Strikket mesh-stof: struktur, typer og industrielle anvendelser

Strikket mesh stof er fundamentalt forskellig fra vævet mesh, fordi dens struktur er skabt af sammenlåsende løkker af garn eller tråd i stedet for ved at krydse kæde- og skudtråde i rette vinkler . Denne løkkearkitektur giver strikket mesh et sæt egenskaber, som vævet mesh ikke kan kopiere: det kan strække sig og komme sig i flere retninger uden permanent deformation, det kan formes til komplekse tredimensionelle former uden at skære eller plissere, og når en enkelt løkke går i stykker, er skaden indeholdt i stedet for at forplante sig som en stige langs stoffets længde. De to primære kategorier er kædestrikket mesh og skudstrikket mesh, kendetegnet ved den retning, hvori garnløkkerne dannes. Warp-strikket mesh, hvor løkkerne løber lodret langs stoffets længde, er den dominerende struktur til industrielle, filtrerings- og arkitektoniske applikationer på grund af dets dimensionsstabilitet og evnen til at producere det i en bred vifte af åbningsstørrelser fra sub-mikron til flere centimeter. Strikstrikket mesh, hvor et enkelt garn løber vogret over bredden, bruges primært til beklædnings- og polstringsapplikationer, hvor stretch og drapering er de primære krav.

Den strikkede løkkestruktur og dens mekaniske konsekvenser

Den grundlæggende byggesten i et strikket mesh er stingen - en løkke af garn eller tråd, der passerer gennem løkken under den og selv holdes på plads af løkken ovenfor. Denne sammenlåsende løkkekæde skaber en struktur, hvor hver søm fungerer som et lille hængsel. Når stoffet strækkes, deformeres løkkerne elastisk fra deres afslappede buede form mod en mere lige konfiguration, uden at garnet selv behøver at strække sig væsentligt. Det er derfor et strikket stof kan forlænges 20 % til 100 % eller mere i strækretningen med relativt lav kraft, og derefter genoprette til sine oprindelige dimensioner, når kraften fjernes - forudsat at garnmaterialet ikke er blevet belastet ud over dets elastiske grænse.

Løkkegeometrien er defineret af flere indbyrdes forbundne parametre, som strikkemaskinen styrer: den stinglængde (længden af garn i en hel løkke), den mellemrum (afstogen mellem tilstødende søjler af løkker), og kursusafstand (afstanden mellem tilstødende rækker af løkker). En længere stinglængde giver et løsere, mere åbent net med større åbninger og større udvidelsesmuligheder. En kortere stinglængde giver et tættere, tættere mesh med mindre åbninger og større dimensionsstabilitet. Blændestørrelsen - åbningen mellem tilstødende løkker - er den primære ydeevneparameter for filtrerings- og separationsapplikationer, hvor nettet skal tillade en specifik partikelstørrelse at passere igennem, mens større partikler tilbageholdes. I et strikket mesh er åbningen ikke et præcist kvadrat eller rektangel som i et vævet mesh; det er en uregelmæssig, tilnærmelsesvis elliptisk åbning, hvis effektive størrelse afhænger af stinggeometrien og den spænding, der påføres stoffet.

Warp-strikket vs. skudstrikket mesh: To adskilte fremstillingsveje

Forskellen mellem kæde- og skudstrik er ikke blot en fremstillingsdetalje; det bestemmer den grundlæggende mekaniske opførsel af nettet og dets egnethed til forskellige anvendelser. Tabellen nedenfor kortlægger de strukturelle og ydeevne forskelle mellem de to strikkemetoder.

Warp strikning anvender en maskine, hvor hver nål fødes af sit eget garn fra en kædetråd - en stor spole, der holder hundredvis eller tusindvis af parallelle garnender. Garnene styres af et sæt styrestænger, der svinger mellem nålene, og vikler garnet rundt om hver nål i et forudbestemt mønster for at danne stingen. Den Raschel and Trikot kædestrikkemaskiner er de to primære typer, hvor Raschel-maskiner er arbejdshesten til industrielt mesh, fordi de kan håndtere tungere garn og mere komplekse stingmønstre. En moderne Raschel-maskine kan strikke mesh med blændestørrelser fra ca 50 mikron til over 10 millimeter ved at ændre stingmønsteret, garnstørrelsen og maskinmålet – antallet af nåle pr. tomme, som spænder fra 6 gauge (grov, store åbninger) til 40 gauge (fine, små åbninger) og derover for specialmaskiner.

