Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать деталь из карбона

EvgenSt-P › Блог › моя ПЕРВАЯ деталь из карбона или препрег своими руками:как готовить и есть

Никогда не вёл блогов, или подобных ЖЖшечек, но, видимо, всё бывает в первый раз.
т.к. это первая запись на драйве-пожалуй представлюсь: зовут Женя, родился мальчиком, и до сих пор своих убеждений не сменил) собссно как родился, так и обитаю по сей момент в славном городе Санкт-Петербурге.

Основной мой род занятий это звукорежиссура, а как хобби-увлечение сноубордом, мотоциклом, и всяческим рукоделием. Именно две последних страсти и толкнули меня на опыты с карбоном. ну нравится мне перебирать мотик и вешать на него всякие приблуды, а из карбона и подавно. В общем чем бы дитя не тешилось.

Идея начать делать что-то подобное поселилась в моей голове года два назад, но то негде было, то некогда… В итоге все два года я жадно изучал всевозможные композитные технологии и знакомился с материалами.
Отдельную благодарность в этом нелёгком деле теоретической подготовки я выражаю Владимиру Кислицину, ака toboliac , истинному фанату своего дела, которому не лень, и даже в кайф делиться своими наработками, опытом, да и просто мыслями. Так же множество инфы было мною почерпнуто в группе «CarbonClub — плёнкой даже и не пахнет», и на форуме «МАСТЕРФОРУМ.КОМПОЗИТЫ.РФ»
как истинный засранец никогда и нигде ничего не писал, а только лишь поглощал информацию. ну, настало время чуть чуть поделиться)
но, обо всём по порядку:

1)выбор технологии

Долгое время я склонялся, и с восхищением смотрел на вакуумную инфузию, т.к. процесс этот действительно позволяет получать качественный результат, при должной сноровке. но с инфузией (для меня) есть ряд проблем, о которых многие говорили, из которых меня оттолкнули от этой технологии две:
-невозможность создания «кокпитовых», т.е. закрытых, объёмных изделий
-большое количество одноразовой оснастки и довольно капризный процесс, в плане качества/скорости распределения смолы и качества финальной поверхности.
ручное формование и тем более ламинация для меня отпали сразу, т.к. мне реально нравится вид именно сдавленного, сжатого полотна. хоть убейте, но о вкусах не спорят)

И так, года полтора назад, когда я ещё вовсю был настроен пробовать инфузию подвернулся мне на авито совсем новый вакуумный насос. китайчик, низкопроизводительный, но по цене «по старому курсу», что прошлой осенью было весьма актуально. В итоге я решил, что с чего-то надо начинать, и взял этого малыша за 4 тыщи на тот момент совсем деревянных.
В общем-то на этой покупке процесс и остановился.

2) материально-техническая подготовка
Этой осенью в очередной раз для меня, и моих друзей встал вопрос тёплого зимнего хранения мотоциклов, да при том с возможностью круглосуточного доступа для «кручения гаек». После довольно длительных поисков совсем не далеко от дома нашлось производственное помещение 30м2, которое как раз подходило по всем параметрам, акромя того, что это был второй этаж. Ну, мотоциклы хоть и не пушинка, но и не тонну весят, и с помощью четверых мужичков в самом расцвете сил были закачены по досочкам на второй производственный этаж (высота потолков 4,5 метра). Думали в штаны наложим, ан нет, глаза боятся, а руки (в данном случае ноги) делают. Но это лирика.
Наконец то появилось помещение, которое я два месяца приводил из состояния «голые стены» в «уютная мастерская. В принципе, отчасти мне это удалось.
Т.к. на тот момент с технологией, которую я хочу освоить я определился, а осенью, во время командировки в США, капитально закупился различными тканями, свой путь я начал с постройки печки.
вот собственно и она:

Печь представляет из себя ЯЩЪ, собранный из секций, сделанных из совейской кровельной жести 0,75мм, на каркасе из металлопрофиля для ГКЛ. в качестве теплоизолятора внутри секций заполнение базальтовой ватой.
Секции между собой крепятся винтами и уголками, в жесть запрессованы заклёпки-гайки.
Все стыки промазаны высокотемпературным силиконовым герметиком. Верхняя крышка на петлях, с поддерживающими мебельными газ-лифтами, закрывается всё это дело на защёлках-стяжках (как на ящиках).

