Характеристики карбона

Углепластик обладает рядом выдающихся качеств, таких как очень высокая прочность при малом весе. Зачастую детали из карбона прочнее даже, чем стальные аналоги, а весят при этом гораздо меньше. Благодаря таким характеристикам, детали из этого материала находят широкое применение во многих сферах промышленности. В основном это ракетостроение, самолётостроение и судостроение, так как в этих областях такие параметры материалов нужны больше всего. При этом производство углепластика связано с рядом технических сложностей, таких как необходимость постоянного контроля условий изготовления с применением очень дорогостоящих и энергозатратных методов. Если же отказаться от подобного контроля, то существует огромный риск того, что характеристики материала получатся гораздо хуже ожидаемых. Причиной этому может послужить малейшее отклонение от рекомендуемых параметров производства. Также настоящий материал плохо выдерживает удары, в результате чего даже незначительная деформация может повредить деталь из углепластика.

Эти же характеристики стали причиной того, что детали из карбона стали широко применяться при подготовке гоночных автомобилей, а благодаря их своеобразному внешнему виду, этот материал стал пользоваться немалой популярностью среди обычных автолюбителей. Поэтому изготовление деталей из карбона является очень распространённой задачей многих водителей, которые мечтают добавить изюминку во внешность своей машины.

Способы изготовления карбона

Для того чтобы изготовить деталь автомобиля из углепластика, совсем необязательно идти в специализированный автосервис, ведь запросто можно сделать карбон своими руками. Есть несколько способов изготовления карбона. Ниже мы разберём только те способы, которые подойдут для применения в домашних условиях.

Изготовление деталей с помощью ручного давления

Этот способ отлично подойдёт для самостоятельного изготовления деталей из углепластика. Отличается он тем, что для его реализации не потребуется дорогостоящее оборудование, а значит, вы сможете изготовить себе карбоновые детали без ощутимых затрат.

Для проведения работ вам потребуется ряд инструментов: карбоновый лист, отвердитель, эпоксидная смола, валик для выдавливания пузырей и кисть для нанесения смолы.

Также вам потребуется форма, по которой вы будете изготавливать деталь. В первую очередь необходимо нанести на форму разделительный воск и дождаться его высыхания. После этого следует нанести эпоксидную смолу, на которой начать формировать слой углепластика. Следите за тем, чтобы под слоями карбона не оставалось пузырей, а его сцепление с формой было максимальным. Для этого следует воспользоваться валиком.

После того как заготовка полностью высохнет, можно достать деталь, почистить её и покрыть лаком для обеспечения защиты покрытия.

Изготовление формы с использованием вакуума

Первые шаги в изготовлении этим способом похожи на предыдущий. Изменения присутствуют в самой форме и в порядке действий, после того как все слои углепластика выложены на форму. После этого необходимо поместить всю конструкцию в вакуумную плёнку и подключить к ней вакуумный насос. Насос откачает весь воздух и создаст давление для лучшего приставания детали к форме.

Этот способ очень хорош и позволит получать качественные детали. Однако обойдётся он довольно дорого, особенно по сравнению со способом ручного формирования: вакуумный насос стоит порядка 200 долларов.

Способ обклейки

Заключается этот способ в том, чтобы готовые детали автомобиля обклеить карбоновым материалом, а не изготавливать новые. Это не облегчит конструкцию автомобиля, зато позволит повысить прочность деталей. Например, можно обклеить капот автомобиля, бампера или приборную панель.

Порядок действий для этого способа следующий:

  1. Сначала необходимо подготовить ту поверхность, которую вы собираетесь обклеивать. Для этого необходимо её тщательно очистить, избавиться от резких углов и обезжирить. Далее, следует нанести клей на поверхность, а материал пропитать эпоксидной смолой и отвердителем. Карбоновые листы нужно приклеить к поверхности, избегая образования пузырей, после чего высушить её и покрыть лаком.
  2. Не путайте обклейку углепластиком и обклейку карбоновой плёнкой. В этом случае карбоновая плёнка представляет собой обычный автовинил с рисунком, похожим на покрытие из углепластика. Он применяется исключительно в декоративных целях и не несёт цели сделать детали прочнее или легче. Тем не менее, если вам важна только внешность, этот способ может вам подойти — осуществить его легче и дешевле всего. Однако делать этого мы не советуем, так как такие плёнки окажут не самое лучшее влияние на покрытие кузова вашего автомобиля.

