Serat karbon di rumah. Ulasan otomatis. Metode pembentukan vakum

Mobil saat ini menjadi lebih dari sekedar alat transportasi. Pemilik mobil menyukainya dan mencoba menambahkan sesuatu yang istimewa pada penampilan mereka. Jenis modernisasi ini disebut penataan gaya dan mencakup sejumlah besar cara berbeda untuk menambah keindahan. Ini termasuk bemper, body kit, lampu depan berbentuk rumit, pewarnaan, dan berbagai metode pengecatan bagian. Yang sangat umum di kalangan penggemar mobil adalah suku cadang yang terbuat dari serat karbon (atau serat karbon), yang sangat populer, dan lebih mungkin karena penampilannya yang tidak biasa, bukan karena sifat aerodinamisnya. Pada artikel ini kami akan memberi tahu Anda cara membuat serat karbon dengan tangan Anda sendiri.

Karakteristik karbon

Serat karbon memiliki sejumlah kualitas luar biasa, seperti kekuatan yang sangat tinggi dan bobot yang rendah. Seringkali, komponen karbon bahkan lebih kuat daripada komponen baja, namun beratnya jauh lebih ringan. Karena karakteristiknya tersebut, suku cadang yang terbuat dari bahan ini banyak digunakan di banyak bidang industri. Hal ini terutama terjadi dalam ilmu roket, pembuatan pesawat terbang, dan pembuatan kapal, karena di bidang ini parameter material seperti itu paling dibutuhkan. Pada saat yang sama, produksi plastik serat karbon dikaitkan dengan sejumlah kesulitan teknis, seperti kebutuhan untuk terus memantau kondisi produksi dengan menggunakan metode yang sangat mahal dan boros energi. Jika Anda menolak pengendalian tersebut, maka terdapat risiko besar bahwa hasilnya akan jauh lebih buruk dari yang diharapkan. Alasannya mungkin karena penyimpangan sekecil apa pun dari parameter produksi yang direkomendasikan. Selain itu, bahan ini tidak tahan terhadap benturan dengan baik, sehingga sedikit saja deformasi dapat merusak bagian serat karbon.

Karakteristik yang sama inilah yang menjadi alasan suku cadang karbon mulai banyak digunakan dalam persiapan mobil balap, dan berkat penampilannya yang unik, bahan ini mulai menikmati popularitas yang cukup besar di kalangan pengendara biasa. Oleh karena itu, membuat suku cadang dari serat karbon merupakan tugas yang sangat lumrah bagi banyak pengemudi yang memimpikan tampilan mobilnya.

Metode pembuatan karbon

Untuk membuat suku cadang mobil dari serat karbon, sama sekali tidak perlu pergi ke bengkel khusus mobil, karena Anda dapat dengan mudah membuat serat karbon dengan tangan Anda sendiri. Ada beberapa cara untuk membuat serat karbon. Di bawah ini kami hanya akan membahas metode-metode yang cocok digunakan di rumah.

Pembuatan part menggunakan tekanan manual

Cara ini sangat cocok untuk membuat bagian serat karbon sendiri. Bedanya, penerapannya tidak memerlukan peralatan yang mahal, sehingga Anda dapat membuat komponen karbon sendiri tanpa biaya yang besar.

Untuk melakukan pekerjaan ini, Anda memerlukan sejumlah alat: lembaran karbon, pengeras, resin epoksi, roller gelembung, dan sikat resin.

Anda juga memerlukan cetakan untuk membuat bagian tersebut. Pertama-tama, Anda perlu mengoleskan lilin pelepas ke cetakan dan menunggu hingga kering. Setelah itu, Anda harus mengaplikasikan resin epoksi, di mana Anda mulai membentuk lapisan serat karbon. Pastikan tidak ada gelembung di bawah lapisan karbon dan daya rekatnya pada bentuk maksimal. Untuk melakukan ini, gunakan roller.

Setelah benda kerja benar-benar kering, Anda dapat melepas bagian tersebut, membersihkannya, dan melapisinya dengan pernis untuk memastikan perlindungan lapisan.

Pembuatan cetakan menggunakan vakum

Langkah pertama dalam membuat cara ini mirip dengan langkah sebelumnya. Perubahan terjadi pada cetakan itu sendiri dan pada prosedur setelah semua lapisan serat karbon diletakkan pada cetakan. Setelah itu, Anda perlu menempatkan seluruh struktur dalam film vakum dan menghubungkan pompa vakum ke sana. Pompa akan memompa semua udara dan menciptakan tekanan agar bagian tersebut menempel lebih baik pada cetakan.

