Как сделать деталь из углепластика. Изготовление карбона. Кивок из углепластика, карбона своими руками любой длинны

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.

Но вы всё же улыбнитесь. Вот вам напоследок картинка обычной китайской жизни, которую я снял перед воротами этого завода.

Углеводородное волокно или карбон — это материал, «сотканный» из нитей углерода. Они тонкие, как человеческий волос, но прочные, как сталь. Их очень тяжело порвать, но сломать вполне возможно. Именно поэтому при производстве деталей используют несколько слоев карбона. Накладывая карбоновые слои друг на друга в различном порядке, производители добиваются наибольшей износостойкости и ударопрочности. Несмотря на свою «молодость», карбон уже прочно закрепился на рынке высокотехнологичных материалов.

Использование карбона

Сначала им заинтересовались космические и военные специалисты. Еще бы! Вещество, позволяющее снизить вес в несколько раз и при этом имеющее отличные показатели в прочности — это ли не чудо?

Затем углепластик постепенно начал завоевывать автомобильную отрасль. Сначала это были отдельные детали, требующие высоких результатов в устойчивости к разрывам, сейчас же карбон чаще всего служит эксклюзивным украшением авто, например как карбоновая «юбка».

И вот, сравнительно недавно, углеводородное волокно стали использовать на благо спортивных достижений. В частности, оно широко применяется для создания велосипедной рамы.

Дань моде или шаг в будущее?

На протяжении многих лет рама велосипеда изготовлялась из стали или алюминия. Прочная, легкая, износостойкая — она идеальна для велотуризма и профессиональных марафонов. Но постепенно место железа занимает карбон, значительно превосходящий металл по многим показателям.

Все чаще на турнирах по велоспорту можно встретить карбоновые велосипеды, да и любители обычных прогулок по парку не гнушаются приобретать дорогостоящие модели. Оправдано ли такое массовое увлечение новыми технологиями или это всего лишь очередная модная тенденция?

Главный секрет углеводородного волокна заключается в его изготовлении. Сложный технологический процесс запекания деталей, их выпиливания и соединения дает гарантию надежности. Однако в погоне за быстрой прибылью, фирмы-однодневки часто сокращают стадии и время производства, тем самым значительно ухудшая технические характеристики.

Такие карбоновые рамы от качественных аналогов на глаз не отличишь, зато при любом, даже самом незначительном повреждении, байк развалится буквально под хозяином. И все же именно спрос рождает предложение. Желая оказаться в тренде и при этом сэкономить, многие велолюбители готовы рискнуть и приобрести карбоновый велосипед подпольного изготовления.

Сталь или карбон?

Главным конкурентом углепластика в вопросе надежности и долговечности является сталь. Многие приверженцы консервативных взглядов считают, что металл намного больше подходит для изготовления велосипедных рам. И на то есть весомые аргументы:

Цена. Стоимость типового байка из карбона сомнительного качества значительно превышает цену стальной рамы, сделанной на заказ.
Долговечность. На сайтах и газетных страницах частенько можно увидеть объявления о продаже «стального коня» с рук. Даже спустя 10, 20, 30 лет велосипед не утрачивает своих основных характеристик. Разве что потускнел от времени. При этом продажа подержанного байка из углепластика — случай редкий. Рама такого велосипеда не всегда находит второго хозяина.
Ремонт. И здесь любителям металла впору ликовать. Все дело в том, что при сильном ударе карбоновая рама не гнется, а ломается на части. Как ваза, разбившаяся о кафель.
Как сделать автомобильный углепластик или карбон своими руками

То есть восстанавливать двухколесного друга бессмысленно и дорого. Рассказывать же о ремонте стальных рам не имеет смысла. Каждый велолюбитель со стажем хотя бы раз самостоятельно паял или выравнивал детали. Да, внешний вид байка после этого, прямо скажем, не праздничный, но ведь это уже особого значения не имеет.

И все же карбоновая рама находят своего потребителя. Ведь новейшие технологии изготовления предлагают неоспоримые плюсы своего товара. Во-первых, вес углепластиковой рамы может быть меньше килограмма. Возможно, для катания вокруг дома или до магазина этот аргумент не слишком актуален. Зато легкость байка в полной мере оценят любители дальних туристических маршрутов. Когда велосипед необходимо пронести на себе в гору, каждый грамм имеет значение.

