Особенности и преимущества карбона. его недостатки и способы имитации

Возможна ли имитация карбона?

Обычному автолюбителю все равно, насколько прочным или легким является карбон. Главное, что он очень красиво смотрится – именно это привлекает любителей тюнинга. Поэтому нет необходимости использовать оригинальный дорогостоящий материал – достаточно его имитации.

Дверные ручки «под-карбон»

Пленки ПВХ

Сегодня можно имитировать карбон несколькими различными методами. Наибольшую популярность (именно по причине своей доступности) получила специальная карбоновая ПВХ пленка, дублирующая оригинальный рисунок. Подобных «заменителей» сегодня множество, в самом различном исполнении. С помощью строительного фена и пленки можно оклеить практически любую деталь интерьера и экстерьера автомобиля, придав ей необычный вид карбона. Конечно, обтянуть мелкие элементы с первого раза не всегда получается, но если потренироваться, то даже эта задача становится выполнимой. Если в работе все-таки возникают проблемы, то всегда можно обратиться к мастерам своего дела. Организаций, которые занимаются подобным видом тюнинга, сегодня достаточно.

Аквапечать

Второй вариант имитации карбона – так называемая аквапечать. Здесь также осуществляется обклейка специальной пленкой, но накладывается она под давлением воды. Сделать такую работу в «гаражных» условиях уже не получится – необходимо дополнительное оборудование. Преимущество такого метода заключается в более высоком качестве тюнинга. При этом пленку, в отличие от прошлого метода, можно наносить даже на самые «фигуристые» детали. Если обработка выполнена качественно и с соблюдением технологии, то внешний вид нисколько не будет отличаться от настоящего карбона.

К слову, формулировка «кузов или салон под карбон» сегодня очень популярна. Так вот, это совсем не значит, что элементы выполнены из дорогостоящего материала – просто сделана обтяжка специальной пленкой посредством одной из технологий, описанных выше.

Аэрография «под-карбон»

Раз мы уже начали описывать все варианты имитации, то должны упомянуть и третий способ – нанесение аэрографии. Конечно, по конечному внешнему виду данный метод хуже, чем два предыдущих, но в определенных кругах автолюбителей он также пользуется популярностью. Аэрограф, к сожалению, не способен с точностью передать рисунок композита – именно с этим и возникают определенные проблемы.

Что такое карбон и карбоновая пленка?

Чтобы разобраться в том, что такое карбоновая пленка, нужно для начала сказать о том, что такое карбон. Важная современная тенденция в современном конструировании автомобилей – замена металлических сплавов на композитные материалы. Одним из таких передовых композитов является карбон. Этот материал получают, прессуя углеродное (карбоновое) волокно с эпоксидными смолами.

Карбон обладает высокой прочностью и привлекательным внешним видом. Его «фирменная особенность» — уникальная текстура, которую образует переплетение углеродистых нитей. Карбон нашел широкое применение в тюнинге автомобилей, однако детали, выполненные из этого композита, по карману далеко не всем владельцам автомобилей. Желание придать автомобилю стильный вид, не затрачивая при этом больших денег, привело к появлению имитации – карбоновой пленки.

Этот материал состоит из трех слоев:

Клеевая основа. Она служит базой для создания материала и обеспечивает плотное сцепление с лакокрасочным покрытием автомобиля.
Декоративный слой. Он имитирует текстуру карбона визуально и (у дорогих разновидностей) на ощупь.
Защитное покрытие. Оно защищает декоративный слой от грязи и механических повреждений.

Спрос на этот вид материала для отделки кузова сегодня стремительно растет. Это приводит к появлению на рынке все новых и новых производителей. Далеко не всегда их продукция имеет достойное качество, но несколько компаний завоевало устойчивую положительную репутацию. Это 3M, Eclat, Graphjet.

Насколько этот углепластик прочнее металла?

Но есть у карбона и явные недостатки. Многих любителей тюнинга от покупки углепластиковых элементов «отговаривает» высокая стоимость. Если сравнивать с тем же стекловолокном, то карбон намного дороже. В качестве причины можно привести как раз уникальную технологическую сложность процесса производства. Да и сами исходные материалы обходятся производителям в «копеечку». К примеру, склеивание различных слоев в материале осуществляется с помощью качественных и дорогих смол. Кроме того, компании-производители для выпуска карбона вынуждены закупать специализированное и дорогостоящее оборудование.

