Evde karbon fiber. Otomatik incelemeler. Vakum şekillendirme yöntemi

Günümüzde bir araba, bir ulaşım aracından çok daha fazlası haline geliyor. Araba sahipleri onları seviyor ve görünümlerine özel bir şeyler katmaya çalışıyorlar. Bu tür modernizasyona stil denir ve güzellik katmanın çok sayıda farklı yolunu içerir. Bunlara tamponlar, gövde kitleri, karmaşık şekilli farlar, renklendirme ve çeşitli boyama parçaları yöntemleri dahildir. Araba tutkunları arasında çok yaygın olan, karbon fiberden (veya karbon fiberden) yapılmış parçalardır; bunlar çok popülerdir ve büyük olasılıkla aerodinamik özelliklerinden ziyade alışılmadık görünümleri nedeniyledir. Bu yazıda size kendi ellerinizle nasıl karbon fiber yapacağınızı anlatacağız.

Karbonun özellikleri

Karbon fiberin çok yüksek mukavemet ve düşük ağırlık gibi bir dizi olağanüstü özelliği vardır. Çoğu zaman, karbon parçalar çelik benzerlerinden daha güçlü olmasına rağmen çok daha hafiftir. Bu özelliklerinden dolayı bu malzemeden üretilen parçalar endüstrinin birçok alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu esas olarak roket bilimi, uçak imalatı ve gemi inşasındadır, çünkü bu tür malzeme parametrelerine en çok bu alanlarda ihtiyaç duyulur. Aynı zamanda, karbon fiber plastik üretimi, çok pahalı ve enerji yoğun yöntemler kullanılarak üretim koşullarının sürekli olarak izlenmesi ihtiyacı gibi bir takım teknik zorluklarla da ilişkilidir. Böyle bir kontrolü reddederseniz, sonuçların beklenenden çok daha kötü olma riski büyüktür. Bunun nedeni önerilen üretim parametrelerinden en ufak bir sapma olabilir. Ayrıca bu malzeme darbelere karşı iyi dayanmaz, bunun sonucunda hafif bir deformasyon bile karbon fiber kısmına zarar verebilir.

Aynı özellikler, karbon parçaların yarış arabalarının hazırlanmasında yaygın olarak kullanılmaya başlanmasının nedeni haline geldi ve benzersiz görünümü sayesinde bu malzeme sıradan otomobil meraklıları arasında önemli bir popülerliğe sahip olmaya başladı. Bu nedenle karbon fiberden parça yapmak, arabasının görünümünü hayal eden birçok sürücü için çok yaygın bir iştir.

Karbon üretim yöntemleri

Karbon fiberden bir araba parçası yapmak için özel bir araba servisine gitmenize hiç gerek yok çünkü karbon fiberi kendi ellerinizle kolayca yapabilirsiniz. Karbon fiber yapmanın birkaç yolu vardır. Aşağıda yalnızca evde kullanıma uygun yöntemleri tartışacağız.

Manüel basınç kullanarak parça yapma

Bu yöntem, karbon fiber parçaları kendiniz yapmak için mükemmeldir. Uygulamasının pahalı ekipman gerektirmemesi bakımından farklılık gösterir; bu, kendi karbon parçalarınızı önemli maliyetler olmadan yapabileceğiniz anlamına gelir.

İşi gerçekleştirmek için bir dizi alete ihtiyacınız olacak: karbon levha, sertleştirici, epoksi reçine, kabarcıklı rulo ve reçine fırçası.

Parçayı yapacağınız kalıba da ihtiyacınız olacak. Öncelikle kalıba ayırıcı mum uygulayıp kurumasını beklemeniz gerekiyor. Bundan sonra, üzerinde bir karbon fiber tabakası oluşturmaya başladığınız epoksi reçineyi uygulamalısınız. Karbon katmanların altında kabarcık kalmamasına ve şekle yapışmasının maksimum olmasına dikkat edin. Bunu yapmak için bir rulo kullanın.