Metal strikket mesh: trådmaterialer og industriel ydeevne

Metalstrikket mesh produceres på specialiserede strikkemaskiner, der håndterer tråd i stedet for garn, med tråddiametre fra 0,035 mm (35 mikron) til over 1,0 mm afhængig af applikationen. Trådmaterialet er valgt for dets korrosionsbestandighed, temperaturevne og mekaniske styrke under de specifikke driftsforhold. Rustfrit stål – kvaliteter 304, 316L og 310 – er den mest almindelige materialefamilie, med 316L specificeret til marine og kemiske miljøer på grund af dets indhold af molybdæn, der giver modstand mod klorid-induceret grubetæring. Til højtemperaturapplikationer såsom udstødningsgasfiltrering eller flammedæmpere, Inconel 600 eller 625 Nikkelbaserede legeringer bruges, fordi de bevarer deres trækstyrke og oxidationsmodstand ved temperaturer over 800°C, hvor rustfrit stål ville miste sin mekaniske integritet.

Strikkeprocessen til metalnet minder grundlæggende om tekstilstrik, men maskinen skal være væsentligt mere robust. Strikkepindene, synkerne og styrestængerne er fremstillet af hærdet værktøjsstål, og maskinrammen er forstærket til at klare de større kræfter, der kræves for at bøje og forme metaltråd til løkker. Tråden skal have en ensartet diameter og en glat overfladefinish for at kunne passere gennem styrene uden at hænge fast, og den skal have tilstrækkelig duktilitet til at blive formet til en løkke uden at gå i stykker. Den trådens trækstyrke — typisk 500 til 800 MPa for udglødet strikketråd af rustfrit stål — bestemmer den maksimale stingtæthed, der kan opnås, og maskinens formningshastighed. Efter strikning kan metalnettet kalandreres - føres mellem trykvalser - for at udjævne overfladen og skabe en mere ensartet åbningsgeometri til filtreringsapplikationer, hvor ensartet partikelretention er kritisk.

Filtrering og separation: Det største applikationsmarked

Strikket mesh er en kritisk komponent i industriel filtrering, hvor dens tredimensionelle struktur giver dybdefiltrering - partikler fanges ikke kun på overfladen, men inden for tykkelsen af nettet - i modsætning til den todimensionelle overfladefiltrering af vævet trådstof. Den strikkede struktur skaber en snoet bane for væskestrømning, hvor de indbyrdes forbundne løkker danner et netværk af kanaler, der fanger partikler, der er mindre end den nominelle åbningsstørrelse gennem en kombination af direkte aflytning, inertipåvirkning og diffusionsmekanismer. Filtreringseffektiviteten for en given partikelstørrelse afhænger af nettets specifikt overfladeareal, hulrumsvolumen og tråd- eller garndiameteren , som alle styres af stingparametrene.

Strikkede mesh-filtre fremstilles i flere standardkonfigurationer til industriel brug. Tågefjernere (også kaldet demister) bruger lag af strikket trådnet til at samle væskedråber fra gasstrømme ved at tilvejebringe et højt overfladeareal, hvorpå dråber støder sammen, sammensmelter og dræner af tyngdekraften. En typisk tågelimineringspude består af flere lag strikket mesh med en tom brøkdel af 95 % til 98 % og et specifikt overfladeareal på 200 til 500 kvadratmeter pr. kubikmeter, der er i stand til at fjerne dråber ned til 3 til 5 mikrometer i diameter med et trykfald på kun få millibar. Nettet strikkes af tråd med en diameter på 0,1 mm til 0,3 mm, og puden fremstilles ved at lægge det strikkede net i lag, komprimere det til den ønskede tæthed og omslutte det i et støttegitter. Materialevalget - rustfrit stål, polypropylen, PTFE eller Hastelloy - er drevet af processtrømmens kemiske sammensætning og temperatur.

Arkitektoniske og solafskærmende applikationer

Strikket mesh er blevet et væsentligt materiale i arkitektonisk facadedesign, hvor det både fungerer som solafskærmning, en visuel skærm og et arkitektonisk æstetisk element. Nettet er spændt på tværs af bygningens facade i paneler, der kan spænde fra gulv-til-gulv-højder, hvilket reducerer solvarmetilvæksten på bygningens klimaskærm, samtidig med at det bevarer udsynet for beboerne. Den optiske ydeevne af et arkitektonisk strikket mesh er defineret af dets åbent arealprocent — forholdet mellem åbningsareal og samlet stofareal — som typisk varierer fra 20 % til 70 % til facadeapplikationer. Et net med 40 % åbent areal transmitterer 40 % af det indfaldende lys og blokerer 60 %, hvilket reducerer kølebelastningen på bygningen, samtidig med at det giver et niveau af privatliv i dagtimerne, hvor det ydre er lysere end det indre.