Задний спойлер

Но это не все недостатки популярного материала для тюнинга. Как показывает практика, этот композитный материал очень боится точечных и сильных ударов. Достаточно сильного воздействия даже мелкого камешка, чтобы насквозь пробить карбоновый элемент автомобиля. Уже через несколько лет эксплуатации тот же капот может иметь вид настоящего решета. Кроме этого, карбон очень не любит солнечных лучей. Если не прятать автомобиль в гараж и оставлять его на улице, то скоро первоначальный цвет будет утерян.

Каркас и растяжки

Мы уже упоминали о чувствительности этого композита к различным ударам. Так вот, при повреждении данный материал невозможно постановить. Единственным выходом для автолюбителя является только полная замена детали, а это, как вы уже поняли, серьезные затраты.

Капот из углеволокна

Правила выбора углеполотна

Выбор текстиля определяется назначением, способом планируемого использования карбона и выбранным способом получения углепластика. Его основными характеристиками являются:

Плотность, масса на единицу площади г/м.кв,
Линейная плотность, количество нитей на 1 см2 в каждом направлении,
Число К, количество тысяч элементарных нитей углерода (цепочек) в одной нити. Наиболее распространено волокно с К3. Обычно К=6-12-24-48.

Для автотюнинга чаще всего используются полотна плотностью 150-600 г/м.куб с толщиной волокон 1-12К. А для велосипедных рам К3.

Большинство деталей и аксессуаров из углеродного волокна изготавливаются с использованием плетений “полотно” и “елочка”. Другие типы плетения предназначены для особых запросов и назначений.

Стоит сказать еще об однонаправленном виде плетения – это когда волокна вытянуты в одном направлении (Unidirectional Carbon Weave) Этот вид переплетения скрепляется только случайными нитями из углерода или полиэстера, проходящими через волокна под углом 90 градусов. Этот вид углеродного волокна лучше всего использовать там, где силы прилагаются в одном направлении и требуется анизотропия свойств, например, в стрельбе из лука и стрелы.

Обратите внимание при выборе необходимых вам параметров на единицы измерения на китайских сайтах – это не метрическая система!

Виды карбоновой пленки

Развитие индустрии предлагает широкий спектр карбоновых пленок. Они классифицируются по свойствам и образуют три группы:

Пленка 2D. Это самый простой вид. На пленку наносят рисунок под карбон. Современные технологии позволяют сделать с легкостью, и эффект полностью отвечает внешним характеристикам первоначального материала. Чтобы рисунок закрепить, его ламинируют. Верхний слой также прибавляет прочности и является защитой. Карбон 2D используют для выделения некоторых деталей авто.

Карбоновая пленка 3D

Пленка 3D – более дорогостоящий метод покрытия. Пленку делают по специальной методике, она представляет собой трехмерную текстуру. С помощью специального оборудования на пленку наносится углеволокно и резиновые полоски. Такой метод создает эффект рельефа. Визуально образуется цветовой 3D-эффект: поверхность меняет цвет в зависимости от угла обзора. 3D-карбон не только по внешнему виду, но и тактильным ощущениям напоминает настоящий карбон. Это самый популярный вид тюнинга на сегодня.
Пленка 4D. Технологии не стоят на месте, и 4 года назад на рынке появился новый вид тюнинга. 4D-технология создает усиленный визуальный эффект, отличить такую пленку от настоящего карбона сможет только опытный специалист. Методика нанесения похожа на ЗD, однако волокна наносятся не полосками, а полусферами. Таким образом, уливается эффект и на ощупь винил не отличается от первоначального материала.

Пленка 4D – наиболее дорогостоящий вариант.

