Карбон металл или нет

Обновлено: 13.05.2024

Частенько получаю вопрос о надежности карбона в качестве материала для велосипеда, видимо, у людей недоверие к «пластмассе» заложено на подсознательном уровне.

Интересно, когда производители отходили от стали в пользу алюминия, были ли такие же проблемы с имиджем «мягкого металла», или здравый смысл сразу подсказывал образ самолетного фюзеляжа? 🙂

Сам по себе карбон подходит для велосипеда (да и других спортивных аксессуаров) гораздо лучше, чем алюминий. Он легок, упруг, поглощает вибрации и современно выглядит. Но нужно понимать, что свойства карбона во многом обусловлены способом его «выпечки». Плетение волокон, условия изготовления, качество эпоксидных смол — это всё имеет значение.

Неудивительно, что карбон из подвала в Китае и из мастерской итальянских дизайнеров может сильно отличаться и по весу, и по прочности. С другой стороны, мы-то знаем, что весь «брендовый» карбон выпускается всё равно в стране победившего коммунизма. 🙂

Проблема с надежностью идет в первую очередь не из-за самого материала, а из-за желания производителя максимально облегчить конструкцию. Не стоит думать, что алюминий — это железяка, которая не ломается.

Там тоже были свои вопросы, помню случай, когда на какой-то топовой алю-раме Scott нижнюю трубу сделали настолько настолько баттированной, что в её середине металл был толщиной меньше миллиметра.

В интернетах ходила история, когда кто-то, решив попробовать трубу на прочность в этом месте, промял её пальцами. При этом, это была гоночная шоссейная рама, которая отличалась жесткостью и выдерживала соответствующие нагрузки.

Но в в случае неудачного падения или удара, такая рама имела гораздо большие шансы сложиться, чем в случае с менее облегченной конструкцией. В производстве карбоновых компонентов также главенствует облегчайзинговый тренд.

Сейчас вообще в велосипедном сообществе все помешались на весе, даже те, кому на этот вес должно было бы наплевать — байк весом более 12кг признают чугунным и некатящим. Неудивительно, что производители из кожи лезут, чтобы удовлетворить спрос.

В силу небольшой распространенности карбона (пока еще), в реале я не встречал людей, которые могли бы похвастаться тем, что им удалось сломать раму. С другой стороны, есть замечательный сайт bustedcarbon, на котором коллекционируют фотографии сломанных карбоновых компонентов.

Глядя на фотки, волосы встают дыбом. 🙂 Конечно, большинство изувеченных рам — это результат ДТП или серьезного падения. Но встречаются и рассказы, что компоненты ломались сами, без какого-то особого издевательства.

Например, этот шоссер сложился в процессе простой покатушки по асфальту, отправив свою хозяйку в больницу:

Или здесь верхнее перо рамы найнера отломалось при обычном педалировании.

То же самое, но теперь с нижним пером:

А вот Specialized Stumpjumper почти за 8К долларов, разломался от езды в тех условиях, для которых он создавался:

Я уж даже не упоминаю огромное количество сложенных рулей и подседелов.

На сайте еще масса подобных страшилок, рекомендую полистать, там почти на каждую фотографию есть комментарий — как это случилось.

Как к этому относиться? Наверно, по философски — статистика там собирается со всего мира, и не стоит считать, что все эти фотографии — прямой показатель низкой надежности карбона.

Прогресс не остановить, полагаю, что через несколько лет найти алюминиевую раму в среднем ценовом сегменте будет сложно. Если не гнаться за экстремально облегченными компонентами и рамами, карбон может быть достаточно прочен.

Так как, повторяю, лично еще ни разу не встречал, чтобы кто-то сломал карбоновую раму в процессе обычной езды, я могу рекомендовать карбон всем, кто может его себе позволить. На ходу карбоновая рама ощущается приятнее алюминиевой, и особенно это заметно на шоссере.

Шоссейник на полном карбоне (рама, вилка, подседел, руль) просто планирует над асфальтом, по сравнению с алюминимевым. Не нужно слишком много думать о надежности и прочности карбоновых компонентов на велосипеде. Если ваш вес в пределах 80-90кг, то скорее всего, вы не попадете в статистику сайта bustedcarbon.