Det arkitektoniske mesh strikkes oftest af rustfri ståltråd – kvalitet 316 til udvendig brug i korrosive miljøer – med en tråddiameter på 0,5 mm til 1,5 mm, hvilket giver en stofvægt på 2 til 8 kg pr. kvadratmeter . Det spændte netpanel er fastgjort til bygningskonstruktionen gennem en perimeterramme eller gennem kabelspændingssystemer, der forspænder nettet for at modstå vind-induceret afbøjning og vibrationer. Det strukturelle design af en arkitektonisk netinstallation kræver en vindteknisk analyse, der tager højde for nettets porøsitet; vindtrykskoefficienterne for et porøst net er lavere end dem for et massivt beklædningspanel, fordi en del af vinden passerer gennem åbningerne, hvilket reducerer nettotrykforskellen. Netleverandøren angiver tryktabsegenskaberne for det specifikke maskemønster, og konstruktionsingeniøren bruger disse data til at beregne vindbelastningerne på den bærende konstruktion.

Syntetisk striknet: Polymerer til specialiserede miljøer

Syntetiske polymerstrikkede net udvider anvendelsesområdet ud over, hvad metalnet økonomisk kan håndtere, især i kemisk aggressive miljøer, i lette forbrugerprodukter og i medicinske anvendelser, hvor metal er uforeneligt. Valget af polymer til et strikket mesh er drevet af den kemiske modstand, temperaturområdet og de mekaniske krav til applikationen.

• Polyester (PET): Det mest almindelige syntetiske mesh-materiale, der tilbyder god trækstyrke, fremragende modstandsdygtighed over for syrer og organiske opløsningsmidler og en kontinuerlig driftstemperatur på op til 120°C. Anvendes i vid udstrækning til screen printmasker, swimmingpoolfiltre og arkitektonisk insektscreening. Polyesternet er typisk kædestrikket og derefter varmesat ved en temperatur over dets glasovergang for at stabilisere stinggeometrien og låse åbningsdimensionerne.
• Polyamid (Nylon 6 eller 6.6): Tilbyder højere sejhed og slidstyrke end polyester, med fremragende modstandsdygtighed over for alkalier. Anvendes i transportbånd til fødevareforarbejdning, hvor nettet skal tåle hyppig rengøring med alkaliske rengøringsmidler. Nylon absorberer fugt – op til 4 % ved 65 % relativ fugtighed – hvilket forårsager små dimensionsændringer, der skal tages højde for i spændingen af ​​nettet.
• Polypropylen (PP): Let og kemisk inert, med fremragende modstandsdygtighed over for syrer, baser og de fleste organiske opløsningsmidler. Dens lave densitet (0,90 til 0,92 g/cm³) gør den velegnet til applikationer med flydende mesh i vandbehandling. Temperaturgrænsen på ca. 80°C begrænser dens anvendelse i varme processer.
• PTFE (Teflon): Den førsteklasses polymer til ekstreme kemiske miljøer med næsten universel kemisk resistens og en kontinuerlig driftstemperatur på op til 260°C. PTFE strikket mesh bruges i de mest krævende filtreringsapplikationer - varme koncentrerede syrer, opløsningsmiddelgenvinding og farmaceutisk behandling - hvor ingen anden polymer eller metal er kompatibel. De høje omkostninger ved PTFE-garn begrænser dets anvendelse til applikationer, hvor dets kemiske inertitet er uundværlig.
• PEEK (polyetheretherketon): En højtydende termoplast, der bruges til strikket mesh i rumfart, olie og gas og medicinske implantatapplikationer, hvor der kræves en kombination af høj temperaturbestandighed (kontinuerlig 250°C), fremragende kemisk resistens og biokompatibilitet. PEEK strikket mesh bruges som en forstærkning i kompositstrukturer og som et knogletransplantat indeslutningsnet i rygkirurgi.

Ledende og EMI-afskærmende striknet mesh

Strikket metalnet fungerer som en effektiv beskyttelsespakning for elektromagnetisk interferens (EMI) og jordingsmateriale, der udnytter den kontinuerlige ledende bane fra de sammenlåsende metalløkker. Når det komprimeres mellem to sammenpassende overflader - såsom en skabsdør og -ramme - tilpasser det strikkede mesh sig til overfladeuregelmæssigheder og skaber flere kontaktpunkter, der tilsammen giver en lavimpedans elektrisk vej hen over samlingen. Afskærmningseffektiviteten af en strikket netpakning afhænger af trådmaterialets ledningsevne, kontakttrykket og maskekompressionsforholdet . Et fortinnet kobberbeklædt stålstrikket net komprimeret til 25 % af dets oprindelige tykkelse kan opnå en afskærmningseffektivitet på 80 til 100 dB over frekvensområdet fra 100 MHz til 10 GHz, tilstrækkeligt til de fleste kommercielle og militære EMI-krav.

