang-solang dan sebagai gantinya terhubung setiap dua atau lebih serat. Ini terjadi dengan frekuensi yang serupa dalam arah weft, dan efek keseluruhan adalah kain dengan ketebalan yang meningkat, permukaan yang lebih kasar dan porositas tambahan.

Kain serat benang tenunan vs. tenunan rovings

         

Kain berbasis benang umumnya memberikan kekuatan yang lebih tinggi per satuan berat daripada rovings, dan karena umumnya lebih halus, menghasilkan kain di ujung ringan dari rentang berat yang tersedia. Tenunan rovings lebih murah untuk diproduksi dan dapat di-wet out secara lebih efektif. Namun, karena hanya tersedia dalam texes yang lebih berat, mereka hanya dapat menghasilkan kain di ujung sedang hingga berat dari rentang berat yang tersedia, dan oleh karena itu lebih cocok untuk laminat tebal dan lebih berat.