Свойства виниловой пленки

Большой популярности такой метод покрытия набирает не только из-за неповторимой структуры. Это отличный способ сделать свое авто неповторимым и уникальным быстро и недорого. К самым востребованным свойствам виниловой пленки относят такие:

Приемлемая цена. Если тюнинг делать другим способом, например, использовать настоящий карбон, это будет стоять в несколько раз дороже.
Защитная функция. Винил бережно наклеивается на поверхность, при этом она остается нетронутой, а пленка защищает ее от царапин, мелких ссадин и грязи.
С помощью винилового покрытия можно спрятать мелкие дефекты.
Материал стойкий к температурным колебаниям, он не морщится и не пружинится на морозе.
В любой момент пленку можно снять без лишних усилий, и на машине не остается повреждений.
Покрытие винилом не требует дополнительного ухода, бережное отношение к поверхности обеспечит идеальный вид на несколько лет.
Разнообразие расцветок и стилей.

Карбоновая пленка имеет защитную функцию

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.

Автор Ирина Химич

Виды композитной пленки

Теперь надо рассмотреть карбоновый материал, принимая во внимание именно качество продукции. Разновидностей карбоновой пленки существует несколько

Отличаются они качеством, а значит, и ценой. Самый недорогой вариант — однотонная матовая или глянцевая продукция.

Изделия, имеющие индекс 2D. Это тоже простая продукция, так как имитацию легко обнаружить при первом же прикосновении к поверхности. Причина — декоративный слой-рисунок, представляющий собой плоскую, двухмерную картинку. Его наносят на стандартную основу — глянцевую или матовую.
Пленки класса 3D. Они имитируют не только «выразительную внешность» карбона, но и его оригинальную текстуру. Чтобы обеспечить такой эффект, в декоративный слой добавляют рельефные элементы. Результат их «работы» — видимое изменение поверхности при взгляде на материал с разных углов.
Продукция 4D. Ее без преувеличения можно назвать профессиональной. Если в пленках 3D за объемность отвечают узкие рельефные полоски, то в этих изделиях их заменяют полусферические элементы, позволяющие передать текстуру оригинального карбона максимально точно. Карбон 4D практически невозможно найти в розничной продаже. Его заказывают в специализированных магазинах либо в фирмах, занимающихся тюнингом автомобилей.

Существуют еще 3 разновидности карбоновых пленок — 5D, 6D и 7D. Это самые качественные изделия, покрытые несколькими слоями лака. С одной стороны, такие пленки гарантируют полную защиту поверхностей. Однако из-за стоимости их логичнее приобретать для отделки салонов.

Ни для кого не секрет, что высокому качеству всегда соответствует такая же цена. Сохранить часть денег позволяет практичный способ. Например, детали, которые находятся на виду, декорируют дорогим видом материала — 4-7D. Другие поверхности, менее бросающиеся в глаза, закрывают более дешевыми пленками.

Отдельно надо сказать об отличиях изделий разных производителей. Для 3D-пленок, которые выпускает компания Eclat, характерна более низкая зернистость, даже в сравнении с аналогичной продукцией Graphjet и 3M. Поэтому при выборе рекомендуют всегда знакомиться с демонстрационными образцами. Только так можно объективно оценить вид и текстуру материала.

Вы слышали про углепластик или карбон?

Углепластик, или карбон (от англ. carbon), — это современный, легкий, но очень прочный материал, применяемый в аэрокосмической отрасли, и незаменимый во многих отраслях промышленности (производство спортивного инвентаря, медицинского оборудования, автомобилестроение и так далее). Благодаря возможности его переработки и технологии производства карбоновые детали могут иметь различную форму и габаритные размеры.

На стадии проектирования (расчета на прочность композитов) задаются параметры будущего материала, и за счет определенной ориентации волокон в полимерной матрице, например, в эпоксидной смоле, достигается оптимальное соотношение веса и прочности. Карбон используется в тех изделиях, где его отношения веса к прочности имеет существенное значение. Это в свою очередь повышает экономическую выгоду, потому что при сочетании в себе множества достоинств данный материал стоит недешево, что связано с особенностями технологии его производства и немалой долей ручного труда, непосредственно в процессе изготовления деталей из карбона. Некоторые изделия из углепластика нелегко массово производить и поэтому такое производство обходится очень дорого. Если бы можно было сказать, что углеродное волокно имеет какие-либо недостатки, это были бы издержки производства.

Этот материал стал настолько популярен, что существует не мало других синтетических материалов, которые имитируют настоящее углеволокно. Тем не менее, имитации часто представляют собой только пластик, выполненный в виде структуры углеродного волокна или различные пленки. Carbon Composites использует только высококачественные углеткани.