Таким образом, вы теперь знаете, как сделать карбон самостоятельно. Для этого потребуется лишь наличие материала, умение обращаться с инструментами и некоторое терпение. Если эта статья оказалась для вас полезной, напишите нам.

Качество деталей из карбона в первую очередь зависит от правильного выбора и качества смолы и углеродного полотна. При ошибках в выборе плотности полотна карбона и смолы для карбона вы не сможете аккуратно выложить заготовку в форме, плотно прижать и полностью удалить пузырьки воздуха.

Карбон для автотюнинга

Внимание! Так называемый «3D-карбон», автовинил никакого отношения к карбону не имеет, кроме отличной имитации поверхности карбона. Это разноцветные виниловые и ПВХ-пленки с визуальными эффектами только для декоративной отделки поверхности, но не для упрочнения.

А вот для изготовления некоторых облегченных элементов, где требуется высокая прочность, например, для бамперов, капотов, мелких деталей кузова, может использоваться дорогостоящий настоящий карбон. Можно попробовать даже сделать обтяжку карбоном своими руками некрупных элементов.Но необходимо помнить, что этот материал очень чувствителен к точечным ударам, и есть риск повреждения мелкими камнями и щебнем из-под колес.

И здесь определяющую роль играет мастерство автомастера, насколько совершенно он владеет навыками подбора полотна, смолы и толщины слоев. А ремонт карбоновых деталей — тоже дорогостоящий процесс.

Если же для вас главную роль играют эстетические параметры, а не облегчение веса автомобиля или мотоцикла, то присмотритесь к ПВХ-пленкам «под карбон», аква-печати или аэрографии.

Изготовление деталей из карбона методом препрегов

Промышленный процесс формования изделия из препрега (заготовок для формования) в автоклаве представляет собой одновременное протекание сложных процессов:

  • полимеризацию компаунда,
  • вакуумное удаление воздуха и излишков смолы,
  • высокое давление ( до 20 атм) прижимает все слои к матрице, уплотняя и выравнивая их.

Это дорогостоящий процесс, поэтому для мелкосерийного тюнинга в домашних условиях малопригодный.

Но разделение этих процессов удешевляет и удлиняет всю процедуру самостоятельного получения карбона. Изменения при этом вносятся в технологию подготовки препрега, поэтому всегда нужно обращать внимание, для какой технологии предназначена заготовка.

В этом случае препрег готовится в виде сэндвича. После нанесения смолы заготовка с обеих сторон покрывается полиэтиленовой пленкой и пропускается между двух валов. При этом лишняя смола и нежелательный воздух удаляются. Препрег вдавливается в матрицу пуансоном, и вся конструкция помещается в термошкаф. То есть в данном случае препрег представляет полностью готовую к формованию заготовку, с обжатыми слоями и удаленным воздухом.

Этот метод чаще всего и используют автомастерские, покупая заготовки карбона, а матрицы изготавливаются из алебастра или гипса, иногда вытачиваются из металла или в качестве модели используется сама деталь. которую вы хотите повторить из карбона. Иногда модели вырезаются из пенопласта и остаются внутри готовой детали.

Углепластик своими руками проще всего сделать методом «обтяжки» или аппликации углеполотна на заготовку.

Метод аппликации (ручная оклейка)

Сделать карбон своими руками можно методом оклейки, который включает пять основных этапов:

  1. Тщательная подготовка оклеиваемой поверхности: зашкуривание, обезжиривание, скругление углов.
  2. Нанесение адгезива.
  3. Приклеивание углеткани с пропитыванием эпоксидной смолой с отвердителем.
  4. Сушка.
  5. Покрытие защитным лаком или краской.

Наполнители для смолы используют как для придания декоративности, так и для предотвращения стекания смолы с вертикальных поверностей.