Во-вторых, амортизация на таком средстве передвижения продумана до мельчайших деталей. Ни одна кочка или пригорок больше не будут неприятно отзываться эхом во всех органах едущего. Карбоновая рама остается в неподвижном состоянии. Это неоспоримый плюс. Ну и, в-третьих, благодаря цвету и фактуре карбона, байк выглядит стильно и модно. На таком не стыдно и девушку на свидании прокатить!

Основными поставщиками дешевых карбоновых рам являются производители из Тайвани.

Секреты производства

Многие мастодонты изготовления велосипедного «железа» все чаще приходят к выбору переориентирования производства на создание карбоновых деталей. И это вполне объяснимо.

Во-первых, углеводородная рама велосипеда делается вручную, с минимальным участием техники. А это значит, что можно сохранить количество рабочих мест и не растрачиваться на ремонт дорогостоящего оборудования.

Во-вторых, спрос на новейшие технологии только растет, а значит, сулит большую прибыль. И речь идет не только об обычных покупателях, но и о звездах велосипедного спорта мирового уровня! Так как же выглядит процесс изготовления карбона?

Чаще всего углепластик поступает на завод в виде листов, пропитанных смолой. Реже — как катушки ниток;
Материал режется на части, соответствующие деталям велосипеда. Однако уже здесь производители берут во внимание тот факт, что при наложении слоев, волокна должны «смотреть» в разные стороны для большей надежности. Поэтому полоски углеводорода не всегда идеально подходят под предполагаемую форму;
Затем происходит непосредственное создание чуда. Карбон нагревают и как бы лепят с его помощью раму велосипеда. Этот процесс требует предельного внимания и сосредоточенности;
Переходим к «горяченькому». Все детали фиксируются и укладываются на специальную форму. Пункт назначения: печь!;
После нескольких часов томления, карбоновая рама достается, и ей дают остыть. На этом же этапе проверяют все стыки, неровности и недочеты;
Теперь можно и шлифовкой заняться. Все основание будущего байка зачистят и покрасят;
Рама готова!

Своими руками

Несмотря на довольно кропотливый технологический процесс, народные умельцы умудряются воссоздавать карбоновые рамы своими руками. В интернете можно найти массу видео и фото-инструкций с описаниями на эту тему, начиная от чертежей и заканчивая температурой печи. Удивительно, но у них действительно получается отличная рама! Может, получится и у вас? Ведь создание собственного байка своими руками — поистине бесценное удовольствие!

Карбоновая рама велосипеда — предмет долгих и жарких дискуссий в интернете. Одни считают ее дорогим, но бессмысленным китчем. Другие уверены, что время алюминия и стали осталось в прошлом и теперь будущее за высокими технологиями. Тратить ли все свои средства на приобретение карбона — решать только вам. Однако стоит лишний раз подумать и сделать правильный выбор.

КАК СДЕЛАТЬ КАРБОН СВОИМИ РУКАМИ | ПЛАСТИНА ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА | HOW TO MAKE CARBON FIBER PLATE

Карбон (Углеткань) (12)

Краткое содержание статьи: Углеволокно(Карбон) углеткань, тюнинг авто своими руками, Отправка в день заказа Наложенным платежом, фото отчёт упаковки! А так же другие ткани для стайлинга — гибридные ткани, углеволокно, карбоновая ткань, карбонизированная, разместить, добавить, aramid, что такое карбон, товары, услуги, поиск, Калининград и Калининградская область, Россия, Московская область и Москва. купить carbon,карбон своими руками, углеткань, углеволокно, 3d карбон черный, тюнинг, карбоновое волокно, карбоновая ткань, арамидная ткань, углепластик,технология carbon, стекловолокно, купить карбон, карбон, статьи о тюнинге, смолы, эпоксидные, вакуумные, насосы, Твилл2х2, Твилл4х4, Россия, цены, предложение, каталог, разместить, добавить, товары, услуги, поиск, Калининград и Калининградская область, Россия, Московская область и Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Казань, Екатеринбург, Краснодар, Красноярск, Челябинск, Магнитогорск,Сургут, набережные челны, Владимир, Волгоград карбон своими руками

Источник: Карбон, своими руками, изготовление любых изделий из Карбона, Углеткань,Кевлар,гибридные ткани. — -=S.R.Brothers=-

На самом деле речь пойдет не об изготовлении деталей из карбона, а о нанесении карбона на готовые детали, кузовные либо детали интерьера. Декорирование деталей карбоном если хотите.