Как получают углеродное волокно ?

Углеродные волокна изготавливаются путем термической обработки тончайших нитей углерода с последующей карбонизацией (т. е. нагрев в азотной среде) и графитизацией (т. е. насыщение углеродом для повышения прочности). Углеродные ткани (углеткани) получают путем плетения нитей или лент.

А то, что обычно называют углепластик или карбон, представляет собой материал, состоящий из углеродных тканей, лент, волокон, и при соединении с полимерной матрицей (эпоксидной смолой или другими полимерами) под действием тепла, давления и/или в вакууме образуется композитный материал, который является одновременно прочным и легким. Это делает его особенным.

Изделия из карбона от компании Carbon Composites

В последние годы производство изделий из углепластика заметно выросло, и во многих отраслях всё активнее применяется этот по-настоящему уникальный материал. Покупателям компании Carbon Composites доступны изделия из карбона на заказ, выполненные из композитных материалов, максимально подходящих под выбранный проект. Вы можете заказать карбоновые детали высокого качества, обладающие всеми преимуществами данного материала и изготовленные в строгом соответствии с технологией

Немаловажное преимущество изготовления изделий карбона на заказ — в том, что они могут формоваться как единое целое, что позволяет избежать появления слабых мест в конструкции (которые неизбежно возникают в металлических конструкциях из-за формирования изгибов и соединений). Карбон позволяет создавать цельные изделия, в которых нагрузка равномерно распределяется по всей площади

А поверхность из многочисленных нитей в составе углепластика очень красиво переливается на свету.

Используйте все преимущества углепластика (карбона) — материала будущего — заказывая продукцию в компании Carbon Composites.

Знакомство с карбоновой пленкой

Желание иметь прекрасное оформление, не нежелание отдавать за относительно хрупкую красоту большую сумму вполне резонно. Поэтому вскоре после углепластика на рынке появилась карбоновая пленка — альтернатива, которая, наоборот, доступна всем. Внешне она практически неотличима от дорогого оригинала, но может быть прозрачной, с характерным рисунком, или цветной. Эта имитация состоит из 3 слоев.

Клеевая основа. Это основа для материала, ее задача — обеспечивать максимально качественное сцепление с оклеиваемыми поверхностями.
Декоративный слой. Это практически полная имитация настоящего карбона. У бюджетных образцов разницу в материалах не понять визуально. Дорогие пленки под карбон способны «обмануть» даже при тактильном контакте.
Защитное покрытие. Оно предохраняет изделие практически от всех механических повреждений, от грязи, осадков.

Поскольку спрос на этот чудо-материал неуклонно растет, на рынке регулярно появляются новые производители. Не вся «новоприбывшая» продукция имеет высокое качество, однако есть фирмы, успевшие создать себе безупречную репутацию. К ним можно с полным правом отнести Hexis, Suntek, 3M, Eclat, Graphjet.

Основы изделий под карбон

Изучение карбоновой пленки на этом не заканчивается, так как в роли ее основы может выступать или винил, или полиуретан. Выбор полимера важен: тип основы влияет на качества (толщину, надежность) материала и на его стоимость.

Поливинилхлорид. Средняя толщина покрытия — 100 микрон. Этот полимер отличается невысокой ценой, но обратная сторона «медали» — его недолговечность. Виниловое покрытие может относительно быстро выгореть на солнце. К тому же не исключено его пожелтение из-за частого контакта с противогололедными реагентами. Этот материал прочен, но если все же поверхность была повреждена, переклеивать придется весь элемент. Плюс — быстрое схватывание, не требующее времени на просушку. Средний срок службы «винило-карбона» составляет 3 года.
Полиуретан. Эти карбоновые изделия новинки, так как «классика» — обычная прозрачная антигравийная защита из ПУ. Толщина таких пленок — от 150 до 300 микрон. Многие уже знакомы с этим материалом, широко применяемым в строительстве. Пленка на полиуретановой основе прочна, в том числе из-за большей толщины. Такие изделия максимально стойки к ультрафиолету, а также к различным механическим повреждениям (даже острыми предметами), поэтому прослужат как минимум 5 лет, максимум — 10. Недостаток у ПУ есть: это высокая цена продукции из-за сложности технологии изготовления. Если сравнивать эти изделия с винилом, то полиуретановая карбоновая пленка обойдется в 4-5 раз дороже.