Внутри ящика установлен 1кВт нагреватель с вентилятором (разобрал китайский тепловентиллятор, купленый за какие то копейки в Леруа-Мерлен).

На передней панели ЯЩЪ’а смонтирован блок управления: программный ПИД-регулятор ОВЕН ТРМ-251 и блок реле/предохранителей.
Вообще, нагревательных элементов там два, каждый по киловатту, но на 2кВт печка уж больно быстро греет, и от частых вкл/выкл реле уже ощутимо мигает свет. С 1кВт нагревателем свет уже не мигает, а печь выходит на 100 градусов примерно за 12 минут, что более чем достаточно.
Да, габариты: 101*67*77см (продиктовано размерами жестяных обрезков привезённых из дачных запасов).

В общем на постройку сего девайса у меня ушёл где то месяц работы по вечерам, и около 10килорублей денег. Что более чем бюджетно, если сравнивать с заводскими термо-шкафами.
И вот ещё- вся конструкция на колёсиках, ибо вес её весьма внушительный, просто так не передвинешь.

вакуумная станция
По известной и не раз обжёванной в интернетах схеме был создан блок автоматики для вакуумного насоса, а так же импровизированный ресивер из канализационных уличных пластиковых труб 110мм.
вот оно фото:

В блоке релейной обвязки для вакуумметра с электроконтактной приставкой я добавил реле времени (

350р в леруа), которое позволяет отключить всю схему в заданное время. весьма удобно, когда оставляешь вак.насос на ночь, и не хочешь чтоб он пахал сутки.
в планах-добавить в схему устройство плавного пуска насоса. т.к. с ресивера у меня чуть чуть натекает где-то, и насос включается примерно раз в 2 минуты при поддержании вакуума -0,7/-0,5МПа. в общем надо дорабатывать.

ПЕРВЫЙ БЛИН
На подготовку всего и вся у меня ушло довольно много времени и сил, особенно учитывая что это лишь хобби, и приходится «отвлекаться» на работу, да и просто «жизнь» =)

Для первого опыта был выбран «пациент» не сложной формы:

В общем это дело было мной заботливо вышкурено, зашпатлёвано, и на самой детали ручной формовкой был сделан фланец (пластилин с лицевой стороны и гель+стеклоткань с изнанки).
Этот фланец весьма заметно увеличил жёсткость детали, и с ней стало гораздо удобнее работать.
далее ещё шкурка (600-800-1000-1500-2500), с полировкой решил не заморачиваться, и сразу нанёс разделитель и снял матрицу:

потом сделал «пирог» из трёх слоёв углеткани, с прокладкой плёнки и пропиткой препреговой смолой:

ну и сам процесс:

И ВОТ ОН РЕЗУЛЬТАТ:
не обрезанный, не отлаченый, но всё-таки результат!

используемые материалы:
-смола Sicomin SR8500 + препрег отвердитель KTA315
-гель SG715 белый
-смола для матрицы YD-128+ТЭТА 12% с постотверждением.
-разделитель Zyvax compositeshield +порозаполнитель SealerGP
-внешний слой карбон 3к 2/2 твилл 240 грамм
-два внутренних слоя полотно 12к 300грамм
-жертвяк diatex PA80
-перф плёнка ELA20 P1
-дренаж PES150
-вакуумная плёнка PO180
-герметизирующая лента «липлент-о»
-вакуумный порт на заказ у токаря 350р.

вроде всё…хотя, сложно уместить в один пост два года обучения, строительств, переживаний…
но это бесподобное чувство, когда-ПОЛУЧИЛОСЬ!
осталось обрезать, облачить, и…снять нормальную матрицу)))))

мой рабочий стол напоследок:

респект тому, кто таки дочитал до конца! впереди много идей, по возможности постараюсь о них писать, хоть и писатель из меня никудышный=)
и принимайте извинения за качество фоток, но кроме айпада мне фоткать не на что;)

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.

Читать еще:  Как прошить мозги на калине

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 поверхностей.

  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 карбона 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 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.

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.

В общих чертах процесс изготовления углепластика своими руками выглядит так:

  1. На поверхность формы наносится разделительный воск, гелькоат для формирования защитно-декоративного слоя на поверхности готового изделия.
  2. После его высыхания наносится тонкий слой смолы, на который прикатывается или прижимается углеткань, для выхода пузырьков воздуха.
  3. Затем наносится еще один слой смолы для пропитки. Можно нанести несколько слоев ткани и смолы, в зависимости от требуемых параметров изделия.
  4. 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.