Metode ini sangat bagus dan memungkinkan Anda mendapatkan suku cadang berkualitas tinggi. Namun, biayanya akan cukup mahal, terutama dibandingkan dengan metode pembentukan manual: pompa vakum berharga sekitar $200.

Metode menempel

Cara ini melibatkan pelapisan bagian-bagian mobil yang sudah jadi dengan bahan karbon, dibandingkan membuat yang baru. Hal ini tidak akan membuat struktur mobil menjadi lebih ringan, namun akan meningkatkan kekuatan bagian-bagiannya. Misalnya, Anda dapat menempelkannya di bumper atau dasbor.

Prosedur cara ini adalah sebagai berikut:

1. Pertama, Anda perlu menyiapkan permukaan yang akan Anda tempel. Untuk melakukan ini, Anda perlu membersihkannya secara menyeluruh, menghilangkan sudut tajam dan menurunkannya. Selanjutnya, lem harus dioleskan ke permukaan, dan bahan tersebut harus diresapi dengan resin epoksi dan pengeras. Lembaran karbon harus direkatkan ke permukaan, menghindari pembentukan gelembung, kemudian dikeringkan dan dipernis.
2. Jangan bingung antara menempelkan serat karbon dengan film karbon. Dalam hal ini, film karbon adalah vinil mobil biasa dengan pola yang mirip dengan lapisan serat karbon. Ini digunakan secara eksklusif untuk tujuan dekoratif dan tidak bertujuan untuk membuat bagian lebih kuat atau lebih ringan. Namun, jika Anda hanya mementingkan penampilan, metode ini mungkin cocok untuk Anda - ini adalah cara termudah dan termurah untuk diterapkan. Namun, kami tidak menyarankan melakukan hal ini karena tidak akan memberikan efek terbaik pada lapisan bodi mobil Anda.

Jadi, sekarang Anda tahu cara membuat serat karbon sendiri. Untuk melakukan ini, Anda hanya memerlukan ketersediaan bahan, kemampuan menangani alat, dan kesabaran. Jika Anda merasa artikel ini bermanfaat, silakan kirim surat kepada kami.

Cetakan prepreg terjadi sebagai berikut: - bentuk atau model bagian masa depan terbuat dari berbagai bahan (gipsum, kayu, dll);

— jumlah lapisan prepreg yang diperlukan diterapkan pada formulir ini;

— mereka menempatkan semuanya dalam autoklaf, dan prepregnya diawetkan di bawah pengaruh tekanan dan suhu tinggi;

— produk yang diawetkan harus diselesaikan dan dibersihkan.

Seringkali tas vakum juga digunakan; ini kurang aman, namun memiliki sejumlah keunggulan. Lebih lengkapnya mengenai penggunaan kantong vakum akan dibahas pada cara selanjutnya.

Saat mencetak dari prepreg Beberapa proses kompleks terjadi secara bersamaan:

Polimerisasi senyawa - atau pengawetan;

Penghapusan vakum kelebihan resin dan udara;

Menekan lapisan terhadap matriks di bawah tekanan tinggi (sekitar 20 atmosfer) untuk memadatkan dan meratakannya.

Metode produksi suku cadang karbon ini merupakan proses yang agak rumit dan mahal secara finansial serta tidak cocok untuk produksi suku cadang secara massal dan serial.

Dibentuk dalam cetakan menggunakan kantong vakum

Kantong Vakum dapat digunakan tanpa autoklaf; jika Anda memasukkan semuanya ke dalam kantong vakum dan menciptakan tekanan eksternal, kantong tersebut akan menekan prepreg secara merata ke dalam cetakan. Ini seperti memasukkan suatu bagian ke dalam tas dan mengeluarkan udara darinya. Pembentukan ini disebut pencetakan menggunakan kantong vakum.

Seluruh proses dapat dibagi menjadi 6 tahap:

Melapisi cetakan dengan bahan pelepas (lilin, primer, dll.).

Meletakkan serat karbon secara merata di dalam cetakan tanpa kerutan, gelembung atau cacat lainnya.

Setiap lapisan diresapi dengan resin. Lapisan dapat diselingi dengan fiberglass, kain basal, dan material komposit lainnya.

Meletakkan film berlubang untuk memeras resin dan udara.

Lapisan penyerap diletakkan.