Еще один минус полиуретана — необходимость оклеивать автомобиль целиком. Этот материал способен пропускать ультрафиолетовое излучение, поэтому изменение цвета лакокрасочного покрытия будет очень заметно, особенно после снятия пленки.

Для чего используется карбоновая пленка?

Из настоящего карбона изготавливается только определенный набор элементов. Для спортивных, гоночных болидов производят большое количество кузовных деталей, для машин в массовом сегменте карбон используют для создания спойлеров, обвесов и декоративных элементов салонов.

Карбоновая пленка в этом случае более универсальна. Ее можно наклеивать на любую часть автомобиля — на кузов, на пластиковые элементы, в том числе и в салоне. Чаще всего автолюбители используют пленку для защиты:

дверных ручек и пластика зеркал заднего вида;
дверей, капота, крыши;
крышки багажника.

Большинство автомобилистов не забывают оклеить самый «тяжело эксплуатируемый» элемент в салоне — «многострадальную» торпеду.

Описание материала

Карбон представляет собой переплетенные в большом количестве нити из углерода, а крепление между огромным количеством нитей выполняется эпоксидной смолой. Чтобы обеспечить высочайшую прочность материала, нити должны быть уложены с соблюдением определенного угла. Таким образом, основная составляющая композитного материала — углеродная нить, которая не подлежит ломанию или разрыву. Применение современных технологий позволяет производить материал для тюнинга с самым разнообразным видом рисунка и рельефа.

Преимущества и недостатки

Прежде, чем использовать материал, следует узнать основные свойства и особенности работы и эксплуатации материала и предметов, обработанных карбоном.

Особое плетение обеспечивает материалу высокую прочность, и дает несомненное преимущество по сравнению с другими материалами, включая металл.

Карбон отличается легким весом – на 50% легче стали и на 20% легче алюминий.

Еще одним замечательным свойством является особая прочность на разрыв. Деталь, изготовленная с применением карбона, имеет улучшенные потребительские свойства. Данные показатели композита позволяют успешно внедрять его в автоспортивной сфере.

Материал является признанным средством обеспечения дополнительной безопасности пилотов спортивных машин, а также имеет влияние на улучшение спортивных результатов, так как вес спортивного средства оказывает огромное воздействие на обеспечение максимальной устойчивости болида.

Однако применение карбона имеет и свои недостатки. Прежде всего, речь идет о высокой стоимости композита, основанную на сложности применяемых в производстве уникальных технологий, а также на изначальной высокой стоимости исходных веществ: при склеивании между слоями карбона применяются дорогие смолы с повышенными качественными характеристиками.

Несмотря на прочность, карбону следует избегать точечные удары, а также значительных быстрых механических воздействий. Таким образом, повреждения можно получить даже при метком попадании небольшого камешка в часть автомобиля, содержащего карбоновый элемент.

Еще одна опасность, от которой стоит оградить поверхность карбона – солнечные лучи. Их воздействие губительно для внешнего вида изделий из данного материала. Если не предпринять мер по защите авто от прямого солнца, внешний вид будет испорчен в течение короткого промежутка времени.

Немного о том, какими могут получиться полотна карбона

Отдельные нити карбона можно «скручивать» в единое полотно несколькими способами. От того, какой используется, зависит не только рисунок получившегося материала, но и его технические характеристики: прочность, плотность, жёсткость и не только. А вот чтобы получить оптимальные значения по этим показателям, чаще всего используют послойную проклейку разных видов волокон. Именно тогда материал получается максимально практичным и технологичным. Здесь есть свои нюансы, но основных видов волокна четыре. Это полотно, ёлочка, сатин и корзина. Вот, как они выглядят.

Полотно. Этот вид плетения считается наиболее плотным. В данном случае нити карбона переплетаются по очереди один к одному. Главным преимуществом этого типа считается максимальная фиксация фактуры. Тем не менее, за счёт этого оно получается менее пластичным.