İş parçası tamamen kuruduktan sonra parçayı çıkarıp temizleyebilir ve kaplamanın korunmasını sağlamak için vernikle kaplayabilirsiniz.

Vakum kullanarak kalıp yapmak

Bu yöntemi yapmanın ilk adımları öncekine benzer. Kalıbın kendisinde ve tüm karbon fiber katmanlarının kalıp üzerine yerleştirilmesinden sonraki prosedürde değişiklikler mevcuttur. Bundan sonra tüm yapıyı bir vakum filmine yerleştirmeniz ve ona bir vakum pompası bağlamanız gerekir. Pompa tüm havayı dışarı pompalayacak ve parçanın kalıba daha iyi yapışması için basınç oluşturacaktır.

Bu yöntem çok iyidir ve yüksek kaliteli parçalar elde etmenizi sağlayacaktır. Ancak, özellikle manuel şekillendirme yöntemiyle karşılaştırıldığında oldukça pahalı olacaktır: bir vakum pompasının maliyeti yaklaşık 200 $'dır.

Yapıştırma yöntemi

Bu yöntem, yenilerini yapmak yerine bitmiş araba parçalarını karbon malzemeyle kaplamayı içerir. Bu, arabanın yapısını daha hafif hale getirmeyecek ancak parçaların sağlamlığını artıracaktır. Örneğin tamponların veya gösterge tablolarının üzerine yapıştırabilirsiniz.

Bu yönteme ilişkin prosedür aşağıdaki gibidir:

1. Öncelikle yapıştıracağınız yüzeyi hazırlamanız gerekir. Bunu yapmak için iyice temizlemeniz, keskin köşelerden kurtulmanız ve yağdan arındırmanız gerekir. Daha sonra yüzeye yapıştırıcı sürülmeli ve malzeme epoksi reçine ve sertleştirici ile emprenye edilmelidir. Karbon levhalar kabarcık oluşumundan kaçınılarak yüzeye yapıştırılmalı, ardından kurutulmalı ve verniklenmelidir.
2. Karbon fiber yapıştırmayı karbon filmle karıştırmayın. Bu durumda karbon filmi, karbon fiber kaplamaya benzer bir desene sahip normal bir araba vinilidir. Yalnızca dekoratif amaçlı kullanılır ve parçaları daha güçlü veya daha hafif hale getirme amacına hizmet etmez. Ancak, yalnızca görünüme önem veriyorsanız, bu yöntem size uygun olabilir - uygulanması en kolay ve en ucuz olanıdır. Ancak aracınızın kaporta kaplaması üzerinde en iyi etkiyi yaratmayacağı için bunu yapmanızı önermiyoruz.

Böylece artık karbon fiberi kendiniz nasıl yapacağınızı biliyorsunuz. Bunu yapmak için yalnızca malzemenin kullanılabilirliğine, aletleri kullanma becerisine ve biraz sabra ihtiyacınız var. Bu makaleyi faydalı bulduysanız lütfen bize yazın.

Prepreg kalıplamaşu şekilde gerçekleşir: - gelecekteki parçanın şekli veya modeli çeşitli malzemelerden (alçıtaşı, ahşap vb.) yapılır;

- bu forma gerekli sayıda ön emprenye katmanı uygulanır;

— hepsini bir otoklava koyarlar ve ön emprenye maddesi yüksek basınç ve sıcaklığın etkisi altında kürlenir;

- Kürlenmiş ürün bitirme ve temizleme işlemlerine tabi tutulur.

Çoğu zaman vakumlu torba da kullanılır; bu daha az güvenlidir ancak birçok avantajı vardır. Vakum poşeti kullanımına ilişkin daha fazla ayrıntı bir sonraki yöntemde tartışılacaktır.