Penempatan dalam kantong vakum dan sambungan pompa.

Aplikasi

Metode ini digunakan untuk produksi suku cadang di rumah. Ini terdiri dari lima tahap:

Persiapan, meliputi pengamplasan cetakan. Degreasing dan menghaluskan sudut tajam.

Menerapkan bahan penghubung, seperti resin epoksi dengan pengeras. Berbeda dengan metode sebelumnya, yang sebaliknya menggunakan bahan pelepas untuk menghilangkan bagian karbon dari cetakan dengan mudah.

Merekatkan lapisan serat karbon menggunakan resin epoksi dan pengeras.

Mengeringkan bagian.

Menerapkan lapisan pelindung (pernis atau cat).

Akibat metode ini, karbon mengentalkan bagian yang direkatkan. Cara ini sering digunakan untuk memperkuat kap mesin, bemper, dan dasbor pada pewarnaan otomatis, dan karena kesederhanaannya, berbagai macam suku cadang lainnya juga diperoleh. Mereka bahkan menggunakan busa polistiren untuk menutupi cetakan yang tertinggal di dalam bagian tersebut, tetapi cangkangnya cukup tahan lama.

Metode lain

Masih banyak metode lainnya, dan mereka terus berkembang dan meningkat. Ada pencarian terus-menerus untuk teknologi baru yang dapat mengurangi biaya energi, jumlah tenaga kerja manual, dan biaya lainnya.

Jadi, teknologi baru telah menjadi produksi sayap dan ekor pesawat sipil Rusia MS-21. Teknologi tersebut dibeli dari perusahaan Austria FACC. Teknologi ini adalah yang paling maju di dunia, karena menjamin efisiensi ekonomi sekaligus memastikan sifat-sifat material yang diperlukan; semua teknologi lainnya dicirikan oleh tingginya biaya suku cadang yang diproduksi.

Teknologi baru disebut cetakan transfer plastik berbantuan vakum (VaRTM), memungkinkan produksi massal bagian-bagian penting pesawat seperti sayap, ekor, dll dengan hemat biaya. Persyaratan paling ketat dikenakan pada bagian-bagian ini; kekuatan bagian-bagian tersebut harus 6000 MPa.

Penguatan serat karbon dengan plastik Dengan menggunakan teknologi ini, material dapat diperoleh yang memenuhi semua persyaratan industri pesawat terbang. Selain itu, hal ini memungkinkan untuk menekan biaya produksi pesawat secara umum. Belum ada perusahaan di dunia yang pernah memproduksi suku cadang sebesar dan penting menggunakan teknologi ini.

Beberapa teknologi umum digunakan untuk memproduksi karbon, Kevlar dan komposit serat karbon lainnya. diperlukan. Tergantung pada teknologi yang dipilih, Anda memerlukan satu atau beberapa peralatan profesional khusus. Saat ini terdapat beberapa teknologi pengolahan (produksi) plastik serat karbon (carbon fiber) yang paling umum, di antaranya ada 3 teknologi utama:

I. Teknologi pengantongan vakum – produksi komposit menggunakan kantong vakum.

Komponen utama:

Esensi: Ini diterapkan pada peralatan yang diproses, setelah dibawa ke keadaan sentuhan-sentuhan, diletakkan dan diresapi dengan bahan pengikat (sikat atau roller. Setelah itu, lapisan korban, lapisan berlubang, dan lapisan penyerap (pendistribusi vakum) diletakkan.

Selanjutnya dibuat kantong vakum: kami menutupi peralatan dengan film vakum, film tersebut dilekatkan pada peralatan menggunakan pita penyegel. Kami menyegel formulir. Kami memompa udara.

Keunikan: Jika menggunakan oven, Anda bisa mendapatkan bahan yang lebih baik dalam waktu yang lebih singkat.

Ditambah teknologi: Dengan menggunakan teknologi ini, dimungkinkan untuk membuat komponen ukuran kecil dan menengah yang berkualitas tinggi dan cukup murah.

Kerugian teknologi: Masalahnya adalah proses impregnasi bahan penguat () bersifat terbuka (zat yang mudah menguap menguap dari bahan pengikat), sehingga tidak aman bagi personel. Wajib menggunakan masker pelindung dan sarung tangan saat bekerja.

II. Teknologi infus vakum adalah teknologi impregnasi bahan penguat dengan menggunakan vakum.

Komponen utama:

5. Film vakum

Esensi: Teknologi ini memungkinkan produksi komponen ukuran sedang dan besar berkualitas tinggi dan relatif murah dengan kualitas penampilan yang sangat baik.

Keunikan: Pengikat dengan viskositas rendah digunakan untuk impregnasi.

Ditambah teknologi: Kualitas positif utama dari teknologi infus vakum adalah ketika bahan penguat ( , ) diletakkan di dalam cetakan, bahan tersebut tetap kering, sehingga tidak membatasi waktu kerja. Selain itu, prosesnya “bersih”. Itu. Tidak ada penguapan aktif komponen pengikat yang mudah menguap, sehingga lebih aman bagi pekerja dibandingkan dengan pengantongan vakum.

Dari kekurangannya: Dapat dicatat bahwa ada peningkatan persyaratan untuk kualifikasi pekerja, perhatian dan keakuratannya. Juga fakta bahwa komponen-komponennya dapat diperoleh dari bekas HAI kandungan pengikat yang lebih tinggi dibandingkan dengan kantong vakum.

AKU AKU AKU. Teknologi produksi komposit menggunakan prepreg.

Komponen utama:

1. peralatan (tahan suhu)

7. * autoklaf

* – peralatan profesional khusus (bejana tertutup yang kuat) untuk membuat,retensi dan retensipengendalian peningkatan tekanan udara (6-8 atmosfer) dan suhu (80-160°C).

Esensi: Proses bekerja dengan prepreg mirip dengan Teknologi Vacuum Bagging. Ke dalam peralatan yang diproses panas.

Penggunaan autoklaf saat memproses prepreg tidak diperlukan (kantong vakum dan oven sudah cukup), tetapi bila digunakan, memungkinkan Anda memperoleh produk dengan kualitas terbaik (karakteristik kekuatan-berat).

Digunakan dalam produksi suku cadang komposit berkekuatan tinggi: monocoque, suspensi Formula 1 dan suku cadang bodi, supercar, suku cadang pesawat terbang, komponen luar angkasa, prostetik, peralatan olahraga profesional.

Perlu dicatat bahwa teknologi ini adalah yang paling mahal dalam produksi komposit berbasis karbon. Hal ini disebabkan tidak hanya oleh biaya autoklaf itu sendiri tetapi juga karena biaya energi.

Ditambah teknologi: kompleksitas rendah dalam peletakan laminasi, proses bersih, komposit berkualitas tinggi.

Kerugian teknologi: proses yang jauh lebih mahal (dibandingkan dengan pengantongan vakum, infus vakum). Perlu juga diperhatikan peningkatan persyaratan peralatan (suhu polimerisasi tinggi).

Diperlukan penyimpanan berpendingin. Tetapi bahkan dengan penyimpanan yang tepat (-18C), umur simpan bahan tidak melebihi 12 bulan.

Dari penjelasan di atas kita dapat menyimpulkan bahwa kompleksitas teknologi manufaktur dan tingginya kualifikasi pekerjalah yang menentukan cukup tingginya harga komponen karbon. Selama 7 tahun bekerja, perusahaan kami telah mengumpulkan pengalaman dan pengetahuan yang memungkinkan kami memecahkan masalah apa pun dalam produksi produk komposit. Kami memiliki peralatan yang diperlukan untuk produksi produk serat karbon apa pun, termasuk berbagai desain orisinal dan kompleks untuk industri penerbangan dan luar angkasa, olahraga profesional, kedokteran, penyetelan mobil dan sepeda motor.

Material komposit polimer banyak digunakan tidak hanya dalam dunia produksi dan penyetelan mobil sport, tetapi juga dalam penerbangan dan pembuatan kapal. Sebelumnya kita telah melihat cara mandiri. Sekarang mari kita lihat cara membuat serat karbon dengan tangan Anda sendiri.

Metode manufaktur

Plastik karbon, yang juga disebut bahan komposit yang terbuat dari jalinan benang serat karbon, dapat diproduksi dengan 3 cara:

• metode cetakan tangan;
• metode pembentukan vakum;
• produksi dengan pemanggangan dalam autoklaf.

Produksi unsur karbon dalam skala industri memerlukan peralatan yang mahal, sehingga di rumah karbon hanya dapat diproduksi dengan cara manual atau pencetakan vakum.