Необходимые материалы

  1. Адгезив для фиксации углеткани на поверхности.
  2. Ткань из углеволокна, которую укладывают на смолу послойно, с прикатыванием твердым валиком.
  3. Эпоксидная смола средней вязкости с отвердителем (иногда она используется в качестве адгезива).
  4. Защитный лак. Лучше всего для защиты от царапин подходит полиуретановый. Нужно выбирать водостойкий и светостойкий. Он не помутнеет. Для высокого блеска в качестве финишного покрытия можно использовать акриловый лак.

Смолу наносят 2-3 раза с промежуточной сушкой и шлифовкой.

Этот метод отличается от традиционного изготовления карбоновых изделий по моделям нанесением адгезива, а не разделителя для легкого съема получившегося полуфабриката.

Компания 3М предлагает даже самоклеющееся углеполотно, но работа с ним требует хороших навыков.

И карбон остается на оклеиваемой детали, упрочняя ее. Такое производство карбона чаще всего используется для оклеивания бампера, приборной панели и пр.

Метод формования в форме с вакуумом

Для этого метода требуется специальное оборудование и хорошие навыки.

  1. Нанесение разделительного состава на поверхность модели. Для матовых и полуглянцевых поверхностей обычно применяется разделительный воск, а для глянцевых поверхностей(пластик и металл) — разделитель типа WOLO и растворы для грунтования, которые используются при мелкосерийном призводстве.
  2. Выкладывание углеткани в матрицу, без морщин и пузырей.
  3. Пропитка углеткани смолой.
  4. Слоев может быть несколько. В некоторых случаях углеткань можно чередовать со стеклотканью.
  5. Наложение перфорированной пленки для отжима излишков смолы и выхода воздуха. Желательно укладывать внахлест.
  6. Прокладка впитывающего слоя.
  7. Установка вакуумной трубки и порта для подключения вакуумного насоса.
  8. Помещение всей конструкции в прочную вакуумную пленку, приклеивание герметизирующим жгутом к оснастке.

Вся процедура напоминает помещение какого-либо предмета в вакуумный пакет, которые продаются в магазинах для хранения вещей, с последующей откачкой из него воздуха. Можно, кстати, поэкспериментировать с такими вакуумными пакетами. Они очень прочные и продаются разных размеров. А вакуумный насос для домашнего использования обойдется в среднем в 150-200$.

Метод формования с помощью давления (ручная прикатка)

Применяется для самостоятельного изготовления деталей из карбона и аналогичен методу формования вакуумом, но без использования дорогостоящей оснастки. Наборы включают кисти для нанесения смолы и валики для выдавливания воздуха и прикатки слоев.

Для простого тюнинга автомобиля понадобятся:

  • углеполотно плотностью 200-300 г/м,
  • эпоксидная смола,
  • отвердитель,
  • жесткий валик и кисть.

На Alibaba.com углеполотно плотностью 200 г/м.кв. плетения twill предлагается по цене от 10 до 25 долларов за квадратный метр. Правда, и покупать нужно от 10 метров. Но можно договориться о получении образцов, которые позволят самостоятельно изготовить небольшие изделия из карбона.

На поверхность формы наносится разделительный воск, гелькоат для формирования защитно-декоративного слоя на поверхности готового изделия. После его высыхания кистью наносится эпоксидная смесь для углепластика и начинается выкладка углеткани.

Каждый слой прокатывается валиком для удаления пузырьков воздуха и получения максимального сцепления. После полного высыхания на воздухе или в термошкафу деталь извлекается из матрицы, шлифуется, покрывается защитным лаком.

При таком методе получается высокий расход смолы (в три раза выше плотности углеполотна), но зато именно таким способом можно изготовить любую деталь из карбона своими руками.

При увлечении микровертолетами иногда возникает необходимость изготовить небольшие плоские детали из карбона. Мне приходится делать их вручную, так как до собственного фрезерного станка еще нужно созреть. Основная проблема при этом — максимально точно перенести рисунок детали на карбоновую пластину. Например, сейчас я занимаюсь изготовлением крепления бесколлекторного двигателя к раме вертолета WLToys V933, он же HiSky HCP80. Точность изготовления детали должна быть очень высокой. Попробую рассказать, как этого достичь в домашних условиях без какого-либо специального инструмента.
Сначала создаю макет детали в векторном редакторе Inkscape. Можно это делать в любом редакторе, поддерживающем векторную графику, главное чтобы размеры нарисованной детали соответствовали размерам реальной.


