Tecidos tecidos: Fundamentos para manufatura de compósitos

Nota do editor: Este conteúdo foi originalmente publicado no NetComposites.com. NetComposites foi adquirido pela empresa controladora da CompositesWorld, Gardner Business Media, em fevereiro de 2020.

Para aplicações de manufatura de compósitos onde mais de uma orientação de fibra é necessária, um tecido combinando orientações de fibra de 0° e 90° é útil.

Tecidos tecidos são produzidos pelo entrelace de fibras de urdume (0°) e trama (90°) em um padrão regular ou estilo de tecelagem. A integridade do tecido é mantida pelo intertravamento mecânico das fibras. Drape (capacidade de um tecido conformar-se a uma superfície complexa), suavidade de superfície e estabilidade de um tecido são controlados principalmente pelo estilo de tecelagem. A seguir, uma descrição de alguns dos estilos de tecelagem mais comumente encontrados:

Tecelagem plana (Plain weave)

Cada fibra de urdume passa alternadamente por cima e por baixo de cada fibra de trama. O tecido é simétrico, com boa estabilidade e porosidade razoável. No entanto, é a mais difícil das tecelagens para drape, e o alto nível de ondulação (crimp) da fibra confere propriedades mecânicas relativamente baixas comparadas aos outros estilos. Com fibras grandes (alto tex), este estilo dá ondulação excessiva e portanto tende a não ser usado para tecidos muito pesados.

Tecelagem sarja (Twill weave)

Uma ou mais fibras de urdume tecem alternadamente por cima e por baixo de duas ou mais fibras de trama de maneira regular repetida. Isso produz o efeito visual de uma 'costela' diagonal reta ou quebrada no tecido. Molhagem (wet out) e drape superiores são vistos na sarja sobre a plana com apenas pequena redução na estabilidade. Com ondulação reduzida, o tecido também tem superfície mais lisa e propriedades mecânicas ligeiramente maiores.

Tecelagem cetim (Satin weave)

Tecelagens cetim são fundamentalmente tecelagens sarja modificadas para produzir menos interseções de urdume e trama. O número de 'harness' usado na designação (tipicamente 4, 5 e 8) é o número total de fibras cruzadas e passadas por baixo, antes que a fibra repita o padrão. Uma tecelagem 'crowsfoot' é uma forma de cetim com um escalonamento diferente no padrão de repetição. Tecelagens cetim são muito planas, têm boa molhagem e alto grau de drape. A baixa ondulação dá boas propriedades mecânicas. Tecelagens cetim permitem que fibras sejam tecidas na maior proximidade e podem produzir tecidos com tecelagem 'apertada' (tight). No entanto, a baixa estabilidade e assimetria do estilo precisam ser consideradas. A assimetria faz com que uma face do tecido tenha fibras correndo predominantemente na direção do urdume enquanto a outra face tem fibras correndo predominantemente na direção da trama. Cuidado deve ser tomado na montagem de múltiplas camadas destes tecidos para garantir que tensões não sejam incorporadas no componente através deste efeito assimétrico.

Tecelagem cesto (Basket weave)

Tecelagem cesto é fundamentalmente o mesmo que plana exceto que duas ou mais fibras de urdume entrelaçam alternadamente com duas ou mais fibras de trama. Um arranjo de dois urdumes cruzando duas tramas é designado cesto 2×2, mas o arranjo de fibras não precisa ser simétrico. Portanto é possível ter 8×2, 5×4, etc. Tecelagem cesto é mais plana, e, através de menos ondulação, mais forte que uma plana, mas menos estável. Deve ser usada em tecidos de peso pesado feitos com fibras grossas (alto tex) para evitar ondulação excessiva.

Tecelagem leno (Leno weave)

Tecelagem leno melhora a estabilidade em tecidos 'abertos' que têm baixa contagem de fibras. Uma forma de tecelagem plana na qual fibras de urdume adjacentes são torcidas ao redor de fibras de trama consecutivas para formar um par espiral, efetivamente 'travando' cada trama no lugar. Tecidos em tecelagem leno são normalmente usados em conjunto com outros estilos de tecelagem porque se usados sozinhos sua abertura não poderia produzir um componente compósito efetivo.

Tecelagem leno falsa (Mock Leno weave)

Uma versão de tecelagem plana na qual fibras de urdume ocasionais, em intervalos regulares mas geralmente várias fibras afastadas, desviam do entrelace alternado por cima/por baixo e em vez disso entrelaçam a cada duas ou mais fibras. Isso acontece com frequência similar na direção da trama, e o efeito geral é um tecido com espessura aumentada, superfície mais áspera e porosidade adicional.

Tecidos de fio de vidro tecidos vs. rovings tecidos

Tecidos baseados em fio (yarn) geralmente dão maiores resistências por unidade de peso que rovings, e sendo geralmente mais finos, produzem tecidos na extremidade mais leve da faixa de peso disponível. Rovings tecidos são menos caros de produzir e podem molhar (wet out) mais efetivamente. No entanto, como estão disponíveis apenas em texes mais pesados, só podem produzir tecidos na extremidade média a pesada da faixa de peso disponível, sendo assim mais adequados para laminados grossos e pesados.