Как сделать деталь из карбона

Целью изготовления ветрового стекла для спортивного мотоцикла из карбона и стеклоткани послужила большая цена на уголь.

1) Сняв с мотоцикла ветровое стекло я очистил и отмыл его. Далее нужно было подготовить деталь для снятии с его матрицы.

Чтобы не повредить оригинальную деталь и обеспечить хороший съем нужно нанести защитное антиадгезионное покрытие. В качестве разделительного состава я использовал воск Norpol wax w70 и раствор спиртов Norpol norslipp 9860 (изопропиловый спирт с растворенным в нем PVA (поли винил алкоголь)не путать с клеем ПВА).

Смола встала за 1 час, но выемку я произвел только на следующий день.

3) Матрица снялась без каких либо проблем. Весь следующий день я посвятил обрезке и обработке кромок матрицы. Сначала спилил большие куски болгаркой ну а потом обработка краев шкуркой с зерном 60 и грубым напильником.

II) Создание изделия

После того как матрица была защищена разделителями, по шаблонам было вырезано 2 слоя карбона и 6 слоев стеклоткани. Уголь саржевого (твил) плетения 2х2 плотностью 200 и обычная стеклоткань если не изменяет память Т-10 плотностью 200. Карбон и ткань вырезал дисковым ножом (им очень удобно резать карбон так, как карбон пушится) с запасом в 1 сантиметр (мало ли что =)).

Распределив и выровняв плетения первого слоя карбона на матрице пошел готовить смолу. В качестве смолы использовалось Reichhold norpol Dion 9700 (это эпоксивинил эфирная смола повышеной стойкостью к хим, термо и физ нагрузкам). Смола была не предускореная поэтому пришлось вводить ускоритель самому. Производитель рекомендовал использовать 3% ускорителя и 2% отвердителя (пероксид 11), но в свое время, ставя эксперименты мной была выведена более удобная (для меня) пропорция. 2% ускорителя и 1% отвердителя, с заводскими пропорциями смола слишком быстро кипя вставала. Важно сначала добавлять ускоритель и тщательно его перемешав вводить отвердитель иначе как сообщает производитель может быть взрыв (эту информацию я не проверял, доверился умным людям =)).

Аккуратно пропитав валиком первый слой карбона, пришлось заново выравнивать плетения так как при пропитке карбон тянулся (я не использовал спрэйевые клеи). Аккуратно кисточкой и прокаточным алюминиевым валиком из под слоя был выведен воздух во избежание появления дырок и раковин на глянцевой стороне.

Отделив деталь от матрицы и убедившись что дефектов нету – деталь пошла в обрезку и обработку. Надев средства индивидуальной защиты – закипела работа. Обрезал обычным диском по металлу и подравнивал диском с наждачной бумагой

Дальше все напильниками и наждачкой сравнялось. Обратную сторону слоя карбона обрабатывал шкуркой 1500, что бы убрать выпирающую структуру плетения. Для полноценной красоты я решил покрыть изделие лаком. Купил обычный акриловый лак в баллончике.

Обезжирив ацетоном поверхность и выждав 25 минут, что бы весь ацетон выветрился покрыл деталь первым, тонким слоем лака и выждав 15 минут пока отвердеет лак нанес следующий слой. Всего вышло 6 тонких слоев. В итоге получилась карбоновая деталь с необходимой мне толщиной в 3 мм. Данными усилиями я сэкономил 6 слоев угля и деталь не выдает свои “внутренние секреты”

Читать еще:  Шильдик Ладья черный лак на руль нового образца Лада Приора 2, Калина 2, Гранта

Как сделать деталь из карбона

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.

Делаем автомобиль из карбона или углепластика: основные правила изготовления?

Углепластик другими словами карбон, можно изготовить и самостоятельно, он состоит из переплетенных нитей углеродного волокна. Если у вас не получается его изготовить, то вы сможете купить готовый углепластик. Теперь давайте рассмотрим, как сделать карбон своими руками.

Можно ли сделать самостоятельно углепластик?

Если вы хотите, чтобы ваш салон был привлекательным, то можно прибегнуть к тюнингу. Для этого можно использовать карбон.