Затем я привожу макет к печатному виду. Отмечаю центры отверстий, заливаю необходимые области и размножаю макет. Несколько копий нужно для того, чтобы не переводить бумагу, на которой будет выполняться печать, так как в моем случае ее приходится добывать.

Для печати используется специальная бумага — подложка от различных самоклеящихся пленок. Например, от обложек учебников, пленок для оклейки мебели. Печатать надо на лазерном принтере. Бумага очень гладкая, принтер ее по своей воле не будет протягивать, поэтому нужно подложить под бумагу лист обычной офисной и загнуть кромку.

Печать нужно выполнять в максимальном разрешении, на которое способен принтер. После печати лучше не трогать рисунок, чтобы на нем не оставалось жирных пятен от пальцев рук.

Следующий этап — подготовка фольгированного одностороннего текстолита, из которого и получается шаблон. По нему будет вырезана деталь из карбона. Зачем такие сложности? Текстолит твердый, рисунок не поведет, центры отверстий будут на месте и необходимая точность будет достигнута. Я использую тонкий текстолит толщиной 0.5мм.
Отрезаю заготовку необходимого размера. Такой тонкий текстолит можно резать ножницами. Затем нужно подготовить фольгированную поверхность для переноса на нее рисунка. Для этого беру обычную губку, которой жена моет посуду, смачиваю ее моющим средством и натираю до блеска заготовку. Это позволит обезжирить поверхность и убрать окислы. Смываю моющее средство, аккуратно промокаю остатки воды сухой салфеткой. Стараюсь не трогать руками подготовленную поверхность, чтобы не осталось жирных пятен от пальцев рук.
Осталось наложить рисунок на текстолит и обрезать лишнюю бумагу. Для фиксации рисунка я использую обычную фольгу. Достаточно один раз обернуть заготовку с рисунком. При нагреве фольга позволит более равномерно распределить тепло так, чтобы заготовка прогрелась одинаково хорошо во всех местах.

Нужно расположить заготовку на ровной твердой поверхности и сверху накрыть листом обычной бумаги, чтобы не портить поверхность утюга. Осталось прогреть бутерброд так, чтобы рисунок из тонера прилип к поверхности фольгированного текстолита.
Для обычного домашнего утюга я выставляю температуру в центре ползунка, между шерстью и шелком. Грею примерно минуту, умеренно надавливая и немного двигая утюг. Сильно давить не надо, от этого тонер расплющится и будет не тот результат, который ожидается. Затем даю бутерброду спокойно остыть. Разворачиваю фольгу и аккуратно начинаю отделять бумагу от заготовки. Если все в порядке, то перехожу к следующему этапу. Если нет — то просто стираю тонер с заготовки ацетоном и пробую все сделать по новой. Если есть небольшие огрехи в отпечатке, например где-то в некритичном месте тонер не прилип к заготовке, то это можно исправить тонким несмываемым маркером.

Нужно вытравить лишнюю медь с заготовки, чтобы образовались ощутимые края детали. Для этого я использую раствор хлорного железа. Раствор не сильный. Сильным раствором может испортить края шаблона, а они тут — самое важное. При вытравливании я слегка помешиваю раствор, чтобы медь с шаблона убиралась равномерно. По окончании травления промываю все от остатков раствора. Затем убираю тонер с заготовки с помощью ацетона. Все, заготовка почти готова.
Дальше можно поступить по разному. Можно сразу разместить шаблон на карбоне и обрабатывать все вместе, а можно сначала полностью обработать шаблон и примерить его по месту установки. И если все в порядке, то приступать к изготовлению детали из карбона. Я предпочитаю второй вариант.
Сначала с помощью дремеля вырезаю шаблон, но до краев оставляю небольшой зазор на обработку. Заканчиваю обработку с помощью надфилей. Почему сразу не сделать все дремелем? Когда нужно получить высокую точность, то при работе надфилем я слышу и чувствую, когда он начинает царапать медь шаблона, а при работе дремелем — нет.