Prepreglerden kalıplama yaparken Birkaç karmaşık süreç aynı anda gerçekleşir:

Bileşiğin polimerizasyonu - veya kürlenmesi;

Fazla reçinenin ve havanın vakumla uzaklaştırılması;

Katmanların sıkıştırılması ve düzleştirilmesi için yüksek basınç altında (yaklaşık 20 atmosfer) matrise doğru bastırılması.

Bu karbon parça üretme yöntemi oldukça karmaşık ve mali açıdan pahalı bir işlemdir ve parçaların seri ve seri üretimi için uygun değildir.

Vakumlu poşet kullanarak kalıpta şekillendirme

Vakum Torbası otoklav olmadan kullanılabilir; her şeyi bir vakum torbasına koyarsanız ve harici basınç oluşturursanız, torba prepreg'i kalıba eşit şekilde bastıracaktır. Bu, bir parçayı bir torbaya koyup içindeki havayı dışarı pompalamak gibidir. Bu şekillendirmeye denir vakum torbası kullanarak kalıplama.

Tüm süreç 6 aşamaya ayrılabilir:

Kalıbın ayırıcı bir maddeyle (balmumu, astar vb.) kaplanması.

Karbon fiberin kırışıklıklar, kabarcıklar veya diğer kusurlar olmaksızın bir kalıba kesinlikle eşit bir şekilde yerleştirilmesi.

Her katman reçine ile emprenye edilir. Katmanlar fiberglas, bazalt kumaş ve diğer kompozit malzemelerle değiştirilebilir.

Reçineyi ve havayı sıkmak için delikli filmin döşenmesi.

Emici bir tabaka serilir.

Vakum torbasına yerleştirme ve pompanın bağlanması.

Başvuru

Bu yöntem parçaların evde üretimi için kullanılır. Beş aşamadan oluşur:

Hazırlık, kalıbın zımparalanmasını içerir. Keskin köşelerin yağdan arındırılması ve düzleştirilmesi.

Sertleştirici ile epoksi reçine gibi bir bağlayıcı maddenin uygulanması. Karbon parçasını kalıptan kolayca çıkarmak için ayırıcı maddelerin uygulandığı önceki yöntemlerin aksine.

Epoksi reçine ve sertleştirici kullanarak karbon fiber katmanlarının yapıştırılması.

Parçaların kurutulması.

Koruyucu bir kaplama uygulanması (vernik veya boya).

Bu yöntem sonucunda karbon yapıştırılan parçayı kalınlaştırır. Bu yöntem genellikle otomatik renklendirmede kaputları, tamponları ve gösterge panellerini güçlendirmek için kullanılır ve basitliği nedeniyle her türlü başka parça da elde edilir. Parçanın içinde kalan kalıbı kapatmak için polistiren köpük bile kullanıyorlar ama kabuk oldukça dayanıklı.

Diğer yöntemler

Başka birçok yöntem var ve sürekli gelişiyor ve gelişiyorlar. Enerji maliyetlerini, el emeği miktarını ve diğer maliyetleri azaltabilecek yeni teknolojiler için sürekli bir arayış var.

Böylece yeni teknoloji ortaya çıktı Rus sivil uçağı MS-21'in kanat ve kuyruk üretimi. Teknoloji Avusturyalı FACC şirketinden satın alındı. Bu teknoloji, malzemenin gerekli özelliklerini sağlarken ekonomik verimlilik sağladığı için dünyadaki en gelişmiş teknolojidir; diğer tüm teknolojiler, üretilen parçaların yüksek maliyeti ile karakterize edilir.

Yeni teknoloji çağrıldı plastiklerin vakum destekli transfer kalıplaması (VaRTM), kanat, kuyruk gibi kritik uçak parçalarının uygun maliyetli seri üretimine olanak sağlar. Bu parçalara en katı gereksinimler uygulanır, bu tür parçaların mukavemeti 6000 MPa olmalıdır.

