Углепластик свойства: Углепластики (состав, свойства, область применения).

Содержание

Углепластики (состав, свойства, область применения).

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Это пластики на основе высоких прочных углеродистых волокон – являются наиболее перспективными композиционными материалами.

Обладают высокой прочностью и высокой жесткостью, высокой теплостойкостью до 570 К, низким температурным коэф.линейного расширения, высокой эррозионной стойкостью и стойкостью к различным хим.средам.

Материалы отличаются высокой прочностью, жёсткостью и малым весом, часто прочнее стали, но гораздо легче (по удельным характеристикам превосходит высокопрочную сталь, например 25ХГСА).

Армирующие элементы – волокна, жгуты и ткани различного плетения, нетканные материалы.

В качестве матрица применяют эпоксидные, полиэмидные и др.смолы.

Применяется для изготовления лёгких, но прочных деталей, например: велосипеды, кокпиты и обтекатели в Формуле 1, спиннинги, мачты для виндсерфинга, бамперы, пороги, двери, крышки капотов на спортивных автомобилях, несущие винты вертолётов.

Органопластики (состав, свойства, область применения).

Изготавливают на основе высокопрочных арамидных волокон.

Обладают высокой удельной прочностью и высокими упругими характеристиками, а также ударной вязкостью, электическим сопротивлением, хим.стойкостью и высокими теплоизоляционными свойствами.

Армирующие элементы представляют собой непрерывные волокна в виде нитей и жгутов, а также тканей различного плетения.

Широко применяют: в авиа- и космич. технике, авто- и судостроении, машиностроении для изготовления элементов конструкций, пуле-защитной брони, радиопрозрачного материала; в электро-, радио- и электронной технике-для обмотки роторов электродвигателей, производства электронных плат с регулируемой жесткостью и высокой стабильностью размеров; в хим. Машиностроении - для производства трубопроводов, емкостей; для производства спортивного инвентаря и в др. отраслях промышленности.

Углерод – углеродные композиционные материалы (состав, свойства, область применения).

Это композиционные углеграфитовые материалы на основе углеродной матрицы и углеродных волокон.

В качестве матрицы используют пироуглерод, коксовые остатки термореактивных смол, кам.-уг. или нефтяного пека, в качестве волокон-наполнителей - высокопрочные углеродные волокна - нити (непрерывные и рубленые), жгуты, ткани, пространств. конструкции из

волокна.

Обладают целым рядом уникальных свойств:

- чрезвычайно высокой теплостойкостью,

в интертной среде они сохраняют свои физ/мех.свойства, вплоть до 2500 С.

- хорошая стойкость к термоударам

Низкое значение термературного коэф.расширения и теплопроводноси.

-высокая стойкость к хим.реагентам, что делает их хорошим материалом для конструкции хим. и атомного машиностроения.

Применяются в качестве тормозных дисков в авиационном производстве, соплах ракетных двигателей, защитных накладках крыльев космических челноков, пресс-формах, тиглях, роторах турбин, труб высокого давления, для подшипников скольжения, уплотнений и во многих других случаях.

Стеклопластики (состав, свойства, область применения).

Стеклопластик – это композиционный материал, армированный стеклянными волокнами.

Наиболее широко применяется в настоящее время.

Обладает относительно высокой прочностью, устойчивостью к тепловм ударам, высокой радиопрозрачностью, коррозионной и эррозионной стойкостью, легко поддаются мех.обработки.

Армирующими элементами являются непрерывные волокна в виде нитей, жгутов и тканей различного переплетения.

В качестве матрицы используются как термореактивные смолы, так и различные термопластичные полимеры.

Наиболее распространены в настоящее время стеклотекстолиты (вид стеклопластиков).

Используемые на основе ткани композиты эффективно используются в авио-, судостроении и космической технике. Также из них изготавливают трубы, выдерживающие большое гидравлическое давление и не подвергающиеся коррозии, корпуса ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ), лодки, корпуса маломерных судов и многое другое.

 

Свойства стекла.

Под обычным стеклом подразумевают обширную группу аморфных материалов неорганического происхождения, получаемых из переохлажденных расплавов смесей разных окислов (кремния, бора, фосфора, кальция, натрия и др.). В зависимости от состава стекла подразделяют на группы: силикатных, боратных, фосфатных, боросиликатных и др.

Кроме обычных, существуют стекла бескислородные (халыеогенидные. элементарные). а также стекла орг анические (акриловые и метакриловые).

Механические свойства. Повышение механической прочности стекла достигается закалкой, применением специальных склеивающих эластичных прокладок (в автомобильном стекле триплекс), а также введением в состав стекла некоторых окислов (борного ангидрида, глинозема и др.). Предел прочности при растяжении кварцевого стекла равен 120-125 МПа. Прочность закаленного листовою стекла в 6 раз выше прочности незакаленного. Большое влияние на прочность стекла оказывает также состояние поверхности: наличие микротрещин и царапин резко снижает прочность стекла.

Твердость стекла наиболее точно измеряется по методу микротвердости. Значение микротвсрдости стекол лежит в пределах 400-700 кГ/.мм2.

Электрические свойства. Электропроводность стекла при нормальной температуре незначительна и не меняется вплоть до 4505 и выше. Чем меньше в составе стеклв щелочных окислов, тем выше его электроизолирующие свойства.Наилучишм ди электриком является кварцевое стекло, в составе которого вовсе кет щелочных окислов. Диэлектрическая постоянная стекла зависит от состава и изменяется в широких пределах..

Оптические свойства. Важнейшей оптической характеристикой является коэффициент преломления. Он зависит от содержания окиси свинца и колеблется от 1.46 (для кварцевого стекла) до 2,0 (для стекла с 80%, окиси свинца). Оконное слекло имеет коэффициент преломления 1,52. Особые сорта стекол обладают способностью селективно поглощать определенные лучи (так создаются сигнальные, защитные, медицинские и другие стекла). Получают средство защиты от тепловых, ультрафиолетовых, рентгеновских и друг их лучей.

Химические свойства. Большинство промышленных стекол достаточно стойко по отношению к воде и кислотам, но слабо сопротивляется действию щелочей. Химическая стойкость стекла зависит главным образом от состава. ( стекла лабораторные, медицинские, водомерные, химической аппаратуры изготовляются из особых составов.) Химически стойкие стекла содержат различное количество окислов бора, алюминия, цинка, циркония и титана и пониженное количество щелочей.

 

Типы стекла.

В машиностроительных конструкциях находят разнообразное применение жаро­стойкие стекла, стекловолокно и изделия из него, стекла для атомной техники, стекла для ракетной техники, стекла для электроники, стекла высокой прочности, ситаллы.

Жаростойкое стекло. К нему относятся: кварцевое (наиболее жаростойко), пайрекс, мазла, супремикс и др. кварцевое стекло.

Кварцевое стекло - прозрачное и непрозрачное. Первое получают плавлением горного хрусталя в виде однородного оптически прозрачною стекла, второе из квар­цевых песков в виде непрозрачных блоков и изделий, содержащих большое количество газовых включений. Кварцевое стекло отличается исключительно высокой термиче­ской и химической стойкостью, является хорошим диэлектри­ком и применяется в химическом машиностроении, электронике, ракетной технике.

Высокопрочное стекло. Теоретическая прочность стекла на растяжение составляет около 10000 МПа. в то вре­мя как реальная прочность стекла в 100 200 раз меньше. Главная причина пониженной прочности - наличие дефектов (микротрещин, царапин и нр.) на поверхности стекла. Существующие способы упрочнения стекла в основном состоят в том, чтобы устранить или ослабить дефектность поверхности. Применяют химические, термохимические и комбинированные методы упроч­нения.

Стекловолокно. Тончайшие нити, имеющие высокие механические свойства.

Стеклянное волокно разделяется но составу на обычное (щелочное алюмоси- ликагное). малощелочное (алюмоборосиликатное), специальное (кварцевое, каолино­вое. волокно из окислов алюминия, циркония, кадмия, свинца и др. ).

Прочность стекловолокна изменяется главным образом в зависимости от диа­метра волокна, а его температурная устойчивость от состава.

Стеклянное волокно бывает непрерывное (длина волокна до 20 км) и штапельное (длина волокна 5-50 см).

По назначению различают текстильное, тепло- и шумоизоляннонное стеклово­локно. В зависимости от диаметра стекловолокно подразделяют на ультратонкое (0,1 1.0 супертонкое (1-3 л/к), тонкое текстильное (3-12 мк), тепло- и звукоизоляцион­ное (3-30 мк).

Из стеклянного волокна вырабатывают текстильные материалы (пряжа, ткани, ленты), нетканые материалы, скрепленные смолами или прошитые (холсты, рогожка, маты, сепараторы, скорлупы, жгуты, фильтры н др.).

Вследствие выгодного сочетания высокой механической прочности, термиче­ской и химической стойкости стекловолокнистые материалы находят в качестве элек­троизолирующих прослоек и обмоток, тепловой и звуковой изоляции, огнестойких и химически стойких материалов, зашиты от проникающей радиации н во многих других случаях.

Особое значение приобретает стекловолокно и материалы на его основе (стекло­пластики) в ракетной технике, атомной технике, судостроении и машиностроении.

Стеклокристаллические материалы – ситаллы, получают методом каталити­ческой кристаллизации стекол. По химическому составу ситаллы могут быть литиевосиликатными, магний-алюмосиликатными, кальций-алюмосиликатными и т. и.

Сигалл получают из шихты определенного состава, в которую добавляют ката­лизатор кристаллизации. Из полученной смеси варяг стекло, формуют в изделия, а затем их нагревают по специальному режиму и превращают в поликристаллический материал -ситалл. Ситаллы имеют весьма тонкую кристаллическую структуру с размер зёрен 0,1—1.0 мк, что определяет высокую проч­ность ситаллов 150- 500 МПа и выше.

Коэффициент термического расширения ситаллов от 20x10

7 до 200x107. Эго наряду с высокой механической прочностью, определяет повышенную термостойкость ситаллов (500-900°С).

Стеклас электропроводящей пленкой получают нанесением на поверхность стекла тонких, прозрачных электропроводящих пленок из окислов олова, индия, тита­на. кадмия, сурьмы и др. Такие стекла применяют для остекления, исключающего об­леденение и запотевание, для электрообогреваемых панелей ,каминов и т. п.

Пленочное и чешуйчатое стекло. Получают вытягиванием из расплава или растягиванием разогретого листового стекла. Чешуйчатое стекло получают измельче­нием пленочного стекла. Толщина пленочного стекла 5-100 мк при ширине ленты 10 500 мм; толщина чешуйчатого стекла 1-5 мк. Сопротивление разрыву плёночного стек­ла до 1000МПа, электрическая прочность 70-500 кв/мм. Плёночное и чешуйчатое стек­ло применяют для конденсаторов, заменителей слюды, стеклопластиков, покровных стекол и т. и.

Зашитное стекло. Для поглощения медленных (тепловых) нейтронов служат стекла, в составе которых необходимо иметь один из следующих окислов: кадмия, бо­ра.

гадолиния, лития, индия. Существуют стёкла следующих видов:

1Стекло для поглощения нейтронов;

2Стекла, поглощающие гамма-лучи;

3Стекла сопряженного действия для поглощения нейтронов и гамма-лучей;

4Теплопоглощающие стекла применяются для остекления зданий и транспорта в случае необходимости защиты от чрезмерного нагревания.

Стеклосмазка. Стекла специальных составов используют в качестве смазки при горячем прессовании (выдавливании в производстве труб и проката из сплавов титана, молибдена, ванадия, циркония, хрома, никеля и жаростойких стекол). Стеклосмазка снижает расход энергии при прессовании, волочении и прокатке, увеличивает срок службы оборудования и его производительность. Стеклосмазка позволяет осуществ­лять защиту металла от окисления и сильно уменьшает трение в процессах деформа­ции.

Жаропрочное стекло.

Жаропрочное стекло - производится с помощью метода, аналогичного процессу упрочнения, часто на одном и том же заводе, но диапазон толщины до 8 мм или менее. Жаропрочное стекло примерно в 2 раза прочнее закаленного стекла, но бьется так же. Оно в основном используется для сопротивления тепловому воздействию, где не нужны защитные свойства упрочненного стекла.



Читайте также:

 

Карбон - характеристики углеполотна

Полотно определяет не только внешний вид получившегося карбона, но и его прочностные и технологические характеристики. От плетения и плотности углеполотна зависит и то, как легко и качественно можно выложить его в форме при заливке смолой.

Для получения оптимальной прочности, плотности и жесткости зачастую требуется послойное сочетание разных типов углеполотна. Чтобы лучше понимать эксплуатационные характеристики каждого вида плетения, попробуем пояснить, какими бывают самые популярные виды плетения полотна.

Виды плетений полотна

Полотно (Plane Weave, P) – cамый плотный вид плетения карбонового волокна, самый распространенный. Нити утка и основы переплетаются поочередно 1Х1.  Высокая плотность позволяет избежать искажений фактуры, но в то же время такое плетение делает полотно менее пластичным и затрудняет выкладывание полотна в форму, требуя определенных навыков.

Елочка (Twill, T) – саржевое плетение 2Х2, наиболее универсальное и распространенное полотно, используемое для тюнинга автомобилей. Нити утка и основы переплетаются через две нити.

Этот тип ткани следует четкой диагональной схеме. Это делает ее более гибкой и рыхлой. Такое плетение прочнее, чем 1Х1, вопреки расхожему мнению.

Тоже очень распространенный, универсальный тип плетения. Подходит для приобретения навыков работы с углеполотном. Ткань рыхлая и пластичная, с изотропией свойств, что позволяет легко подтянуть ее в нужном направлении. Однако это означает, что такое плетение нужно обрабатывать более осторожно, чем простое 1 × 1 плетение, так как легко получить просветы и искажение фактуры. 

Разновидность елочки, которая используется весьма редко. Очень пластичная структура для нестандартных решений.

Сатин (Satin WEAVE, R) – наименее плотное и самое пластичное полотно. Рыхлость полотну придают особенности плетения: каждая нить утка и основы проходит над несколькими нитями утка или основы.

При работе с этим типом полотна необходим определенный уровень навыков.

Реже используется корзинное плетение – Leno, Basket Weave. Красивая фактура, но такое полотно сложно выложить без искажений рисунка.

Схематически виды плетения карбонового полотна представлены на рисунке.

 

 

 

 

 

 

 

Правила выбора углеполотна

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

  1. Плотность, масса на единицу площади г/м.кв,
  2. Линейная плотность, количество нитей на 1 смв каждом направлении,
  3. 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!

Технические характеристики карбоновых волокон

Для углеродных волокон основными механическими характеристиками являются предел прочности на растяжение σв, 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

σB, МПа

σB/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)

M35J50683
M40J57398
M40J55640
M46J63611
M50J69597
M55J78583
M60J85569

 

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!!!

Углеродное волокно – характеристики и особенности хранения.

В наиболее ответственных изделиях применяют углекомпозиты (углепластики). Согласно расчетам, среди всех возможных соединений, на основе периодической системы элементов, графит имеет самые высокие прочностные и термические характеристики. Углеродное волокно имеет один из наиболее высоких показателей по удельной прочности среди других  волокон. Имеет высокую стойкость к кручению и усталости. Уступая лишь в ударной прочности арамиду и стеклу.

Углеродное волокно-производство

Столь высокую стоимость углеродного волокна обуславливает сложность и энергоемкость процесса его получения.  Смысл процесса состоит в поэтапной чистке углеродосодержащих нитей от ненужных атомов, оставляя в конце процесса до 99% углерода в объеме нити.

УВ получают путем термического разложения (пиролизом) исходных нитей: гидратоцеллюлозных, полиакрилонитрильных (ПАН). Так же нефтяных или каменноугольных пеков. В настоящее время, промышленное значение имеет производство УВ на базе вискозы или ПАН.

Процесс получения УВ на основе ПАН

Следует заметить, что химический состав и структура УВ зависит от состава исходного сырья.

В первую очередь, полиакриловые жгуты подвергают окислению, проводя термическую обработку на воздухе при температуре около 200 °С.

Окисленный ПАН так же представляет интерес в некоторых сферах производства как термостойкий и трудно горючий материал.

После окисления, полотно проходит через печи карбонизации (около 1500 °С) и графитизации (около 3000 °С). На этой стадии удаляются остатки водорода и гетероатомов, происходит образование двойных связей между атомами углерода. Процессы карбонизации и графитизации проводятся в инертной среде.

В завершении процесса карбонизации (в некоторых случаях стадия графитизации может исключаться) жгут имеет готовый химический состав и структуру, но проходит еще ряд этапов для повешения адгезии с матрицей:

— обработка поверхности. Поверхность карбонового полотна вследствие данной реакции становится «шероховатой». Обнажая атомы углерода и создавая свободные функциональные группы способные к ионному обмену.

— нанесение ПАВ (поверхностно активное вещество). Оно же, так называемое аппретирование. В качестве аппрета чаще наносятся эпоксидные смолы без отвердителя. Аппрет защищает от истирания в процессе хранения, транспортировки и текстильной переработки. Вытесняет из пор влагу и воздух.

Этап сушки после нанесения аппрета является завершающим этапом, после которого жгуты наматываются на бобины  (обычно массой до 8 кг).

Характеристики углеродного волокна

Модуль упругости. УВ обычно группируются в соответствии со своим модулем:

  • Низкомодульное (HS): 160-270 ГПа;
  • Средний модуль (IM): 270-325ГПа;
  • Высокомодульное (НМ): 325-440 ГПа;
  • Сверхвысокий модуль (UHM): 440+ ГПа;

Диаметр и количество элементарных нитей. Каждый жгут  состоит из тысяч элементарных нитей (филаментов).  Диаметр такой углеродной нити: 5-7 мкм, что в 2-3 раза тоньше человеческого волоса.  В маркировке у любого типа волокна есть обозначения: 3К, 6К, 12К, 24К- это и есть количество филаментов в жгуте  (в тысячах).

Линейная плотность. Кроме обычной плотности, у волокон принято выделять так же линейную. Измеряется она в тексах (tex). Если линейная плотность  указана 800 tex, значит, километр этого жгута имеет массу 800гр.

Прочностные характеристики

Итоговое значение прочности, указываемое в сертификатах качества и т. д. снимается уже с пропитанного и отвержденного жгутика (микропластика). Микропластик- жгут  пропитанный полимерным связующим и отвержденный при воздействии растягивающего напряжения.

УВ достаточно хрупкое поэтому не имеет большого смысла снимать с него прочностные характеристики в непропитанном виде. Так же, для конечного потребителя важнее знать свойства углеродного волокна в отвержденной полимерной матрице, то есть в композите. Поэтому в чаще всего указывают:

  • Прочность при растяжении комплексной нити в микропластике. ГПа
  • Модуль упругости при растяжении комплексной нити в микропластике. ГПа

Условия транспортировки и хранения углеродного волокна

  • Бобины должны храниться в крытых складских помещениях в упакованном виде, коробки должны находиться в горизонтальном положении.
  • Рекомендуемые условия хранения.
    • Температура: 0-40 °С. Хранение при минусовой температуре не рекомендуется.
    • Влажность: 40-80%.
  • Допускается перевозка в неотапливаемом транспорте при температуре до -30 °С.
  • Во избежание конденсации влаги на поверхности. Перед использованием, нераспакованные бобины должны быть выдержаны не менее 48 часов при температуре от 20 до 30 °С и влажности от 40 до 80%.
  • При правильных условиях хранения, производитель гарантирует сохранность свойств в течение 2 лет с даты производства.

Заключение

Надо понимать, УВ не является гарантией качества и гарантией сверх прочностных свойств изделия. Сами по себе углеродные  нити довольно хрупкие и ломкие. Без правильных условий полимеризации или при не правильном подборе матрицы или ее не совместимости с нитью можно и не достигнуть заявленных производителем свойств.  К тому же УВ уступает базальту и стеклу в некоторых видах мех. испытаний.  При том, что даже самое дорогое стекло и базальт в 10ки раз дешевле, чем самое дешевое углеродное волокно. В дополнение ко всему, по причине широкого применения углеродных волокон в оборонной промышленности, для того чтобы купить его за рубежом напрямую у производителя необходимо получение лицензии.

Буду признателен за любую обратную связь. Спасибо!

Углеводородное волокно, карбоновая нить, производство полимерных материалов и карбона, углеволокно цена

Углеродное волокно - материал, состоящий из тонких нитей диаметром от 3 до 15 микрон, образованных преимущественно атомами углерода. Атомы углерода объединены в микроскопические кристаллы, выровненные параллельно друг другу. Выравнивание кристаллов придает волокну большую прочность на растяжение. Углеродные волокна характеризуются высокой силой натяжения, низким удельным весом, низким коэффициентом температурного расширения и химической инертностью.

Производством углеродного волокна в России занимается компания ООО «Композит-Волокно», входящее в холдинг "Композит"

Углеродное волокно является основой для производства углепластиков (или карбона, карбонопластиков, от "carbon", "carbone" - углерод). Углепластики - полимерные композиционные материалы из переплетенных нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных (чаще эпоксидных) смол.

Углеродные композиционные материалы отличаются высокой прочностью, жесткостью и малой массой, часто прочнее стали, но гораздо легче.

Производство полимерных материалов

Наше предложение

Производство полимерных материалов требует значительного опыта. Для достижения принятых стандартов качества необходимы не только квалифицированные сотрудники, но и налаженная технология изготовления изделий. По этим причинам все представленные позиции в каталоге имеют высокое качество, гарантируют достижение поставленных перед ними задач и обладают регулярными положительными отзывами.

В каталоге вы сможете подобрать изделия для таких сфер:

  • машиностроение;
  • космическая и авиационная промышленность;
  • ветроэнергетика;
  • строительство;
  • спортивный инвентарь;
  • товары народного потребления

Наше производство изделий из полимерных материалов может обеспечить вас тем количеством изделий, которое вам будет необходимо. Отсутствуют ограничения по объему заказа. При этом вы можете рассчитывать на полную консультацию от профессионалов и оперативное выполнение поставленных задач. Производство полимерных материалов в России, которое мы осуществляем, дает возможность приобретения необходимых единиц каталога по оптовой системе. Изучите наш каталог, а также, если у вас остались какие-либо вопросы - не откладывайте их на потом и обращайтесь прямо сейчас в нашу службу поддержки.

Почему цена на углеволокно так высока?

Большие затраты энергии — основная причина высокой себестоимости углеродного волокна. Впрочем, это с лихвой компенсируется впечатляющим результатом. Даже не верится, что все начиналось с «мягкого и пушистого» материала, содержащегося в довольно прозаических вещах и известных не только сотрудникам химических лабораторий. Белые волокна — так называемые сополимеры полиакрилонитрила — широко используются в текстильной промышленности. Они входят в состав плательных, костюмных и трикотажных тканей, ковров, брезента, обивочных и фильтрующих материалов. Иными словами, сополимеры полиакрилонитрила присутствуют везде, где на прилагающейся этикетке упомянуто акриловое волокно. Некоторые из них «несут службу» в качестве пластмасс. Наиболее распространенный среди таковых — АБС-пластик. Вот и получается, что «двоюродных родственников» у карбона полным-полно. Карбоновая нить имеет впечатляющие показатели по усилию на разрыв, но ее способность «держать удар» на изгиб «подкачала». Поэтому, для равной прочности изделий, предпочтительнее использовать ткань. Организованные в определенном порядке волокна «помогают» друг другу справиться с нагрузкой. Однонаправленные ленты лишены такого преимущества. Однако, задавая различную ориентацию слоев, можно добиться искомой прочности в нужном направлении, значительно сэкономить на массе детали и излишне не усиливать непринципиальные места.

Что такое карбоновая ткань?

Для изготовления карбоновых деталей применяется как просто углеродное волокно с хаотично расположенными и заполняющими весь объем материала нитями, так и ткань (Carbon Fabric). Существуют десятки видов плетений. Наиболее распространены Plain, Twill, Satin. Иногда плетение условно — лента из продольно расположенных волокон «прихвачена» редкими поперечными стежками только для того, чтобы не рассыпаться. Плотность ткани, или удельная масса, выраженная в г/м2, помимо типа плетения зависит от толщины волокна, которая определяется количеством угленитей. Данная характеристика кратна тысячи. Так, аббревиатура 1К означает тысячу нитей в волокне. Чаще всего в автоспорте и тюнинге применяются ткани плетения Plain и Twill плотностью 150–600 г/м2, с толщиной волокон 1K, 2.5K, 3К, 6K, 12K и 24К. Ткань 12К широко используется и в изделиях военного назначения (корпуса и головки баллистических ракет, лопасти винтов вертолетов и подводных лодок, и пр.), то есть там, где детали испытывают колоссальные нагрузки.

Бывает ли цветной карбон? Желтый карбон бывает?

Часто от производителей тюнинговых деталей и, как следствие, от заказчиков можно услышать про «серебристый» или «цветной» карбон. «Серебряный» или «алюминиевый» цвет — всего лишь краска или металлизированное покрытие на стеклоткани. И называть карбоном такой материал неуместно — это стеклопластик. Отрадно, что и в данной области продолжают появляться новые идеи, но по характеристикам стеклу с углем углеродным никак не сравниться. Цветные же ткани чаще всего выполнены из кевлара. Хотя некоторые производители и здесь применяют стекловолокно; встречается даже окрашенные вискоза и полиэтилен. При попытке сэкономить, заменив кевлар на упомянутые полимерные нити, ухудшается адгезия такого продукта со смолами. Ни о какой прочности изделий с такими тканями не может быть и речи. Отметим, что «Кевлар», «Номекс» и «Тварон» — патентованные американские марки полимеров. Их научное название «арамиды». Это родственники нейлонов и капронов. В России есть собственные аналоги — СВМ, «Русар», «Терлон» СБ и «Армос». Но, как часто бывает, наиболее «раскрученное» название — «Кевлар» — стало именем нарицательным для всех материалов.

Что такое кевлар и какие у него свойства?

По весовым, прочностным и температурным свойствам кевлар уступает углеволокну. Способность же кевлара воспринимать изгибающие нагрузки существенно выше. Именно с этим связано появление гибридных тканей, в которых карбон и кевлар содержатся примерно поровну. Детали с угольно-арамидными волокнами воспринимают упругую деформацию лучше, чем карбоновые изделия. Однако есть у них и минусы. Карбон-кевларовый композит менее прочен. Кроме того, он тяжелее и «боится» воды. Арамидные волокна склонны впитывать влагу, от которой страдают и они сами, и большинство смол. Дело не только в том, что «эпоксидка» постепенно разрушается водно-солевым раствором на химическом уровне. Нагреваясь и охлаждаясь, а зимой вообще замерзая, вода механически расшатывает материал детали изнутри. И еще два замечания. Кевлар разлагается под воздействием ультрафиолета, а формованный материал в смоле утрачивает часть своих замечательных качеств. Высокое сопротивление разрыву и порезам отличают кевларовую ткань только в «сухом» виде. Потому свои лучшие свойства арамиды проявляют в других областях. Маты, сшитые из нескольких слоев таких материалов, — основной компонент для производства легких бронежилетов и прочих средств безопасности. Из нитей кевлара плетут тонкие и прочные корабельные канаты, делают корд в шинах, используют в приводных ремнях механизмов и ремнях безопасности на автомобилях.

А можно обклеить деталь карбоном?

Непреодолимое желание иметь в своей машине детали в черно-черную или черно-цветную клетку привели к появлению диковинных суррогатов карбона. Тюнинговые салоны обклеивают деревянные и пластмассовые панели салонов углеродной тканью и заливают бесчисленными слоями лака, с промежуточной ошкуриванием. На каждую деталь уходят килограммы материалов и масса рабочего времени. Перед трудолюбием мастеров можно преклоняться, но такой путь никуда не ведет. Выполненные в подобной технике «украшения» порой не выдерживают температурных перепадов. Со временем появляется паутина трещин, детали расслаиваются. Новые же детали неохотно встают на штатные места из-за большой толщины лакового слоя.

Как производятся карбоновые и/или композитные изделия?

Технология производства настоящих карбоновых изделий основывается на особенностях применяемых смол. Компаундов, так правильно называют смолы, великое множество. Наиболее распространены среди изготовителей стеклопластиковых обвесов полиэфирная и эпоксидная смолы холодного отверждения, однако они не способны полностью выявить все преимущества углеволокна. Прежде всего, по причине слабой прочности этих связующих компаундов. Если же добавить к этому плохую стойкость к воздействию повышенных температур и ультрафиолетовых лучей, то перспектива применения большинства распространенных марок весьма сомнительна. Сделанный из таких материалов карбоновый капот в течение одного жаркого летнего месяца успеет пожелтеть и потерять форму. Кстати, ультрафиолет не любят и «горячие» смолы, поэтому, для сохранности, детали стоит покрывать хотя бы прозрачным автомобильным лаком.

Компаунды холодного твердения.

«Холодные» технологии мелкосерийного выпуска малоответственных деталей не позволяют развернуться, поскольку имеют и другие серьезные недостатки. Вакуумные способы изготовления композитов (смола подается в закрытую матрицу, из которой откачан воздух) требуют продолжительной подготовки оснастки. Добавим к этому и перемешивание компонентов смолы, «убивающее» массу времени, что тоже не способствует производительности. Говорить о ручной выклейке вообще не стоит. Метод же напыления рубленого волокна в матрицу не позволяет использовать ткани. Собственно, все идентично стеклопластиковому производству. Просто вместо стекла применяется уголь. Даже самый автоматизированный из процессов, который к тому же позволяет работать с высокотемпературными смолами (метод намотки), годится для узкого перечня деталей замкнутого сечения и требует очень дорогого оборудования.

Эпоксидные смолы горячего отверждения прочнее, что позволяет выявить качества карбонов в полной мере. У некоторых «горячих» смол механизм полимеризации при «комнатной» температуре запускается очень медленно. На чем, собственно, и основана так называемая технология препрегов, предполагающая нанесение готовой смолы на углеткань или углеволокно задолго до процесса формования. Приготовленные материалы просто ждут своего часа на складах.

В зависимости от марки смолы время жидкого состояния обычно длится от нескольких часов до нескольких недель. Для продления сроков жизнеспособности, приготовленные препреги, иногда хранят в холодильных камерах. Некоторые марки смол «живут» годами в готовом виде. Прежде чем добавить отвердитель, смолы разогревают до 50–60 C, после чего, перемешав, наносят посредством специального оборудования на ткань. Затем ткань прокладывают полиэтиленовой пленкой, сворачивают в рулоны и охлаждают до 20–25 C. В таком виде материал будет храниться очень долго. Причем остывшая смола высыхает и становится практически не заметной на поверхности ткани. Непосредственно при изготовлении детали нагретое связующее вещество становится жидким как вода, благодаря чему растекается, заполняя весь объем рабочей формы и процесс полимеризации ускоряется.

Компаунды горячего твердения.

«Горячих» компаундов великое множество, при этом у каждой собственные температурные и временные режимы отверждения. Обычно, чем выше требуемые показания термометра в процессе формовки, тем прочнее и устойчивее к нагреву готовое изделие. Исходя из возможностей имеющегося оборудования и требуемых характеристик конечного продукта, можно не только выбирать подходящие смолы, но делать их на заказ. Некоторые отечественные заводы-изготовители предлагают такую услугу. Естественно, не бесплатно.

Препреги как нельзя лучше подходят для производства карбона в автоклавах. Перед загрузкой в рабочую камеру нужное количество материала тщательно укладывается в матрице и накрывается вакуумным мешком на специальных распорках. Правильное расположение всех компонентов очень важно, иначе не избежать нежелательных складок, образующихся под давлением. Исправить ошибку впоследствии будет невозможно. Если бы подготовка велась с жидким связующим, то стала бы настоящим испытанием для нервной системы рабочих с неясными перспективами успеха операции.

Процессы, происходящие внутри установки, незатейливы. Высокая температура расплавляет связующее и «включает» полимеризацию, вакуумный мешок удаляет воздух и излишки смолы, а повышенное давление в камере прижимает все слои ткани к матрице. Причем происходит все одновременно.

С одной стороны, одни преимущества. Прочность такого углепластика практически максимальна, объекты самой затейливой формы делаются за один «присест». Сами матрицы не монументальны, поскольку давление распределено равномерно во всех направлениях и не нарушает геометрию оснастки. Что означает быструю подготовку новых проектов. С другой стороны, нагрев до нескольких сотен градусов и давление, порой доходящее до 20 атм., делают автоклав очень дорогостоящим сооружением. В зависимости от его габаритов цены на оборудование колеблются от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов долларов. Прибавим к этому нещадное потребление электроэнергии и трудоемкость производственного цикла. Результат — высокая себестоимость продукции. Есть, впрочем, технологии подороже и посложнее, чьи результаты впечатляют еще больше. Углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ) в тормозных дисках на болидах Формулы-1 и в соплах ракетных двигателей выдерживают чудовищные нагрузки при температурах эксплуатации, достигающих 3000 C. Эту разновидность карбона получают путем графитизации термореактивной смолы, которой пропитывают спрессованное углеродное волокно заготовки. Операция чем-то похожа на производство самого углеволокна, только происходит она при давлении 100 атмосфер. Да, большой спорт и военно-космическая сфера деятельности способны потреблять штучные вещи по «заоблачным» ценам. Для тюнинга и, тем более, для серийной продукции такое соотношение «цены-качества» неприемлемо.