Apa yang dibutuhkan untuk produksi

Untuk membuat serat karbon Anda membutuhkan:

• Fiber Karbon. Berbeda dalam metode tenun dan kepadatannya, diukur dalam gram per meter persegi (g/m2);
• pemisah (misalnya Loctite 770 NC). Digunakan untuk memudahkan pemisahan elemen karbon dan matriks setelah pengeringan. Bahan tersebut diaplikasikan pada matriks bagian atau permukaan horizontal di mana lapisan depan elemen karbon akan diletakkan. Hanya ada satu lapisan depan jika sisi sebaliknya tidak memerlukan pembuatan tekstur karbon yang indah;
• matriks. Untuk membuat detail horizontal, Anda bisa menggunakan pecahan kaca atau cermin. Permukaannya harus sehalus mungkin, karena semua cacat lapisan akan menempel pada bagian yang diproduksi;
• resin epoksi (misalnya, EPR 320);
• pengeras untuk resin (opsional EPH 294);
• alat pemotong serat karbon. Anda bisa menggunakan gunting biasa, namun bersiaplah karena memotong seratnya akan cepat membuat alat menjadi tumpul. Jika Anda berencana memproduksi komponen karbon secara massal, kami sarankan untuk membeli gunting listrik (efektivitasnya ditunjukkan dalam video).

Kebutuhan alat dan bahan tambahan tergantung pada metode pembuatan yang dipilih. Tidak peduli seberapa keras Anda mencoba, Anda tidak akan bisa membuat karbon tahan lama dengan cetakan tangan tanpa perlakuan panas tambahan.

Metode pencetakan tangan

Cara produksinya cukup sederhana:

• permukaan matriks dibersihkan dari semua kontaminan;
• pemisah diterapkan secara merata ke seluruh permukaan dalam beberapa lapisan tipis;
• lapisan resin yang sudah disiapkan dioleskan ke permukaan;
• lapisan kain karbon diletakkan;
• serat diresapi dengan resin epoksi. Tidak boleh ada gelembung udara antara lapisan pertama dan matriks, serta antara lapisan berikutnya. Anda dapat mendistribusikan resin dengan sikat biasa; akan lebih mudah untuk menghilangkan gelembung udara dengan roller;
• lapisan berikutnya diterapkan, setelah itu prosedur diulangi sampai ketebalan bagian yang diperlukan tercapai;
• Setelah meletakkan lapisan terakhir, bagian horizontal dapat ditekan dengan kaca atau cermin. Dalam hal ini, kedua sisi bagian akan mendapatkan permukaan mengkilap dan struktur karbon yang jelas.

Karena harga serat karbon tidak bisa disebut terjangkau, serat kaca dapat diletakkan di antara lapisan pertama dan terakhir kain karbon. Kain fiberglass tidak boleh kasar agar tidak mengganggu bentuk akhir.

Untuk mengurangi biaya pembuatan suku cadang yang ringan, elemen tersebut seringkali hanya dilaminasi dengan serat karbon - ditempatkan hanya sebagai lapisan depan elemen bodi mobil.

Metode pembentukan vakum

Selain seperangkat bahan dan alat standar, untuk memproduksi elemen karbon menggunakan metode infus vakum, Anda memerlukan:

Anda juga dapat membuat oven untuk elemen karbon pasca-pengeringan dengan tangan Anda sendiri. Harap dicatat bahwa perlakuan panas harus dilakukan pada suhu tertentu, jadi Anda harus mempertimbangkan kemungkinan untuk menyesuaikan dan mempertahankan derajat tertentu.

Teknologi infus vakum melibatkan perakitan “sandwich” kain karbon dan menempatkannya di ruang tertutup. Setelah pemasangan, udara dipompa keluar dan resin disuplai ke benda kerja. Kain yang diresapi resin dibiarkan dalam kondisi vakum selama 20-30 menit, menutup pasokan resin dan tabung pemasukan udara. Untuk pengawetan awal, waktu yang cukup adalah 24 jam dan suhu ruangan, setelah itu bagian karbon harus dikirim ke oven untuk pasca pengawetan. Kami tidak menjelaskan secara rinci metode infus vakum, karena prosesnya ditunjukkan secara rinci dalam video.

– bahan komposit polimer yang terbuat dari jalinan benang serat karbon yang terletak dalam matriks resin epoksi. Yang paling umum adalah sebagai berikut:

• metode cetakan tangan;
• metode injeksi resin poliester;
• metode infus vakum.

Di mana produksi dimulai?

Membuat serat karbon di rumah

Memperoleh formulir, menerapkan bagiannya