После примерки шаблона, если все в порядке, то настало время изготовить уже настоящую деталь из карбона. Закрепить шаблон на заготовке можно с помощью суперклея. Шаблон приклеивается в нескольких точках. Нет смысла наносить клей на всю поверхность.

Дальше деталь так же вырезается дремелем с небольшим запасом и доводится вручную надфилями. По шаблону сделать это легко.
Как же теперь разъединить готовую деталь и шаблон? Самый простой и эффективный способ — замочить в ацетоне. Но поскольку ацетон сейчас купить практически нереально, то приходится искать более доступные средства. Суперклей растворяется жидкостью с названием «Димексид», которая продается в аптеках. Замачивать в ней надо долго. После разделения детали и шаблона, деталь нужно еще подержать в растворителе, чтобы полностью удалить остатки суперклея.

В результате поверхность детали не пострадает и будет такой же блестящей, как и была. Вот и результат:

Установка детали не требует никакой подгонки, если расчет шаблона был верным.

Способ довольно трудоемкий, но при определенном навыке деталь можно изготовить за пару вечеров.

kak_eto_sdelano

Оригинал можно посмотреть .
Был у одного нашего заказчика такой проект: сделать линейку техники с корпусами из углеродного волокна. Лёгкие, прочные, красивые — сплошные плюсы. Только цена кусается. Вот и командировали меня на разведку: узнать как бы сделать то же самое, но подешевле.
Честно говоря, я ни разу до этого не видел, как производятся подобные вещи, и даже не представлял себе всю технологию. Поэтому сразу и с удовольствием взялся за задачу.
Но оказалось, что попасть на завод не так просто. Два производителя под разными предлогами отказались встречаться на производстве и настойчиво звали к себе в офис. У третьего офис и производство были в одном здании, и я недолго думая поехал к нему.

Завод выглядит вполне прилично, меня проводят в переговорную-шоурум.

От разнообразия образцов разбегаются глаза: карбоновый велосипед, детали для авто и мототюнинга, всякие штуковины непонятного назначения.

Целиковый капот для BMW — мечта пацанов с раёна.

Иногда в карбоновую ткань вплетают цветные нити: красные или синие, выглядит очень необычно.



Детали, покрашенные целиком, сразу и не отличишь от обычных. Обычно спортсмены так делают: им нужен низкий вес, а не понты 🙂

Мотошлем.

И нечто, неизвестно для чего нужное.

Но главной целью моего визита, было вот это:

Чехол для iPad. Меня интересовал не сам чехол, конечно, а похожие на него штуки: детали для корпусов телефонов, ноутбуков, планшетов. Было важно разобраться в технологии произодства, понимать, как правильно их проектировать, чтобы это было максимально дешево и технологично. Поэтому после долгих переговоров и уговоров я всё-таки напросился на экскурсию по цеху.
Производство занимает один этаж здания, тут чисто, но довольно пустынно.

Карбоновое полотно с нанесенным клеящим слоем поступает в рулонах. Оно бывает разной толщины, с разным рисунком плетения. Хранится в специальных холодильниках.

Ткань нарезается на куски по выкройке, и наклеиваются в несколько слоёв на матрицу. Матрицы бывают лёгкими, из чего-то типа пластика и с увеличенным ресурсом, из алюминия.


Матрицы, идущие в работу раскладываются прямо на полу, каждая в своём секторе.

Сам процесс наклейки карбона был расположен за стеклянными дверьми, но мне наотрез отказались его показывать, мол страшная коммерческая тайна. Но я не думаю, что там есть что-то секретное, просто вырезают ножницами, и укладывают лоскутки в форму.
После этого каждую деталь упаковывают в вакуумные пакеты.

Откачивают из пакетов воздух и загружают в одну из двух печей, побольше или поменьше.


Готовые детали извлекают из матриц. Если деталь сложной формы, то и матрица для неё будет сложносоставной, из нескольких частей.

Контроль качества перед сдачей на склад.