PS. Сейчас подумал, и понял, что я сходу могу назвать с десяток знакомых людей, которые сломали алюминимевые рамы (включая меня самого). Вот так-то. Не исключено, что если бы кто-то собирал фотографии поломаных алю-компонентов, то мы бы ужаснулись не меньше, чем в случае карбона. 🙂 Всё ломается.

Расскажите о своем опыте, если такой имеется, связанный с поломками (или наоборот, стойкостью) карбоновых компонентов и рам. И еще, как на ваш взгляд, имеет ли смысл это карбоновое сумасшествие, которое охватывает сейчас производителей и покупателей?

Друзья, давайте не будем теряться на просторах интернетов! Я предлагаю вам получать на емейл извещения о публикации моих новых статей, таким образом вы всегда будете знать, что я написал что-то новое. Пройдите по ссылке, пожалуйста.

Читать также:

Чтобы не потерять этот сайт из виду: пройдите по ссылке - вы получите извещение о выходе новой статьи на емейл. Никакого спама, отписаться можно в пару кликов.

Сказать спасибо за статью можно репостом в Фейсбуке или Вконтакте:

Материал КАРБОН - это по советски углепластик что ли?

Откуда взялось слово Карбон? Происходит оно из далекого прошлого нашей планеты сроком примерно в 360—286 млн. лет назад, за который в недра Земли были заложены огромные запасы каменного угля. Этот период был назван каменноугольным, или сокращенно – карбон.

Возможно, разработчики углепластика отдали дань тому отрывку истории, которому человечество обязано своим подъемом, возможно, были и другие мотивации.

Впервые об углеродных волокнах услышали в 1880 году в идее Эдисона использовать их в качестве нити накаливания ламп. Эта идея вскоре была забыта с приходом вольфрамовой проволоки. И только в середине прошлого века интерес к углепластикам проявился вновь. Искались новые материалы, способные выдержать многотысячную температуру ракетных двигателей. Множество стран, включая Россию, трудилось в создании карбона и нельзя сказать, что этот путь был легким. Впервые этот материал был использован в программе NASA, при постройке космических кораблей. Карбон не обошел стороной и военных. К примеру, довольно широко известно применение шлемов из углепластика. В 1967 году карбон появился в свободной продаже в Англии, но в ограниченном количестве и под контролем государства. Когда же в 1981 г. Джон Барнард впервые использовал карбоновое волокно при создании монокока F1 на McLaren MP4, углепластик с триумфом ворвался в автоспорт, и до сих пор карбон остается одним из лучших материалов. Теперь углепластик входит и в наш повседневный быт.
Технология изготовления и особенности карбона.
Карбоновое волокно подразумевает композит – это сплошной неоднородный материал, состоящий из двух армирующих элементов и одного связующего, что благоприятно сказывается на характеристиках: высокая прочность, износостойкость, жесткость и т. д. Армирующими элементами могут быть: переплетенные нити углепластика и резины (такой карбон выглядит в серых тонах, хотя, вполне может быть любых расцветок) , углепластика и кевлара (испещрен желтыми нитями) , углепластика и еще какого-либо материала. Нити переплетают между собой под определенным углом, образуя слои, причем, в каждом слое карбона углы переплетения разные. Это делается для компенсации ярко выраженных разнонаправленных свойств углепластиков. В листе карбона на 1 мм толщины приходится 3-4 таких слоя. Вся эта конструкция скрепляется эпоксидными смолами.

Посмотрим на свойства карбона с положительной стороны:
углеродные волокна карбона на растяжение также хороши, как сталь, но вот на сжатие ведут себя не лучшим образом, решением данной проблемы стало их сплетение в углепластиковое волокно.
при этом карбон легче, чем сталь на 40%, легче алюминия на 20% и, конечно же, легче чем пластик.
карбон, собранный из углерода и кевлара, хоть и немного тяжелее, чем резина с углеродом, имеет намного большую прочность, а при ударах трескается, крошится, но не разбивается на части.
карбон выдерживает температуру 1600 градусов.
карбон – хороший энергопоглотитель (его можно увидеть вместо крыши двигателя) .
неокрашенный карбон потрясающе стильно и красиво выглядит.
И с отрицательной:
первый по значимости для многих тюнеров минус – стоимость карбона довольно высока, хотя он постепенно дешевеет.
высокая сложность ремонта карбона или невозможность восстановления в случае повреждения.
карбон обладает электропроводностью, а если сравнивать с обычным корпусом, то какая разница?
со временем карбон становится темно-желтоватого оттенка на солнце, поэтому углепластик следует беречь от ярких лучей нашей звезды, обычно для этого карбон покрывают специальным лаком, а иногда и вовсе красят.