Из любого подручного материала, вам необходимо изготовить основание. В качестве подручного материала можно использовать пластик, ведь он хорошо держит форму. К сожалению, некоторые автолюбители не очень любят использовать этот материал, ведь если его резать, то он издает неприятный звук. Поэтому его можно заменить на:

  1. Дерево.
  2. Гипс.
  3. Железо.
  4. Пластик.

Если вы использовали для основания гипс или например цемент, то после того как вы придадите форму (основание), необходимо дать ему высохнуть. Только после полного высыхания можно покрывать практически готовое изделие гелькоатом. Что это такое? Гелькоат — такое вещество, которое состоит из эпоксидной смолы.

Наносить вещества необходимо аккуратно, поэтому в период работы используйте кисточки, валики. Лучше всего вещество наносить при помощи специального распылительного аппарата.

Вы спросите, зачем наносить гелькоат на основу? По сути, такое вещество поможет защитить вашу основу, а также придать декоративный вид, ведь наносить его можно в разной цветовой гамме.

Снова вам необходимо подождать пока гелькоат полностью не высохнет. Теперь может приступить к обшивке. Сначала вам необходимо купить специальную ткань, конечно же, из углепластика. Затем ее разрезать и положить ткань на будущую деталь. После этого необходимо клеящую смесь.

Важно! Клеящая смесь должна состоять из затвердителя, а также из специальной смолы (полиморфная). Помните, делать все необходимо аккуратно, чтобы под карбоном не оставались пузырьки.

Что делать если остались пузырьки? Если пузырьки останутся, то уровень надежности, конечно же, снизится в разы. Поэтому, не желательно их оставлять на поверхности. Если уж и получились пузырьки, то их необходимо выдавить. Выдавливать можно при помощи твердого предмета, например валик. Если делать все не спеша и аккуратно, то вам не придётся выполнять двойную работу.

Теперь давайте изготовим своими руками детали из карбона. Многих интересует вопрос, как долго будет доставать деталь? Мы сразу ответим на ваш вопрос. Все зависит от качества смолы и дополнительных составляющих. Если смола хорошего качества, то деталь будет застывать быстро, например, несколько часов. Если качество не очень, то вам придется подождать несколько суток.

После полного высыхания, возьмите ножницы или другой удобный для вас инструмент и извлеките его из формы. После этого на изделии могут быть остатки смолы, их необходимо аккуратно удалить.

Если вам необходимо сделать отверстия на детали, то сверлить начинайте снаружи. Важно, после того как вы просверлите нужное количество отверстий, вам необходимо все дырочки обработать гельканатом. После этого вы можете сами установить обшивку из карбона.

Изготовление карбона

Первое. Пожалуй, самое сложное в изготовлении, это придать детали необходимую форму. Ведь если неправильно придать форму, то деталь просто не подойдет.

Читать еще:  Схема переноса генератора наверх в Ниве ВАЗ-21213

Второе. Если вы уж и решили сделать тюнинг своему автомобилю, то вам придется немного потратиться. Самое дорогое это непосредственно ткань, ну и конечно же гелькоат. Потому на все вам необходимо примерно 15 тысяч рублей.

Помимо этого, вам необходимо купить дополнительное спецоборудование. В частности это аппарат для вакуумной формовки, как раз именно он поможет предотвратить образование пузырьков. Стоимость установки такого оборудования стоит 200 долларов. Конечно цена весомая, но она себя вполне оправдывает. Ведь можно тюнинговать не только автомобиль, но и изготовить карбоновые детали под заказ. Поэтому немного потратившись, вы сможете не только ее окупить, но и заработать.

ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

  • Индустрия 4.0
  • Мишиностроение
  • Автоматизация проектирования
  • Управление производством
  • Станки
  • Разное
  • Новости


Детали из карбона

Первые углеродные нити появились в 1880 г., благодаря Томасу Эдисону и с тех пор прошли большой путь, в течении которого они изменились и усовершенствовались. Ажиотаж на изделия из углепластика, а это и есть карбон, начался в 2004 году и продолжается до сих пор.

Его бешеная популярность началась с производства ракетных двигателей, а сегодня он используется практически во всех областях производства: самолетостроение, спортивные автомобили, автотюнинг, дизайн интерьеров, производство сотовых телефонов, аксессуары для компьютеров, кроссовки и даже сумки и еще много сфер применения.

Так, что же такое углеволокно?