Ёлочка. Этот вид плетения называют саржевым. В данном случае используется схема два к двум: две основные нити вплетаются через пару других нитей. Это плетение куда прочнее, чем предыдущее, и считается самым востребованным. Чаще всего используют именно его.

Сатин. Такое плетение — антипод двум предыдущим. Оно считается наименее плотным, но наиболее пластичным. Каждая из основных нитей в данном случае проходит над несколькими дополнительными нитями — именно это даёт ему необходимую рыхлость.

Корзина. Фактура этого волокна считается наиболее привлекательной. Тем не менее, его очень сложно выложить, чтобы не исказить рисунок — с таким умеют работать только настоящие профессионалы. А вот практической пользы у него не так и много.

Наклеивание карбоновой плёнки на авто сухим и мокрым методами

Наклеить пленку на поверхность можно двумя способами. Если вы начинающий, то лучше проконсультироваться с профессионалами, они подскажут верный способ использования выбранного материала. Существует два метода: сухой и мокрый. Чтобы определить преимущества, необходимо охарактеризовать каждый:

Сухой метод. Пленка карбон накладывается на чистую, абсолютно сухую и обезжиренную поверхность и закрепляется магнитами. Заготовки отрезать острыми ножницами, оставляя по краям около 3 см, делается надрез и снимается защитный слой. Процедуру необходимо делать медленно, двигаться от центра до краев. Специальным ракелем разглаживать поверхность, не оставляя пузырей. Если все же они есть, избавиться можно с помощью фена. Повторить манипуляцию с каждой частью, оставшиеся отрезки закрепить на внутренней стороне, использовать только качественный клей.
Мокрый метод. Для начала следует очистить и обезжирить поверхность так же, как и при сухом методе. Затем дополнительно используется пульверизатор. С его помощью мыльный раствор необходимо распылить равномерно по всем деталям. Наклеивать нужно внимательно, слегка растягивать пленку, для повышения эластичности можно использовать фен. Такой метод используется для неровных деталей. Тюнинг готов после высыхания раствора под пленкой.

Наклеивание карбоновой плёнки на авто сухим и мокрым методами

Чтобы сделать карбон, используют несколько способов

Выше мы рассмотрели, как делают карбоновые нити, а также поговорили о вариантах плетения, которые нужны, чтобы создать из них полотно. Дальше из карбона нужно сделать готовую объёмную деталь для современного автомобиля, велосипеда и так далее. Для этого используют три способа.

Прессование. Это чуть ли не самый простой способ создать деталь из карбона. В его рамках полотно выкладывают в специальную форму, а потом пропитывают эпоксидной или полиэфирной смолой. После этого лишнюю пропитку попросту вытесняют чем-то вроде пресса или используют для этого вакуумные машины. Когда смола застывает, получается необходимая деталь. Смола в этом случае должна пройти по дороге полимеризации. Чтобы ускорить этот процесс, можно использовать повышенный температурный режим. На выходе обычно получается полая деталь, которую называют листовым углепластиком.

Формование. Для этого способа работы с углеволокном понадобится макет готового изделия, который также называют матрицей. Её обычно делают из алебастра, гипса или монтажной пены. На неё накладывается пропитанное смолой полотно из карбона, а потом оно прокатывается специальными валиками, чтобы убрать весь воздух между материалом и заготовкой — это может происходить как в холодном состоянии, так и в горячем. После этого, как и в предыдущем случае, нужно дождаться, чтобы смола высохла. Затем готовое изделие можно отделять от заготовки и начинать сначала.

Намотка. Этот вариант работы с карбоновым волокном применяется только для создания труб и других аналогичных деталей. В данном случае оно всё так же пропитывается специальной смолой, а потом наматывается на заготовку соответствующей формы

Важно понимать, что и в этом случае, и в двух других, может быть не один слой волокна, а несколько. Как мы уже отмечали выше, если одновременно использовать карбон разного плетения, можно добиться оптимальных показателей по прочности, упругости и пластичности — это очень важно

Плюс ко всему, указанные операции обычно происходят не вручную, а на заводах в промышленных масштабах.