Основу углетканей составляют нити углерода (углерод - это, к примеру, грифель карандаша) . Только такие нити довольно тонкие. Сломать ее просто, но порвать ой как нелегко. Из них шьются ткани, где углеродные нити скрепляются параллельно друг другу.

Я только понимаю от углепластика одну цитату великого человека
"Она моя, углепластик! Так охладите своё траханье, я принимаю её пользу" @Сизар, ГТА Сан Андреас

Изготовление деталей из карбона

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.

Основные методы изготовления деталей из карбона

К основным методам изготовления можно отнести:

формование из препрегов, то есть полуфабрикатов,
метод аппликации,
формование непосредственно в форме с вакуумом,
формование давлением (ручная прикатка).

Изготовление карбона дома не требует сложного оборудования, и при определенных навыках можно получить детали достойного качества. Поэтому сделать углепластик удовлетворительного качества самому вполне реально.

Карбон для автотюнинга

Внимание! Так называемый 3D-карбон , автовинил или пленка «под карбон» 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)

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

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

Адгезив для фиксации углеткани на поверхности.
Ткань из углеволокна, которую укладывают на смолу послойно, с прикатыванием твердым валиком.
Эпоксидная смола средней вязкости с отвердителем (иногда она используется в качестве адгезива).
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 карбона в форме с вакуумом

Для этого метода требуется специальное оборудование и хорошие навыки.

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.
Выкладывание углеткани в матрицу, без морщин и пузырей.
Пропитка углеткани смолой.
Слоев может быть несколько. В некоторых случаях углеткань можно чередовать со стеклотканью.
Наложение перфорированной пленки для отжима излишков смолы и выхода воздуха. Желательно укладывать внахлест.
Прокладка впитывающего слоя.
Установка вакуумной трубки и порта для подключения вакуумного насоса.
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 поэкспериментировать с такими вакуумными пакетами. Они очень прочные и продаются разных размеров. А вакуумный насос для домашнего использования обойдется в среднем в 150-200$.

Еще один вариант вакуумной технологии — процесс формования включает в себя наложение слоев углеродного волокна на пресс-форму, упаковывание в мешки всей сборки и удаление лишнего воздуха с помощью вакуумной системы. Смоляная смесь затем подается с одного конца и затем всасывается в пакетированный узел под действием вакуума внутри. После периода охлаждения формованная деталь отделяется от пресс-формы, а избыток материала обрезается.

Метод формования карбона 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.

В общих чертах процесс изготовления углепластика своими руками выглядит так:

На поверхность формы наносится разделительный воск, гелькоат для формирования защитно-декоративного слоя на поверхности готового изделия.
После его высыхания наносится тонкий слой смолы, на который прикатывается или прижимается углеткань, для выхода пузырьков воздуха.
Затем наносится еще один слой смолы для пропитки. Можно нанести несколько слоев ткани и смолы, в зависимости от требуемых параметров изделия.
Смола может полимеризироваться на воздухе. Это происходит обычно в течение 5 дней. Можно поместить заготовку в термошкаф, нагретый до температуры 140 – 180 ◦С, что значительно ускорит процесс полимеризации.

Затем изделие извлекаем из формы, шлифуем, полируем, покрываем лаком, гелькоутом или красим.

Каждый слой прокатывается валиком для удаления пузырьков воздуха и получения максимального сцепления.

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.

Карбон — что это такое

Углепластик — это композиционный многослойный материал, представляющий собой полотно из углеродных волокон в оболочке из термореактивных полимерных (чаще эпоксидных) смол, Carbon-fiber-reinforced polymer .

Международное наименование Carbon — это углерод, из которого и получаются карбоновые волокна carbon fiber.

Но в настоящее время к карбонам относят все композитные материалы , в которых несущей основой являются углеродные волокна, а вот связующее может быть разным. Карбон и углепластик объединились в один термин, привнеся путаницу в головы потребителей. То есть карбон или углепластик — это одно и то же.

Это инновационный материал, высокая стоимость которого обусловлена трудоемким технологическим процессом и большой долей ручного труда при этом. По мере совершенствования и автоматизации процессов изготовления цена карбона будет снижаться. Для примера: стоимость 1 кг стали — менее 1 доллара, 1 кг карбона европейского производства стоит около 20 долларов. Удешевление возможно только за счет полной автоматизации процесса и сокращения времени его производства.

Применение карбона

Изначально карбон был разработан для спортивного автомобилестроения и космической техники, но благодаря своим отличным эксплуатационным свойствам, таким как малый вес и высокая прочность, получил широкое распространение и в других отраслях промышленности:

в самолетостроении,
для спортивного инвентаря: клюшек, шлемов, велосипедов.
удочек,
медицинской техники и др.

Гибкость углеродного полотна, возможность его удобного раскроя и резки, последующей пропитки эпоксидной смолой позволяют формовать карбоновые изделия любой формы и размеров, в том числе и самостоятельно. Полученные заготовки можно шлифовать, полировать, красить и наносить флексопечать.

Технические характеристики и свойства карбона

Популярность углепластика объясняется его уникальными эксплуатационными характеристиками, которые получаются в результате сочетания в одном композите совершенно разных по своим свойствам материалов — углеродного полотна в качестве несущей основы и эпоксидных компаундов в качестве связующего.

Армирующий элемент, общий для всех видов углепластика — это углеродные волокна толщиной 0,005-0,010 мм, которые прекрасно работают на растяжение, но имеют низкую прочность на изгиб, то есть они анизотропны, прочны только в одном направлении, поэтому их использование оправдано только в виде полотна.

Дополнительно армирование может проводиться каучуком, придающим серый оттенок карбону.

Карбон или углепластик характеризуются высокой прочностью, износостойкостью, жёсткостью и малой, по сравнению со сталью, массой. Его плотность — от 1450 кг/м³ до 2000 кг/м³. Технические характеристики углеволокна можно посмотреть в с равнительной таблице плотности, температуры плавления и прочностных характеристик.

Еще один элемент, используемый для армирования вместе с углеродными нитями — кевлар . Это те самые желтые нити, которые можно видеть в некоторых разновидностях углепластика. Некоторые недобросовестные производители выдают за кевлар цветное стекловолокно, окрашенные волокна вискозы, полиэтилена, адгезия которых со смолами гораздо хуже, чем у углепластика, да и прочность на разрыв в разы меньше.

Кевлар—это американская торговая марка класса полимеров арамидов, родственных полиамидам, лавсанам. Это название уже стало нарицательным для всех волокон этого класса. Армирование повышает сопротивление изгибающим нагрузкам, поэтому его широко используют в комбинации с углепластиком.

Как делают карбоновые нити

Волокна, состоящие из тончайших нитей углерода, получают термической обработкой на воздухе, то есть окислением полимерных или органических нитей (полиакрилонитрильных, фенольных, лигниновых, вискозных) при температуре 250 °C в течение 24 часов, практически их обугливанием. На фото углеродная нить после обугливания.

После окисления проходит карбонизация — нагрев волокна в среде азота или аргона при температурах от 800 до 1500 °C для выстраивания структур, подобных молекулам графита.

Затем проводится графитизация (насыщение углеродом) в этой же среде при температуре 1300-3000 °C. Этот процесс может повторяться несколько раз, очищая графитовое волокно от азота, повышая концентрацию углерода и делая его прочнее. Чем выше температура, тем прочнее получается волокно. Этой обработкой концентрация углерода в волокне увеличивается до 99%.

Виды волокон карбона. Полотно

Волокна могут быть короткими, резаными, их называют «штапелированными», а могут быть непрерывные нити на бобинах. Это могут быть жгуты, пряжа, ровинг, которые затем используются для изготовления тканого и нетканого полотна и лент. Иногда волокна укладываются в полимерную матрицу без переплетения (UD).

Так как волокна отлично работают на растяжение, но плохо на изгиб и сжатие, то идеальным вариантом использования углеволокна является применение его в виде полотна Carbon Fabric.

Оно получается различными видами плетения: елочкой, рогожкой и пр., имеющими международные названия Plain, Twill, Satin. Иногда волокна просто перехвачены поперек крупными стежками до заливки смолой. Правильный выбор полотна для углепластика по техническим характеристикам волокна и виду плетения очень важен для получения качественного карбона.

В качестве несущей основы чаще всего используются эпоксидные смолы, в которых полотно укладывается послойно, со сменой направления плетения, для равномерного распределения механических свойств ориентированных волокон. Чаще всего в 1 мм толщины листа карбона содержится 3-4 слоя.

Достоинства и недостатки карбона

Более высокая цена карбона по сравнению со стеклопластиком и стекловолокном объясняется более сложной, энергоемкой многоэтапной технологией, дорогими смолами и более дорогостоящим оборудованием (автоклав). Но и прочность с эластичностью при этом получаются выше наряду со множеством других неоспоримых достоинств:

легче стали на 40%, легче алюминия на 20% (1,7 г/см3 — 2,8 г/см3 — 7,8 г/см3),
карбон из углерода и кевлара немного тяжелее, чем из углерода и резины, но намного прочнее, а при ударах трескается, крошится, но не рассыпается на осколки,
высокая термостойкость: карбон сохраняет форму и свойства до температуры 2000 ○С.
обладает хорошими виброгасящими свойствами и теплоемкостью,
коррозионная стойкость,
высокий предел прочности на разрыв и высокий предел упругости,
эстетичность и декоративность.

Но по сравнению с металлическими и деталями из стекловолокна карбоновые детали имеют недостатки:

чувствительность к точечным ударам,
сложность реставрации при сколах и царапинах,
выцветание, выгорание под воздействием солнечных лучей, для защиты покрывают лаком или эмалью,
длительный процесс изготовления,
в местах контакта с металлом начинается коррозия металла, поэтому в таких местах закрепляют вставки из стекловолокна,
сложность утилизации и повторного использования.

Как делают карбон

Существуют следующие основные методы изготовления изделий из углеткани.

1. Прессование или «мокрый» способ

Полотно выкладывается в форму и пропитывается эпоксидной или полиэфирной смолой. Излишки смолы удаляются или вакуумформованием, или давлением. Изделие извлекается после полимеризации смолы. Этот процесс может проходить как естественным путем, так и при нагреве. Как правило, в результате такого процесса получается листовой углепластик.

2. Формование

Изготавливается модель изделия (матрица) из гипса, алебастра, монтажной пены, на которую выкладывается пропитанная смолой ткань. При прокатке валиками композит уплотняется и удаляются излишки воздуха. Затем проводится либо ускоренная полимеризация и отверждение в печи, либо естественная. Этот способ называют «сухим» и изделия из него прочнее и легче, чем изготовленные «мокрым» способом. Поверхность изделия, изготовленного «сухим» способом, ребристая (если его не покрывали лаком).

К этой же категории можно отнести формование из листовых заготовок — метод препрегов.

Смолы по своей способности полимеризоваться при повышении температуры разделяются на «холодные» и «горячие». Последние используют в технологии препрегов, когда изготавливают полуфабрикаты в виде нескольких слоев углеткани с нанесенной смолой. Они в зависимости от марки смолы могут храниться до нескольких недель в неполимеризованном состоянии, прослоенные полиэтиленовой пленкой и пропущенные между валками для удаления пузырьков воздуха и лишней смолы. Иногда препреги хранят в холодильных камерах. Перед формованием изделия заготовку разогревают, и смола опять становится жидкой.

3. Намотка

Нить, ленту, ткань наматывают на цилиндрическую заготовку для изготовления карбоновых труб. Кистью или валиком наносят послойно смолу и сушат преимущественно в печи.

Во всех случаях поверхность нанесения смазывается разделительными смазками для простого снятия получившегося изделия после застывания.

Можно ли сделать углепластик своими руками

Изделия на основе углеволокна можно формовать и самим, что уже давно и успешно применяется при ремонте велосипедов, спортивного инвентаря, тюнинге автомобилей. Возможность экспериментировать с наполнителями для смолы, со степенью ее прозрачности предоставляет широкое поле для творчества любителям автотюнинга карбоном. Подробнее основные методы изготовлении деталей из карбона описаны здесь .

Где брать углеткань

Тайвань, Китай, Россия. Но в России это относится к «конструкционным тканям повышенной прочности на основе углеволокна». Если найдете выход на предприятие, то вам очень повезло. Много компаний предлагают готовые наборы для отделки автомобилей и мотоциклов карбоном «Сделай сам», включающих фрагменты углеткани и смолу.

70% мирового рынка углеткани производят тайваньские и японские крупные бренды: Mitsubishi, TORAY, TOHO, CYTEC, Zoltec и пр.