Den strikkede struktur er særligt velegnet til EMI-pakningsapplikationer, fordi den giver en elastisk, fjederlignende opførsel, der opretholder kontakttrykket over tusindvis af kompressionscyklusser og gennem termisk udvidelse og sammentrækning af kapslingsmaterialerne. Nettet strikkes typisk som et kontinuerligt rør og formes derefter til den ønskede pakningsprofil - rund, rektangulær eller D-formet - ved at føre den gennem en formningsmatrice, der sætter tværsnittet. En elastomer kerne, sædvanligvis silikone eller neopren, kan indsættes i midten af ​​det strikkede rør for at give yderligere kompressionskraft og for at skabe en miljømæssig tætning, der forhindrer fugt og støvindtrængning sammen med EMI-afskærmningsfunktionen. Dette kombinationspakning er standard i udendørs telekommunikationskabinetter, elektronik til militærkøretøjer og rumfartsfartøjer.

Medicinsk tekstilnet: Biokompatibilitet og vævsintegration

Strikket mesh indtager en afgørende rolle i implanterbart medicinsk udstyr, mest fremtrædende i brok reparationsmasker and bækken organ prolaps støtter . Nettet fungerer som et stillads, der forstærker svækket eller beskadiget væv, og giver mekanisk støtte, mens det tillader patientens eget væv at vokse gennem maskeåbningerne - en proces kaldet vævsintegration eller -inkorporering. Nettet skal være biokompatibelt, steriliserbart og konstrueret med en porestørrelse, der er stor nok til at tillade makrofagpassage for infektionsresistens (typisk over 75 mikron), men alligevel lille nok til at give effektiv mekanisk støtte. De mest anvendte materialer er polypropylen (PP) monofilament og polyester (PET) multifilament , hvor strikstrukturen er et kædestrikket mønster designet til at balancere trækstyrke, fleksibilitet og fremme af ordnet vævsindvækst.

Den strikkede struktur af et kirurgisk net er kendetegnet ved dets porøsitet, porestørrelse og arealtæthed . Et typisk letvægts polypropylenbroknet har en porøsitet på 60 % til 70 %, en porestørrelse på 1,0 til 1,5 mm og en arealdensitet på 30 til 45 g/m². Disse parametre styres af strikkemønsteret - ofte en atlas- eller søjlesting med indlæg - og garndiameteren, som for polypropylenmonofilament typisk er 0,08 til 0,12 mm. Nettet varmebehandles efter strikning for at stabilisere stinggeometrien og for at give en formhukommelse, der gør det muligt for nettet at blive rullet eller foldet til indføring gennem en laparoskopisk trokar og derefter springe tilbage til sin oprindelige konfiguration, når den sættes ind på operationsstedet. Den mekaniske anisotropi af det strikkede net - dets trækstyrke og forlængelse er forskellige i længde- og tværretningerne - skal orienteres, så det passer til den fysiologiske belastningsretning af det reparerede væv.

Geotekstil og Civil Engineering Mesh

Strikkede mesh geotekstiler tjener funktioner inden for civilingeniør, der adskiller sig fra de mere almindelige vævede og nonwoven geotekstiler. Der anvendes en strikket geotekstil, hvor en kombination af høj trækstyrke, kontrolleret porestørrelse og evnen til at tilpasse sig uregelmæssige overflader er påkrævet. De primære anvendelser er erosionskontrolmåtter, hældningsstabiliseringsnet og forstærkningsgitter til jord og græstørv. Nettet er strikket af højstyrke polyester- eller polypropylengarn med en trækstyrke på 50 til 200 kN/m i den primære belastningsretning, og åbningerne - typisk 5 mm til 20 mm - er designet til at tillade rodgennemtrængning og vandafløb, samtidig med at jordpartiklerne holdes tilbage og forhindres under kraftige erosion af overfladen.

Den strikkede struktur giver en fordel i forhold til vævede geotekstiler i sin modstand mod optrævning ved skæring eller punktering . Et vævet geotekstil, når det skæres på stedet, så det passer rundt om en forhindring, kræver kantskæring eller syning for at forhindre vævningen i at trævle ud langs den afskårne kant. Et strikket geotekstil er på grund af den sammenlåsende løkkestruktur i sig selv modstandsdygtig over for optrævning og kan skæres til i marken uden yderligere kantbehandling. Nettet er også mere strækbart end en vævet ækvivalent - typisk brudforlængelse på 15% til 30% for et strikket geotekstil mod 10% til 15% for en vævet - hvilket gør det muligt at deformere under lokale belastninger uden at briste, en vigtig egenskab for applikationer på sænkende eller frosthævende grund.