Углеволокно – это сплетённые слоями нити углерода под разным углом. Толщина нитей в диаметре составляет 0,005 — 0,010 мм. Они одновременно хрупкие и прочные. Поэтому их легко сломать, но практически невозможно порвать.

Карбонизация – нагревание волокон аргоном или азотом при температуре 1500 град С, цель – получение графитоподобных структур. Этому этапу углеволокно и обязано своему народному названию, carbon, что в переводе с английского – уголь.

Графитизация – нагревание в инертной среде при температуре от 1600 до 3000 град С, цель – доведение количества углерода до 99%.

Благодаря своему сложному многоступенчатому производству детали из карбона значительно дороже стекловолокна. Кроме того, само производство углеродного волокна связано с большими энергозатратами, что еще больше подчеркивает высокую себестоимость деталей из карбона.

Не смотря на это карбон стремительно расширяет свое применение на всех рынках, так рамы практически всех топовых велосипедов уже сегодня изготавливаются из карбона.

Методы изготовления деталей

На качество деталей из карбона на прямую влияет, какое сырье Вы использовали при изготовлении углеволокна (скорость застывания смолы и плотность углеродного полотна). В итоге, изготовление деталей из карбона обладает множеством тонкостей, которые необходимо учитывать. Начиная от производства углеволокна и заканчивая технологией его применения для получения детали с заданными характеристиками.

• формование из препрегов (полуфабрикатов) в автоклаве, автоклавное формование;

• формование в форме с помощью вакуумного мешка;

• Формование препрегов в штампе;

• Метод намотки нитями;

• Ручное формование валиками и кистью.

Разберем несколько из них.

Формование из препрегов в автоклаве или автоклавное формование

Его производят на производстве в автоклаве. Автоклав – это специальный аппарат, в котором осуществляют нагрев под давлением выше атмосферного. Автоклавы для карбона способны обеспечить давление 32 атмосфер при температуре 1600-3000 °С. Такие условия обеспечивают ускорение реакции и повышение производительности. Автоклавы оборудованы запорной арматурой высокого давления, различными контрольно-измерительными приборами и другими средствами для обеспечения безопасности, надежности и долговечности работы автоклава.

— 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.

• 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.

А есть ли у карбона недостатки?

У карбона достаточно много положительных качеств, чтобы сделать выбор в его пользу для изготовления деталей:

• при ударе и повреждении не дает острых осколков;

• высокая термоустойчивость, не поддается деформации до температуры 20000С;

• не подвержен коррозии;

Но на ряду с достоинствами у изделий из карбона есть ряд существенных недостатков:

• довольно чувствительны к точечным ударам;

• сложный восстановительный процесс при повреждениях;

• подвержен выгоранию от солнечных лучей, правда этот недостаток научились минимизировать с помощью защитного лака;

• долгий и сложный процесс изготовления;

• при стыковке с металлом для предотвращения коррозии последнего приходится применять стекловолокно;

• невозможность повторного использования и утилизации.

Проектирование деталей из карбона

Использование CAD систем для проектирования деталей из карбона значительно облегчило производство, и минимизировала риски производства брака. Но к таким системам предъявляются очень большие требования. Так выбирая CAD системы для проектирования оснастки из углепластика нужно обязательно учитывать дизайнерский замысел и технические особенности. Требуется система с очень хорошими средствами именно поверхностного моделирования.

Будущее за карбоном

Уже сегодня нельзя представить себе такие отрасли, как автомобилестроение, самолетостроение и многие другие без карбона. А в будущем тем более. Из него изготавливают кузовные детали, тормозные диски, диски сцепления автомобилей, и даже целые крылья самолетов. И все это обеспечивает как снижение себестоимости и повышение надежности изделий, так и экономию эксплуатации таких изделий.

Так как именно высокая стоимость и техническая сложность производства являются основными причинами не массовости этого материала, то уже сегодня созданы целые группы разработчиков новых технологий для удешевления этого процесса.

Они стремятся механизировать, автоматизировать процесс и сделать итоговую стоимость углеволокна значительно дешевле, тогда его можно будет применять и при изготовлении дешевых автомобилей, не только не увеличивая цену, но и наоборот еще более снижая ее.

Это кажется не реальным, но когда-то так же думали про литиевые батареи и их все-таки удалось сделать доступнее. Так что ждем дальнейший прорыв в этой сфере.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×