Если изготовление какой-либо детали полностью из карбона это довольно сложный процесс, то наложение карбона на готовую деталь довольно простая процедура, не требующая каких-либо особых навыков. Нужно лишь все необходимые материалы, элементарный опыт обращения с эпоксидкой и аккуратность.

Шаг 1: Снимаем с машины детали, которые решили покрыть карбоновым волокном. Скорее всего это будет какая-то пластиковая деталь интерьера. Обрабатываем выбранную детальку наждачкой и красим в основной цвет карбоновой ткани. Наиболее вероятно, что это будет черный цвет. Эта окраска необходима для того, чтобы настоящий цвет детали (серый или коричневый, как на ранних Самарах) не проступал через карбоновую ткань.

Шаг 2: Прикладываем карбоновую ткань к детали и прикидываем как будем отрезать с тем учетом чтобы это было с запасом. Проклеиваем скотчем там где собираемся резать карбоновую ткань. Это необходимо для того чтобы ткань не распустилась.

Шаг 3: Размешиваем эпоксидный клей и равномерно наносим его на деталь. После чего начинаем постепенно прикладывать к детали карбоновую ткань. Следите за тем чтобы ткань плотно прилягала к детали и не было воздушных пузырей.

Шаг 4: Ждем пока ткань хорошо приклеится к поверхности детали, после чего размешиваем ещё эпоксидной смолы и начинаем тщательно пропитывать ею карбоновую ткань. Эпоксидка должна хорошо впитаться в ткань на что может уйти несколько слоев смолы

Шаг 5: Ждем пока засохнет этот слой эпоксидки и наносим еще один слой, этот уже последний. Если у Вас образовались пузыри воздуха, то выгнать их можно с помощью паяльной лампы. Если воздух не выгнать, то в последствии он разрушит вашу деталь.

Шаг 6: После застывания последнего слоя смолы берем очень мелкую наждачную шкурку и удаляем верхний слегка пожелтевший от паяльной лампы слой смолы. После чего полируем поверхность с помощью полироли и на этом всё. Деталь готова к употреблению. В итоге Вы должны получить примерно такое

Вот так выглядят пластиковые детали покрытые карбоном

Между прочим…
1.

Изготовление карбона

Делайте не меньше 4 слоев смолы, а лучше даже больше. Это спасет ткань от прорыва, когда Вы начнёте ее шлифовать.
2. Попробуйте сначала на небольшой, а главное плоской детали, которую в случае чего не так жалко, а потом уже переходите на более сложные детали с изгибами. Самое тяжёлое во всей этой процедуре это уложить карбоновую ткань на деталь.
3.

Если все-же случиться так, что Вы допустите ошибку, то положите вашу деталь в морозильник на несколько часов. Потом достаточно слегка скрутить деталь и слой отвалиться.

Обсудить нанесение карбона на детали на форуме

Как мы не раз уже упоминали, у компьютерного моддинга и автомобильного тюнинга очень много общего, наверное, поэтому многих моддеров постоянно так и тянет воспользоваться в своих моддинг проектах различными композитными материалами, вроде стеклопластика. Наиболее культовым композитными материалом в мире автомобильного тюнинга, несомненно, является углеродное волокно или попросту карбон.

Использование настоящего углеродного волокна - намного более трудозатратный процесс, чем использование декоративной виниловой пленки «под карбон», поэтому настоящее углеродное волокно так редко и встречается в моддинге.

Кивок из углепластика, карбона своими руками любой длинны.

Тем не менее это не повод не использовать настоящий карбон в компьютерном моддинге.

Существует достаточно много разных вариантов изготовления деталей из углеродного волокна и им с легкостью можно посветить несколько статей, но только два из них пригодны для домашнего применения, если, конечно, у вас дома нет вакуумного насоса и автоклава 🙂 Об этих способах мы сегодня и поговорим. Применяя эти способы не получиться раскрыть весть потенциал углеродного волокна, но это не всегда и требуется, например, часто нужен только отличный внешний вид углеродного волокна (особая текстура карбона) и лишь малая доля его прочности.

Первый способ изготовления заключается в том, чтобы покрыть требуемую деталь углеродным волокном, пропитанным полимерной смолой, а второй - изготовление детали из карбона с использованием формы (т.н. матрицы). Первый способ, как не трудно догадаться, более простой, но годиться он больше для декоративного оформления так как не всеми положительными чертами карбона удается воспользоваться (например в таком случае не удастся сэкономить вес), второй же способ позволяет воспользоваться большим количеством преимуществ предоставляемых углеродным волокном, но и занимает он существенно больше времени и сил.