Как вы догадываетесь, это не весь процесс. Теперь у деталей нужно обрезать края и покрасить их лаком. Но это делается на другой площадке, у субподрядчика. Предлагали поехать посмотреть, но я отказался — вот там уж точно ничего нового.
Ой, вом же наверное интересно узнать про цены? Так вот, карбоновый чехольчик на iPad стоит с завода 25 долларов. А велосипед — несколько тысяч. Улыбаться перестанешь, как говорит один мой знакомый. И вариантов снижения особо не видать, слишком мелкосерийное производство, слишком много ручного труда.

Tags: Китай, производство

BMW 3 series 335i Навести&уничтожить ›
Бортжурнал ›
Карбоновые детали интерьера и экстерьера своими руками.

Итак, душа требует чего-то нового, утонченного, а машина требует новые аксессуары, хочется попробовать что-то новое, слишком много свободного времени, слова 3д-корбон вызывают рвотный рефлекс. Если есть все перечисленное и очень много терпения, тогда эта тема для Тебя 8)

Прежде всего попрошу не упоминать слово пленка в этой теме. Вообще слова пленка и карбон находятся на разных уровнях мироздания. Итак, поехали. Для начала приобретаем ткань, эпоксидку и затвердитель, клей, валерьянку. Их можно заказать в моем интернет-магазине Streetpower.com.ua или даже не знаю, мало где еще по такой цене выйдет, судя по статистике.

Итак, имеем:
1. Около 4 ярдов ткани(3.6м), рулон шириной 1.52м. Этого хватит на интерьер и накладку багажника.
2. 1 галлон эпоксидки (около 4л) . 80 мл затвердителя MEKP(Methyl ethyl ketone peroxide).
3. Клей 3М супер 77 в аэрозоле или любой другой. Одного баллона вполне хватит.

Итак, первый этап — подготавливаем поверхности, зачищаем, рекомендую снять слой дерева до металла, если это элементы интерьера, которые туго входят даже в родном состоянии, не говоря уже о том, что слой карбона, эпоксидки, лака будет достаточно значительным.

Моя крышка багажника была ярко-оранжевой, я прокрасил поверхность черным с аэрозоля и покрыл лаком для того, чтобы клей не смыл краску при накладывании ткани.

Далее кропотливый и очень тонкий процесс приклеивания ткани. Углеволоконная ткань достаточно хрупкая, легко расплетается, не тянется и в отличии от виниловых продуктов — не захочет просто отлипнуть и «попробовать еще разок с феном» 😉
Моя любимая помощница:

Самая сложная по форме деталька. Подиум для компьютерного экрана:

После того как ткань приклеена, замешиваем эпоксидку, запах которой без респиратора постепенно превращается из неприятного в сладкий и манящий аромат 8)

Покрываем кисточкой детали, не слишком толстый первый слой, покрывающий запчасть. Обращаем внимания на то, чтоб не осталось «сухих» мест. Подогреваем феном пузырьки, они выходят наружу. Оставляем сохнуть.

Приходим на следующий день, следующую неделю снимаем шкуркой пузырьки, сильные неровности и явные проблемы 8) Не забываем есть, пить и девушек)
Здесь лучшая подруга — лучшая подруга или любимая. и 100ая наждачка =)

Процесс начинает нам уже надоедать, а мы переходим к основным слоям эпоксидки. Делаем слой эпоксидки, ждем с пол часа, делаем следующий слой, в общей сумме около 4х слоев на каждой детали. оставляем сохнуть и предвкушаем обалденный результат:



Думаем, что все закончилось, но оказывается — самый трудный бой впереди. Начинаем счищать волны, 100ая наждачка, дремель на невидных местах, режем руки, режем дремелем, обрезаем на невидимых плоскостях лишнее, вычищаем с обратной стороны лишнее, если не маскировали(скорее всего будет до одного места, но лучше клипсы и болтики и подобные места все же постараться отмаскировать — лучше обычный, а не малярный скотч. После 100ой, 200ая,400ая, 800ая наждачки
и вот, потеряв немало нервов, пальцев и спустя литры алкоголя — получаем результат, который теперь необходимо или наполировать полиролью или вскрыть лаком, как сделал я. Получаем результат, который с гордостью можно назвать эксклюзивным.

Фото результата чутка позже.

Рубрики: Мотоспорт

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *