Как сделать автомобильный углепластик или карбон своими руками. Карбоновый велосипед Детали из карбона своими руками

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.

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.

Углепластик - материал из переплетенных нитей углеродного волокна. Его можно сделать как самостоятельно, так и купить уже готовое изделие. В статье же будет рассмотрен первый вариант - карбон своими руками.

Как сделать углепластик своими руками

Углепластика первым делом нужно сделать основание, которое может состоять практически из любого материала. Хорошо подходит пенопласт, так как ему можно придать самые различные формы, что очень важно в процессе тюнинга. Однако некоторым водителям будет тяжело работать с подобным материалом из-за неприятного звука. Альтернатива пенопласту - гипс, раствор цемента, пластик, дерево, либо же металл. Вариаций, как видно, достаточно много. Чем сложнее задуманная деталь, тем более «послушный» материал выбирайте.

Соорудив основание, дайте изделию просохнуть до полного затвердевания. Это актуально, если, к примеру, использовался гипс или цементный раствор. Далее следует покрыть деталь гелькоатом - вещество из эпоксидной смолы. Используйте кисточки разного размера, валик, либо же распылительный механизм. Данный слой несет сразу две функции: защитную или декоративную. Гелькоат имеется в самых разнообразных цветах, что является вторым большим плюсом. Первое достоинство - высокая прочность материала. Вы можете выбрать любой оттенок, исходя из своих предпочтений или цвета автомобиля.

После нанесения эпоксидной смолы и её полного высыхания, можете приступать к непосредственной обшивке. Купив стеклоткань, либо ткань из углепластика, разрежьте ее на соответствующие части. Далее, приложив материал к будущей детали, нанесите клеящую смесь, которая производится из полиэфирной смолы и затвердителя. В некотором роде процедура похожа на поклейку - под углеволокном не должно образоваться никакого воздуха, все обязано быть сделано аккуратно и максимально качественно. Если пузырьки все-таки образовались, выдавите их твердым предметом, например, валиком до высыхания изделия. Воздух значительно повлияет на устойчивость изделия к внешним факторам - уровень надежности уменьшится.

Изготовление деталей из карбона своими руками

Время полного застывания детали напрямую зависит от качества смолы и других составляющих. Это может быть несколько часов, либо же несколько суток.

Когда изделие полностью высохло, подручными средствами, например, ножницами, напильником и т.п., аккуратно извлеките его из формы. Далее придайте детали надлежащий вид, удалив остатки смолы и других материалов. Если потребуется, сделайте отверстия. Начинайте сверление только снаружи. По окончании действия края отверстий обработайте гельканатом. Данный этап заключительный. Осталось лишь установить карбоновую обшивку.

Изготовление карбона

Процесс тюнинга автомобиля карбоном относительно несложный. Наиболее проблематичный этап в этом деле - придать материалам нужную форму, чтобы «вписалась, как родная».

Также стоит остановиться на себестоимости углепластиковой отделки. Огромным минусом является стоимость всех необходимых товаров. Вам придется прилично раскошелиться на саму ткань, смолу, гелькоат и т.п. В среднем, потребуется около 15 тысяч рублей.

Если вы желаете сделать карбон по всем правилам, тогда придется докупить спецоборудование для вакуумной формовки, благодаря которому на последнем этапе исключится образование пузырьком воздуха. Надежность изделия тогда в разы возрастет. установки варьируется в пределах 200 долларов. Приобретя ее, вы сможете тюнинговать не только свою машину, но и делать карбоновые детали на заказ, тем самым увеличив ежемесячный доход. Однако это зависит от вашего желания: дело достаточно затратное не только в финансовом плане, потребуется еще много времени.

Однако при всем этом изготовление карбоновой обшивки своими руками сэкономит не одну тысячу рублей. В магазинах «накрутка» цены порой переходит все границы, делая тюнинг углепластиком для некоторых водителей просто недоступным.

– полимерного композитного материала из переплетенных нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из эпоксидных смол. Наиболее распространенные из них следующие:

способ ручного формования;
способ инжекции полиэфирной смолы;
способ вакуумной инфузии.

Мы с Вами рассмотрим вариант ручного формования, который доступен в домашних условиях и часто используется для производства углепластиковых элементов, используемых для тюнинга.

С чего начинается изготовление

Итак, для самостоятельного создания детали, в первую очередь необходимо сделать форму. Для этого можно использовать практически любой материал, способный удерживать заданную форму и с которым Вам удобно работать. Это может быть и гипс, и цементный раствор, и пластмасса, и дерево, и металл – всё зависит, того, что за деталь Вы изготавливаете, и с чем лично Вам легче работать.
После того, как форма готова (затвердела, высохла – если это необходимо), наносим валиком, кистью или распылителем на её поверхность гелькоат – вещество, изготавливаемое на основе эпоксидной виниэфирной смолы. Оно будет выполнять роль защитного и декоративного наружного слоя нашего будущего изделия, за счет достаточно высокой прочности и широкой цветовой гаммы, из которой Вы должны выбрать необходимый Вам оттенок. Гельконат будет замечательно предохранять деталь от агрессивной внешней среды, в том числе от воздействия влаги и солнечного света.
После того, как гельконат высохнет, можно приступать к формовке самого изделия. Для этого мы проводим раскройку углеродного материала (это может быть стеклоткань, стекломат или ткань из углеволокна) под необходимый размер, размещаем в подготовленной матрице (нашей форме) и наносим валиком или кистью связующую смесь, состоящую из полиэфирной смолы и затвердителя. Делать это нужно максимально аккуратно и качественно, особенно следя за тем, чтобы в структуре детали не было пузырьков воздуха. Для этой же цели, по окончании формовки, но до её затвердевания, «прокатываем» деталь жестким валиком, выдавливая из неё пузырьки воздуха (чем больше воздуха останется в матрице после высыхания, тем менее надежной будет Ваша деталь!

Делаем карбон в домашних условиях

Проблемой изготовления деталей из карбона своими руками является высокая стоимость, потому что для создания углепластикового покрытия необходимы только самые качественные материалы, стоимость которых не мала.
При создании карбоновой поверхности, очень важно уделить внимание тому факту, чтобы не было наличия пузырей на поверхности деталей. Для этого необходимо инициализировать процесс вакуумной инфузии или формовки. Оборудование для таких операций стоит около 150-200 долларов, что и делает произведение карбона своими руками и в домашних условиях довольно дорогим занятием, так как на закупку необходимого оборудования и материалов, вроде эпоксидной смолы и прочего, вам потребуется вложить около 15 тысяч рублей. Но с таким оборудованием вы действительно сможете производить качественные детали, которые смогут посоперничать по своим показателям с теми, которые продаются на авторынках и в магазинах. С таким показателем качества можно всерьез задуматься о продаже своих собственных изготовленных запчастей через интернет или на тех же специализированных рынках. Главное не пожалеть деньги на вакуумный насос и другое оборудование.

Получение формы, применение детали

После полного затвердевания детали, а на это, в зависимости от типа смолы и количества затвердителя может уйти от нескольких часов, до нескольких суток, мы аккуратно извлекаем деталь из формы, ножницами, лобзиком, либо ножовочным полотном с мелким зубом (по металлу или пластику) срезаем излишки затвердевшей смолы и материала, в случае необходимости, высверливаем, либо выпиливаем необходимые отверстия (причем делать это надо аккуратно, чтобы излишне не повредить наружный слой гельконата (сверлить отверстия надо начинать с наружной стороны), а пропилы делать мелкозубым полотном или растачивать напильником. После того, как все операции выполнены, места, поврежденные в результате сверления и пилки, можно повторно обработать гельконатом (не забудьте дать ему высохнуть).
Всё! Деталь готова, можно монтировать её на автомобиль и наслаждаться результатами тюнинга своими руками!
В заключении хочу отметить, что основным преимуществом данного метода является его доступность в домашних условиях и сравнительно низкая стоимость исходных компонентов, а основным недостатком, как Вы наверное догадываетесь, трудоемкость процесса, причем основное время уходит не на производство детали, а на подготовку формы. Но если Вы не испугаетесь этих проблем, Вы получите по настоящему эксклюзивную деталь для тюнинга, которой не будет больше ни у кого!!!

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.

В 2018 году на шоу винтажных автомобилей Pebble Beach Concours d"Elegance в США показали новый гиперкар Bugatti под орущим для русскоговорящих названием Divo. Эта тачка оказалась самой дорогой в ассортименте известного бренда. Всего выпустят 40 машин по 5 миллионов евро каждая - все они давно раскуплены.
Это не принципиально новая модель Bugatti - она построена на базе Chiron. Её внешний вид значительно отличается от прообраза. Гиперкар получил новый обвес, спойлер и другие детали, которые увеличивают его прижимную силу до более чем 450 килограмм - это на 90 килограмм больше, чем у предшественника. У машины такой же двигатель на 8 литров и 16 цилиндров, а максимальная скорость ограничена на отметке 380 километров в час. У Divo прокачанные ходовая и тормозная системы, его позиционируют для использования на треке, но гонять на таких точно будут и за его пределами.

Значимой разницей между Divo и Chiron также стал вес - он уменьшился на 35 килограмм. Это стало возможным за счёт повсеместного использования карбона. Да, настолько большой кусок текста в начале этой статьи нужен был именно для того, чтобы подвести вас к разговору об этом материале.

Карбоном называют композитный материал - углепластик

Карбон - это такое многослойное полотно, которое формируется из волокон углерода, завёрнутых в обёртку из полимерной смолы. Если же говорить о правильном нейминге, то именно карбоном называют углерод, из которого делают карбоновое волокно, также называемое углепластиком. Если же откинуть нудные рассуждения, то карбон = углепластик. Сегодня к числу таких веществ относят абсолютно все полотна, в состав которых входят углеродные волокна, а вот звенья между, которые их связывают, уже могут быть абсолютно разными. Таковы реалии.

Карбон - это современный материал. Но кроме уникальных особенностей у него также очень высокая стоимость. Когда за один килограмм стали обычно просят меньше одного доллара, качественный карбон оценивают в двадцать раз больше, и в ближайшее время его цена вряд ли опустится.

Первоначально карбон разрабатывали именно для автомобилей наивысшего класса и космической отрасли. Тем не менее, из-за небольшого веса и высочайшей прочности его используют в современных самолётах, для производства спортивного инвентаря, а также в технологической медицине.

Карбон состоит из отдельных нитей: как их производят

Чтобы сделать карбон, нужна нить из полимеров или органики: полиакрилонитрильная, фенольная, лигниновая, вискозная. Её термическим образом обрабатывают в открытом пространстве при температуре 250 градусов по Цельсию в течение суток. За это время она фактически обугливается.

По окончанию окисления начинается процесс карбонизации. На этом этапе происходит нагревание материала в азоте или аргоне - при этом уже используется температура порядка 800–1500 градусов по Цельсию. В итоге в ходе этого процесса получаются структуры, которые напоминают молекулы графита. После этого происходит насыщение углеродом, что называют графитизацией - оно осуществляется в той же среде, но уже при температуре 1300–3000 градусов. Данный процесс может повторяться несколько раз, чтобы добиться концентрации углерода на уровне 99% - при этом материал постоянно чистят от азота. После этого он достигает необходимой прочности.

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.

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.

Немного технических особенностей для понимания карбона

Так как карбон делается из нескольких материалов (углеродное полотно в качестве основы и эпоксидная смола для связки), которые отличаются свойствами, он получается достаточно интересным и необычным по своим техническим характеристикам. Именно поэтому его и используют в суперкарах и не только.

Показатели	Плотность (ρ, кг/ м³)	Температурный режим (Тпл, °C)	Предел прочности (σB, МПа)	Упругость (σB/ρ, МПа/кгм-3)
Углерод	1413	3700	2760	157
Стекло E	2548	1316	3450	136
Стекло S	2493	1650	4820	194
Графит	1496	3650	2760	184
Молибден	166	3650	1380	14
Полиамид	1136	249	827	73
Полиэфир	1385	248	689	49
Сталь	7811	1621	4130	53
Титан	4709	1668	1930	41
Вольфрам	19252	3410	4270	22
Алюминий	2687	660	620	2300
Асбест	2493	1521	1380	5500
Бериллий	1856	1284	1310	7100
Карбид бериллия	2438	2093	1030	4200

У карбона есть не только достоинства, но и недостатки

Карбон отличается сложностью в производстве - сделать его куда труднее, чем стеклопластик или стекловолокно. Именно поэтому он стоит достаточно дорого: тут сказывается и время в работе, и дороговизна необходимого оборудования. На выходе у него есть неоспоримые преимущества и недостатки, про которые нужно помнить.

Преимущества:

этот материал легче алюминия на 20%, стали - на 40%;
карбон из углерода и кевлара отличается невероятной прочностью;
он сохраняет прочность и форму приблизительно до 2000 градусов по Цельсию;
материал отлично гасит вибрации;
карбон не боится коррозии;
это прочный и упругий материал;
его можно использовать в декоративных целях.

Недостатки:

карбон плохо переносит точечные повреждения;
этот материал практически невозможно реставрировать после повреждений;
без дополнительного покрытия он может выгорать на солнце;
карбон вызывает коррозию металла, поэтому его с ним нельзя соединять напрямую;
такой материал очень сложно утилизировать и использовать повторно.

В общем и целом, карбон - суперинтересный и действительно высокотехнологичный материал, из которого можно делать детали для тех же суперкаров. Тем не менее, сферы его реального применения только этим не ограничены - дошло до того, что из него уже делают даже аксессуары для смартфонов.