Чтобы наглядно продемонстрировать оба способа изготовления, мы воспользуемся видеороликами компании CarbonMods, которая занимается продажей углеродного волокна и разнообразных аксессуаров связанных с ним, в том числе и специальных наборов с помощью которых можно, как покрыть деталь карбоном, так и изготовить требуемую деталь из углеродного волокна в домашних условиях - об этом и пойдет речь в данных видео. Не смотря на то, что в видео роликах используются специальные наборы, которые продаются компанией CarbonMods как отдельный товар, способы работы с углеродным волокном, показанные в видеороликах, применимы не только с данными наборами, а и с любым другим углеродным волокном и полимерной смолой.

Формование из препрегов происходит следующим образом:- производится форма или модель будущей детали из различных материалов (гипс, дерево и т.д.);

— на данную форму накладывают необходимое количество слоев препрега;

— помещают это все в автоклав, и под воздействием высокого давления и температуры осуществляется отверждение препрега;

— отвержденное изделие подвергают отделке и зачистке.

Часто при этом дополнительно используют и вакуумный мешок, это менее безопасно, но имеет ряд преимуществ. Подробнее о использовании вакуумного мешка будет сказано в следующем методе.

При формовании из препрегов одновременно протекают несколько сложных процессов:

Полимеризация компаунда – или отверждение;

Вакуумное удаление излишков смолы и воздуха;

Прижатие слоев к матрице под высоким давлением (порядка 20 атмосфер) для их уплотнения и выравнивания.

Этот метод производства деталей из карбона довольно сложный и финансово затратный процесс, не подходит для массового и серийного производства деталей.

Формование в форме с помощью вакуумного мешка

Вакуумный Мешок можно использовать и без автоклава, если поместить все в вакуумный мешок и создать внешнее давление, то мешок равномерно прижмет препрег к форме. Это как поместить деталь в пакет и выкачать из него воздух. Такое формование имеет название формование с помощью вакуумного мешка.

Весь процесс можно разделить на 6 этапов:

Покрытие формы разделительным веществом (воск, грунтовка и т.д.).

Раскладывание абсолютно ровно углеткани в форме без морщин, пузырей и других дефектов.

Каждый слой пропитывается смолой. Слои можно чередовать со стеклотканью, базальтовой тканью и другими композиционными материалами.

Укладка перфорированной пленки для отжима смолы и воздуха.

Укладывается впитывающий слой.

Размещение в вакуумном мешке и подключение насоса.

Аппликация

Этот метод используют для домашнего производства деталей. Он состоит из пяти этапов:

Подготовительный, включает в себя зашкуривание формы. Обезжиривание и сглаживание острых углов.

Нанесение соединительного вещества, например, эпоксидной смолы с отвердителем. В противовес предыдущим методам, в которых наоборот наносят разделительные вещества для легкого извлечения карбоновой детали из формы.

Приклеивание слоев углеткани с помощью эпоксидной смолы и отвердителя.

Сушка детали.

Нанесение защитного покрытия (лак или краска).

В результате этого метода карбон утолщает оклеиваемую деталь. Таким методом часто упрочняют капоты, бамперы, приборные доски в автотининге, а также в силу простоты получают и всевозможные другие детали. Даже применяют оклеивание формы из пенопласта, который и остается внутри детали, но оболочка довольно прочная.

Другие методы

Существует множество других методов , и они постоянно развиваются и совершенствуются. Идет постоянный поиск новых технологий, позволяющих снизить энергозатраты, количество ручного труда и других издержек.

Так, новой технологией стало производство крыльев и хвоста Российского гражданского самолета МС-21 . Технология была куплена у австрийской компании FACC. Данная технология является самой передовой в мире, так как обеспечивает экономическую эффективность при обеспечении необходимых свойств материала, все остальные технологии отличаются дороговизной производимых деталей.

Новая технология, называемая как трансферное формование пластмасс с помощью вакуума (VaRTM) , позволяет экономически выгодно наладить серийное производство таких ответственных деталей самолета, как крылья, хвост и т.д. К этим деталям предъявляются самые жесткие требования, прочность таких деталей должна быть 6000 МПа.

Укрепление углеволокна пластиком по данной технологии позволило добиться получение материала, отвечающим всем требования авиастроения. Кроме того, это позволило снизить себестоимость производства самолетов в целом. Ни одна фирма в мире раньше не производила такие большие и ответственные детали по данной технологии.

Полимерные композиционные материалы получили широкое применение не только в мире производства и тюнинга спортивных автомобилей, но и в авиации, судостроении. Ранее мы рассматривали, как самостоятельно оклеить кузовную деталь пленкой под карбон. Сейчас рассмотрим, как изготовить карбон своими руками.

Методы изготовления

Карбонопластики, а именно так еще называют композитные материалы из переплетенных нитей углеродного волокна, могут быть изготовлены 3-мя способами:

метод ручной формовки;
способ вакуумной формовки;
изготовление с выпеканием в автоклавах.

Изготовление карбоновых элементов в промышленных масштабах требует дорогостоящего оборудования, поэтому в домашних условиях карбон можно произвести только методом ручной либо вакуумной формовки.

Что нужно для изготовления

Для изготовления карбона вам потребуется:

углеродное волокно. Различается способом плетения и плотностью, измеряющейся в граммах на метр квадратный (гр/м2);
разделитель (к примеру, Loctite 770 NC). Применяется для легкого разделения карбонового элемента и матрицы после высыхания. Материал наносится на матрицу детали либо горизонтальную поверхность, на которую будет укладываться лицевой слой карбонового элемента. Лицевой слой может быть только один, если на обратной стороне не требуется создание красивой карбоновой текстуры;
матрица. Для создания горизонтальных деталей можно использовать кусок стекла либо зеркала. Поверхность должна быть как можно ровнее, так как все дефекты покрытия отформуются на изготовленной детали;
эпоксидная смола (к примеру, EPR 320);
отвердитель к смоле (как вариант – EPH 294);
инструмент для выкройки углеродного волокна. Можно использовать обычные ножницы, но будьте готовы к тому, что резка волокна быстро затупит инструмент. Если планируете изготавливать карбоновые детали серийно, рекомендуем купить электроножницы (эффективность продемонстрирована на видео).

Необходимость дополнительных инструментов и материалов зависит от выбранного способа изготовления. Как бы вы ни старались, но изготовить прочный карбон методом ручной формовки без дополнительной термообработки не получится.

Метод ручной формовки

Методика производства достаточно проста:

поверхность матрицы очищается от всех загрязнений;
равномерно по всех поверхности, в несколько тонких слоев наносится разделитель;
на поверхность наносится слой приготовленной смолы;
укладывается слой углеродистой ткани;
волокно пропитывается эпоксидной смолой. Между первым слоем и матрицей, а также между последующими слоями не должно быть пузырей воздуха. Распределять смолу можно обычной кисточкой, пузыри воздуха удобно выгонять валиком;
накладывается следующий слой, после чего процедура повторяется до набора необходимой толщины детали;
после укладки финального слоя горизонтальные детали можно спрессовать ответным куском стекла либо зеркала. В таком случае обе стороны детали получат глянцевую поверхность и четкую структуру карбона.

Поскольку стоимость углеродного волокна нельзя назвать демократичной, между первым и последним слоем углеродной ткани можно укладывать стекловолокно. Стеклоткань не должна быть грубой, чтобы не нарушать финальную форму.

Для удешевления изготовления облегченных деталей часто элемент лишь ламинируется углеродным волокном – оно укладывается только в качестве лицевого слоя кузовного элемента автомобиля.

Метод вакуумной формовки

Помимо стандартного набора материалов и инструментов, для изготовления карбоновых элементов методом вакуумной инфузии вам потребуются:

Духовой шкаф для постотвержения элементов из карбона можно также соорудить своими руками. Учтите, что термическая обработка должна производиться при определенной температуре, поэтому следует продумать возможность регулировки и поддержания заданного градуса.

Технология вакуумной инфузии предполагает сборку «бутерброда» из карбоновой ткани и помещения его в герметичное пространство. После укладки происходит откачка воздуха и подача к заготовке смолы. Пропитанную смолою ткань оставляют под вакуумом на 20-30 минут, герметизируя трубки подачи смолы и отбора воздуха. Для начального отвержения достаточно 24 часа и комнатной температуры, после чего деталь из карбона следует отправить на постотвержение в духовой шкаф. Расписывать метод вакуумной инфузии в деталях мы не стали, так как процесс подробно показан на видео.

Полимерные композиционные материалы получили широкое применение не только в мире производства и тюнинга спортивных автомобилей, но и в авиации, судостроении. Ранее мы рассматривали, как самостоятельно . Сейчас рассмотрим, как изготовить карбон своими руками.