Углепластик (карбон) в авто – поиск альтернатив

Уникальный композитный материал — углепластик пока используется в основном в спортивном автомобилестроении для суперкаров и болидов, потому что массовое использование сдерживается высокой ценой и эксплуатационными характеристиками карбона.

Основным материалом для изготовления корпусов автомобилей остается тонколистовая сталь. В последнее десятилетие все активнее используются альтернативные материалы, а именно — инженерные армированные пластики с особыми свойствами и алюминий. Они легко формуются, окрашиваются, ремонтируются, то есть технологичны.

При упоминании слова «карбон», сразу же представляются эксклюзивные капоты, ведь это одна из самых заметных и распространенных автомобильных деталей. Но оклейка карбоном авто обычно ограничивается спойлерами, бамперами, обвесами и отделкой зеркал. Для внутреннего тюнинга карбон применяют для ручек переключателя коробки передач, декора панели или вставки на руле.

Почему отделка авто карбоном популярна

Углепластик, он же карбон:

очень эстетичен, прочен и применяется чаще как укрепляющее дополнение к традиционным материалам,
роскошный внешний вид при отделке авто добавляет ему эксклюзивности, поэтому пленки карбон пользуются стабильным спросом,
отлично противостоит скручивающим нагрузкам и не подвержен коррозии,
использование карбона снижает массу авто и повышает топливную эффективность, ведь он вполовину легче стали и на 20% легче алюминия.

Основными составляющими этого композитного материала являются углеродные волокна и полимерные смолы. Перерабатывается он формованием и дорогостоящим, трудоемким является именно процесс получения углеродного волокна с особыми свойствами.

Почему не делают массовые автомобили из углепластика

Карбон тяжело ремонтировать при повреждении. Его нельзя заварить, отрихтовать, наплавить. И поврежденную деталь из карбона приходится просто менять.
Карбон плохо противостоит точечным ударам, его поверхность легко царапается и желтеет под воздействием солнечных лучей.
В технологичности он проигрывает стали и инженерным пластикам. Опасность представляют микротрещины, снижающие прочность.

И еще не стоит забывать об экологической составляющей. Процессы утилизации автомобилей во всем мире уже отлажены, а вот композитные материалы практически не перерабатываются вторично. И повторно их использовать нельзя, что делает углепластик еще дороже.

Для того чтобы изделие из карбона служило долго, сохраняя свою эстетику, необходим точный расчет многих параметров и правильный выбор материалов — углеполотна и эпоксидной смолы.

Возможность применения его в серийном автомобилестроении очень спорна. Разве что для тюнинга, но не при изготовлении несущих элементов. Обтянутое карбоном авто смотрится роскошно. Но очень может быть, что этот суперсовременный материал так и не попадет в массовое производство, ведь альтернативные инженерные пластики с армированием не такие капризные и дорогостоящие.

Перспективы использования углепластика в автомобилях

Углепластик будут продолжать использовать для суперкаров и гоночных автомобилей благодаря его уникальным качествам. Тем не менее, пройдет еще немало лет, пока увидим его использование на серийных автомобилях. В то же время, технологии не стоят на месте, и возможно, скоро углепластик будет выглядеть как архаизм, так и не попав в массовое производство. Использование карбона в конструкции машины существенно увеличивает ее стоимость. Почему его стоимость так высока, мы уже разбирались тут.

А пока производители материалов для тюнинга авто предлагают доступные альтернативы:

это специальная виниловая пленка «под карбон», которая плотно обтягивает любую деталь, термоусаживается под воздействием теплого воздуха,
аквапечать с помощью пленки всех цветов и с любым рисунком под напором воды,
аэрография, которая требует высоких художественных навыков мастера, зато рисунок получается эксклюзивным.

Как можно снизить стоимость карбона

Основной путь — снижение себестоимости получения углеволокна за счет максимальной автоматизации процессов и снижения их продолжительности. Поэтому идут поиски материала для получения углеволокна из углеродосодержащего сырья. Основная цель — сделать массовый продукт, доступный по цене.
Поиски альтернативных смол и полимеров для матрицы способны снизить стоимость карбона, но не на много. Основным преимуществом альтернатив должно стать повышение ремонтопригодности. Автомобильные гиганты выделяют огромные средства на разработки, поэтому ждать осталось недолго.

Читайте также: