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

Углеродные нити

Его пик популярности начался с производства ракетных двигателей, а сегодня он используется практически во всех областях производства: самолетостроение, спортивные автомобили, авто - тюнинг, дизайн интерьеров, производство сотовых телефонов, аксессуары для компьютеров, кроссовки и даже сумки и еще много сфер применения.

Ракетный комплекс из карбона

Так, что же такое угле волокно?

Угле волокно - это сплетённые слоями нити углерода под разным углом. Толщина нитей в диаметре составляет 0,005 - 0,010 мм. Они одновременно хрупкие и прочные.

Поэтому их легко сломать, но практически невозможно порвать.

Сплетённые углеродные нити

Переплетая их под разными углами, получают различные фактуры или рисунки: елочка, рогожка и т. д. Слои таких тканей, наложенных один на другой, склеивают эпоксидными смолами. А дальше эти слои подвергаются термической обработке, состоящей из трех этапов:

1. Окисление – длится 24 часа при температуре 250 град С,

цель - получение лестничной структуры.

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

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

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

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

Карбоновая рама

Методы изготовления деталей:

 На качество деталей из карбона на прямую влияет, какое сырье Вы использовали при изготовлении угле волокна (скорость застывания смолы и плотность углеродного полотна). В итоге, изготовление

деталей из карбона обладает множеством тонкостей, которые необходимо учитывать. Начиная от производства угле волокна и заканчивая технологией его применения для получения детали с заданными характеристиками.

Выделяют несколько основных способов

производства деталей из карбона:

 

1. Формование из препрегов (полуфабрикатов) в автоклаве, автоклавное формование;

2. Формование в форме с помощью вакуумного мешка;

3.  Аппликация;

4. Формование препрегов в штампе;

5. Метод намотки;

6. Метод намотки нитями;

7. Пултрузия;

8. Инжекционный метод;

9. Ручное формование валиками и кистью.

Разберем несколько из них...

Формование из препрегов

ПРОИЗВОДСТВО КАРБОНА