Karbon fiberin plastikle güçlendirilmesi Bu teknolojiyi kullanarak uçak endüstrisinin tüm gereksinimlerini karşılayan bir malzeme elde etmek mümkün oldu. Ayrıca bu, genel olarak uçak üretim maliyetinin düşürülmesini mümkün kıldı. Dünyada hiçbir firma daha önce bu teknolojiyi kullanarak bu kadar büyük ve önemli parçalar üretmemişti.

Karbon, Kevlar ve diğer karbon fiber kompozitleri üretmek için çeşitli yaygın teknolojiler kullanılmaktadır. gerekli. Seçilen teknolojiye bağlı olarak, bir veya daha fazla özel, profesyonel ekipmana ihtiyacınız olacak. Şu anda, karbon fiber plastiğin (karbon fiber) işlenmesi (üretimi) için en yaygın birkaç teknoloji vardır; bunların arasında 3 ana teknoloji vardır:

I. Vakumlu torbalama teknolojisi – vakumlu torba kullanılarak kompozit üretimi.

Ana bileşenler:

Öz:İşlenen ekipmana uygulanır, dokunmatik hale getirildikten sonra serilir ve bir bağlayıcı (fırça veya rulo) ile emprenye edilir. Ardından kurban katman, delikli katman ve emici (vakum dağıtan) katman uygulanır. yatırılır.

Daha sonra bir vakum torbası yapılır: ekipmanı bir vakum filmi ile kaplarız, film bir sızdırmazlık bandı kullanılarak ekipmana tutturulur. Formu mühürliyoruz. Havayı dışarı pompalıyoruz.

Özellikler: Fırın kullandığınızda daha kısa sürede daha iyi malzemeler elde edebilirsiniz.

Artı teknolojisi: Bu teknolojiyi kullanarak küçük ve orta boyutlarda yüksek kaliteli ve oldukça ucuz bileşenler yapmak mümkündür.

Teknolojinin Dezavantajı: Sorun, takviye malzemesinin () emprenye edilmesi işleminin açık olması (uçucu maddelerin bağlayıcıdan buharlaşması) ve bu nedenle personel için güvenli olmamasıdır. Çalışırken koruyucu maske ve eldiven kullanılması zorunludur.

II. Vakum infüzyon teknolojisi, takviye malzemesinin vakum kullanılarak emprenye edilmesine yönelik bir teknolojidir.

Ana bileşenler:

5. vakum filmi

Öz: Bu teknoloji, orta ve büyük boyutlarda, mükemmel görünüm kalitesine sahip, yüksek kaliteli ve nispeten ucuz bileşenlerin üretilmesine olanak tanır.

Özellikler: Emdirme için düşük viskoziteli bir bağlayıcı kullanılır.

Artı teknolojisi: Vakum infüzyon teknolojisinin ana olumlu kalitesi, takviye malzemesinin ( , ) kalıba yerleştirildiğinde kuru kalması ve dolayısıyla çalışma süresini sınırlamamasıdır. Ayrıca süreç “temiz”dir. Onlar. Bağlayıcının uçucu bileşenlerinin aktif buharlaşması yoktur, bu nedenle vakumlu torbalamaya kıyasla işçi için daha güvenlidir.

Eksileri arasında:İşçinin niteliklerine, dikkatine ve doğruluğuna yönelik gereksinimlerin arttığı belirtilebilir. Ayrıca bileşenlerin kullanılmış ürünlerden elde edilebilmesi Ö Vakumlu torbalamaya kıyasla daha yüksek bağlayıcı içeriği.

III. Prepreg kullanan kompozit üretim teknolojisi.

Ana bileşenler:

1. ekipman (sıcaklığa dayanıklı)

7. * otoklav

* – oluşturmak için özel profesyonel ekipman (güçlü mühürlü kap),saklama ve saklamaartan hava basıncının (6-8 atmosfer) ve sıcaklığın (80-160°C) kontrolü.

Öz: Prepreg ile çalışma süreci Vakum Torbalama Teknolojisine benzer. Sıcak işlenmiş ekipmanlara.

Prepregleri işlerken otoklavın kullanılması gerekli değildir (vakum torbası ve fırın yeterlidir), ancak kullanıldığında en yüksek kalitede (mukavemet-ağırlık özellikleri) ürünler elde etmenizi sağlar.

Yüksek mukavemetli kompozit parçaların üretiminde kullanılır: monokoklar, Formula 1 süspansiyon ve gövde parçaları, süper arabalar, uçak parçaları, havacılık bileşenleri, protezler, profesyonel spor ekipmanları.

Bu teknolojinin karbon bazlı kompozitlerin üretiminde en pahalı teknoloji olduğunu belirtmekte fayda var. Bunun nedeni sadece otoklavın maliyeti değil, aynı zamanda enerji maliyetleridir.

Artı teknolojisi: laminat döşemenin düşük karmaşıklığı, temiz süreç, yüksek kaliteli kompozit.

Teknolojinin Dezavantajı:çok daha pahalı bir işlemdir (vakumlu torbalama, vakumlu infüzyonla karşılaştırıldığında). Ekipman için artan gereksinimlerin (yüksek polimerizasyon sıcaklığı) dikkate alınması da gereklidir.

Soğutmalı depolama gereklidir. Ancak uygun depolamada (-18C) bile malzemenin raf ömrü 12 ayı geçmez.

Yukarıdakilerden, karbon bileşenlerinin oldukça yüksek fiyatını belirleyen şeyin üretim teknolojisinin karmaşıklığı ve çalışanların yüksek düzeyde nitelikleri olduğu sonucuna varabiliriz. Şirketimiz 7 yılı aşkın süredir kompozit ürün üretiminde her türlü sorunu çözmemize olanak tanıyan deneyim ve bilgi birikimine sahiptir. Havacılık ve uzay endüstrileri, profesyonel sporlar, tıp, araba ve motosiklet modifikasyonları için çeşitli karmaşık, orijinal tasarımlar da dahil olmak üzere her türlü karbon fiber ürünün üretimi için gerekli donanıma sahibiz.

Polimer kompozit malzemeler yalnızca spor otomobillerin üretimi ve ayarlanması dünyasında değil, aynı zamanda havacılık ve gemi yapımında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Daha önce bağımsız olarak nasıl yapılacağına baktık. Şimdi kendi ellerinizle karbon fiberin nasıl yapılacağına bakalım.

Üretim yöntemleri

Karbon fiberin iç içe geçmiş ipliklerinden yapılan kompozit malzemelere de adlandırılan karbon plastikleri 3 şekilde üretilebilmektedir:

• elle kalıplama yöntemi;
• vakum oluşturma yöntemi;
• otoklavda pişirilerek üretim yapılmaktadır.

Karbon elementlerinin endüstriyel ölçekte üretimi pahalı ekipman gerektirir, bu nedenle evde karbon yalnızca manuel veya vakumlu kalıplama yoluyla üretilebilir.

Üretim için gerekenler

Karbon fiber yapmak için ihtiyacınız olacak:

• karbon fiber. Dokuma yöntemi ve metrekare başına gram (g/m2) cinsinden ölçülen yoğunluk açısından farklılık gösterir;
• ayırıcı (örneğin Loctite 770 NC). Kuruduktan sonra karbon elementinin ve matrisin kolayca ayrılması için kullanılır. Malzeme, parçanın matrisine veya üzerine karbon elemanının ön katmanının yerleştirileceği yatay yüzeye uygulanır. Arka taraf güzel bir karbon dokusunun oluşturulmasını gerektirmiyorsa yalnızca bir ön katman olabilir;
• matris. Yatay detaylar oluşturmak için bir parça cam veya ayna kullanabilirsiniz. Tüm kaplama kusurları üretilen parçanın üzerine kalıplanacağından yüzey mümkün olduğu kadar pürüzsüz olmalıdır;
• epoksi reçine (örneğin EPR 320);
• reçine için sertleştirici (isteğe bağlı olarak EPH 294);
• karbon fiber kesme aleti. Sıradan makas kullanabilirsiniz, ancak elyafı kesmenin aleti hızla körelteceğini unutmayın. Karbon parçaları seri üretmeyi planlıyorsanız elektrikli makas satın almanızı öneririz (etkinliği videoda gösterilmiştir).

Ek alet ve malzemelere duyulan ihtiyaç, seçilen üretim yöntemine bağlıdır. Ne kadar çabalarsanız çabalayın, ek ısıl işlem olmadan elle kalıplayarak dayanıklı karbon yapamazsınız.

El kalıplama yöntemi

Üretim yöntemi oldukça basittir:

• matrisin yüzeyi tüm kirletici maddelerden temizlenir;
• ayırıcı, tüm yüzeylere birkaç ince katman halinde eşit şekilde uygulanır;
• yüzeye hazırlanmış bir reçine tabakası uygulanır;
• bir karbon kumaş tabakası döşenir;
• elyaf epoksi reçine ile emprenye edilir. İlk katman ile matris arasında ve sonraki katmanlar arasında hava kabarcığı olmamalıdır. Reçineyi normal bir fırça ile dağıtabilirsiniz, hava kabarcıklarını bir rulo ile çıkarmak uygundur;
• bir sonraki katman uygulanır, ardından gerekli parça kalınlığına ulaşılıncaya kadar prosedür tekrarlanır;
• Son kat döşendikten sonra yatay kısımlar karşı cam veya ayna ile bastırılabilir. Bu durumda parçanın her iki tarafı da parlak bir yüzey ve net bir karbon yapısı alacaktır.

Karbon elyafın maliyeti uygun olarak adlandırılamayacağından, karbon kumaşın ilk ve son katmanları arasına cam elyaf döşenebilir. Fiberglas kumaşın son şeklini bozmaması için pürüzlü olmaması gerekir.

Hafif parçaların imalat maliyetini azaltmak için, eleman genellikle yalnızca karbon fiber ile lamine edilir - yalnızca araba gövdesi elemanının ön katmanı olarak yerleştirilir.

Vakum şekillendirme yöntemi

Standart malzeme ve alet setine ek olarak, vakum infüzyon yöntemini kullanarak karbon elementleri üretmek için ihtiyacınız olacak:

Ayrıca kendi ellerinizle karbon elementlerinin kürlenmesi için bir fırın da yapabilirsiniz. Lütfen ısıl işlemin belirli bir sıcaklıkta yapılması gerektiğini unutmayın, bu nedenle belirli bir dereceyi ayarlama ve koruma olasılığını göz önünde bulundurmalısınız.

Vakum infüzyon teknolojisi, karbon kumaştan bir "sandviç" oluşturup onu kapalı bir alana yerleştirmeyi içerir. Kurulumdan sonra hava dışarı pompalanır ve iş parçasına reçine verilir. Reçine emdirilmiş kumaş 20-30 dakika boyunca vakum altında bırakılır ve reçine beslemesi ve hava giriş tüpleri kapatılır. İlk kürlenme için 24 saat ve oda sıcaklığı yeterlidir, bundan sonra karbon kısmı sonradan kürlenmek üzere fırına gönderilmelidir. Videoda süreç detaylı olarak gösterildiği için vakum infüzyon yöntemini detaylı olarak anlatmadık.

– epoksi reçinelerden oluşan bir matris içinde yer alan iç içe geçmiş karbon fiber ipliklerden yapılmış bir polimer kompozit malzeme. En yaygın olanları şunlardır:

• elle kalıplama yöntemi;
• polyester reçine enjeksiyon yöntemi;
• vakum infüzyon yöntemi.

Üretim nerede başlar?

Evde karbon fiber yapımı

Formun alınması, parçanın uygulanması