Форма выпуска

Волокна карбона могут быть как короткими, резаными, так и в виде непрерывных нитей на бобинах. Но, как уже было сказано выше, карбон обладает плохой устойчивостью к изгибу, то углеродное волокно зачастую формируют в полотно,называемое Carbon Fabric. Причем получается оно в виде разнообразных плетений: елочка, рогожка и прочее. Бывает, что волокна просто перехватывают до заливки смолой довольно крупными стежками.Несущей основой чаще всего являются эпоксидные смолы, в которых послойно укладываются волокна карбона. Лист толщиной 1 миллиметр содержит в основном три-четыре таких слоя.

Технические характеристики карбоновых волокон

Для углеродных волокон основными механическими характеристиками являются предел прочности на растяжение σ_в, предел прочности на единицу объема, а также модуль упругости, определяющий эластичность и способность работать на изгиб.

Механические свойства сильно зависят от ориентации волокон, то есть они анизотропны, хотя в плетении Pane и Twill эффект анизотропии свойств проявляется меньше. Технические характеристики, как правило, приводятся для продольного направления.

Углеродные волокна обладают следующими механическими характеристиками по сравнению с армирующими металлическими, стекловолокном и полимерными волокнами.

Волокно (проволока)	ρ, кг/ м³	Тпл, °C	σ_B, МПа	σ_B/ρ, МПа/кг*м-3
Алюминий	2 687	660	620	2 300
Асбест	2 493	1 521	1 380	5 500
Бериллий	1 856	1 284	1 310	7 100
Карбид бериллия	2 438	2 093	1 030	4 200
Углерод	1 413	3 700	2 760	157
Стекло E	2 548	1 316	3 450	136
Стекло S	2 493	1 650	4 820	194
Графит	1 496	3 650	2 760	184
Молибден	0 166	2 610	1 380	14
Полиамид	1 136	249	827	73
Полиэфир	1 385	248	689	49
Сталь	7 811	1 621	4 130	53
Титан	4 709	1 668	1 930	41
Вольфрам	19 252	3 410	4 270	22

Например, параметры углеродных волокон Toray из полиакрилата (PAN) c высокой прочностью на растяжение High Modulus Carbon Fiber.

Волокно (fiber)	Модуль упругости (msi)	Предел прочности (ksi)
M35J	50	683
M40J	57	398
M40J	55	640
M46J	63	611
M50J	69	597
M55J	78	583
M60J	85	569

Существует взаимосвязь — чем выше предел прочности, тем ниже модуль упругости.

Что влияет на технические характеристики карбоновых композитов

При подборе материала очень важно найти оптимальный баланс между характеристиками, подбирая слои, направление волокна, метод плетения и плотность. Механические свойства готовых композитов определяются следующими параметрами:

тип карбонового волокна и смолы,
тип плетения, ориентация волокон,
соотношение волокон (т.е. плотность полотна) и смолы в композиции,
плотность, однородность, пористость и пр.

Ну и не забываем про опыт и навыки работы с композитами.

Автор Ирина Химич

При копировании материалов не забывайте, что у каждого текста есть автор. Поэтому при добавлении материала на свой сайт не забывайте ставить индексируемую ссылку на первоисточник!!!

Но остановимся пока на волокне «IM6», «IM9», «IM12» — кто больше?

Одним из наиболее простых и действенных способов манипуляции сознанием рыболовов оказалось жонглирование названиями марок углеродного волокна. Само это волокно выпускается вовсе не теми заводами, которые «катают» удилища, а другими предприятиями, специализирующимися на его производстве.

Волокно бывает разных видов, и для того чтобы различать эти виды между собой, каждый производитель присваивает им названия — марки.

В свое время некоторые марки стали очень популярны, и этим воспользовались недобросовестные дельцы.

Но обо всем по порядку. Углеродное волокно интересующих нас видов сегодня чаще всего получают из полиакрилонитрилового волокна с помощью окислительного пиролиза и стабилизации в инертном газе, причем полиакрилонитрил (ПАН) подвергается сложной многоступенчатой обработке на специальных производственных линиях. Максимально упрощая, это можно представить так, что при очень сильном нагревании из «ПАН» устраняются все лишние вещества и остается почти что один углерод, принимающий нужную структуру. В зависимости от особенностей обработки исходного материала, на выходе получают углеволокно с теми или иными качествами (плотностью, прочностью и упругостью), из которого делают нити.

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.