Если решение найдено, оно выглядит настолько простым, что удивляешься: «Что же мешало додуматься раньше?». Тем не менее, идея разделить процессы, происходящие в автоклаве, возникла спустя годы поиска. Так появилась и стала набирать обороты технология, сделавшая горячее формование карбона похожим на штамповку. Препрег готовится в виде сэндвича. После нанесения смолы ткань с обеих сторон покрывается либо полиэтиленовой, либо более термостойкой пленкой. «Бутерброд» пропускается между двух валов, прижатых друг к другу. При этом лишняя смола и нежелательный воздух удаляются, примерно так же, как и при отжиме белья в стиральных машинах образца 1960-х годов. В матрицу препрег вдавливается пуансоном, который фиксируется резьбовыми соединениями. Далее вся конструкция помещается в термошкаф.

Тюнинговые фирмы изготавливают матрицы из того же карбона и даже прочных марок алебастра. Гипсовые рабочие формы, правда, недолговечны, но пара-тройка изделий им вполне по силам. Более «продвинутые» матрицы делаются из металла и иногда оснащаются встроенными нагревательными элементами. В серийном производстве они оптимальны. Кстати, метод подходит и для некоторых деталей замкнутого сечения. В этом случае легкий пуансон из вспененного материала остается внутри готового изделия. Антикрыло Mitsubishi Evo — пример такого рода.

Механические усилия заставляют думать о прочности оснастки, да и система матрица — пуансон требует либо 3D-моделирования, либо модельщика экстра-класса. Но это, все же, в сотни раз дешевле технологии с автоклавом.

Алексей Романов редактор журнала «ТЮНИНГ Автомобилей»

Углепластик: особенности и сфера применения

Углепластик представляет собой композитный материал, который выполнен на основе углеродного волокна. В зависимости от вида армирующего наполнителя, его формы и размеров, углепластики разделяют на углеволокниты, углетекстолиты и углепресволокниты.

Материал на основе непрерывных нитей и жгутов составляет группу углеволокнитов. В углетекстолитах в качестве армирующего наполнителя применяют тканые ленты разных текстурных форм. Углепресволокниты производят на основе дискретных волокон.

Особенности углепластика

Этот материал получил обширное распространение благодаря наличию целого ряда уникальных качеств.

К преимуществам углепластика относят:

  • Высокий уровень прочности и жесткости.
  • Низкую плотность.
  • Химическую инертность.
  • Хорошую тепло- и электропроводность.
  • Высокий уровень усталостной прочности, радиационной стойкости и низкую ползучесть.
  • Низкий коэффициент термического расширения.

Кроме того, уклепластик отличается хорошей технологичностью, благодаря которой можно перерабатывать этот материал в изделия при использовании обычного технологического оборудования.

При этом процесс производства из углепластика будет отличаться минимальными трудовыми и энергетическими затратами. А, так как углепластик легкий и прочный, на его основе можно производить детали с любым размером и любой конфигурацией. Поскольку материал имеет высокие аэродинамические характеристики, он может выдерживать критические температуры. А нити углерода настолько устойчивы к растяжению, что их можно сравнить со сталью по этому показателю.

Сфера применения

Углепластик имеет обширную сферу применения, поэтому материалы на его основе можно встретить в разных отраслях промышленности:

• В строительстве.

Углеродные ткани применяют для создания армирующего материала. Применение углеродной ткани и эпоксидного связующего позволяет осуществлять реконструкцию мостов, промышленных и жилых зданий в минимальные сроки и с маленькими трудозатратами.

• В авиации.

Углепластик применяют для создания композитных деталей, а так как он легкий и прочный, можно легко заменить ним алюминиевые сплавы. Готовые детали будут в пять раз легче алюминиевых, но у них будет более высокая прочность, гибкость и устойчивость к давлению.

• В автомобилестроении.

Применяется для производства не только отдельных, но и автомобильных корпусов. Высокая прочность и минимальный вес дают возможность создавать безопасные и очень экономичные машины.

Дата публикации: 23.01.2015

Похожие записи:

Углепластиковая арматура: характеристики, преимущества и недостатки


Углепластики – это композитные полимерные материалы, отличающиеся высокой прочностью на излом, стойкостью к ударным нагрузкам. По целому ряду параметров углепластики превосходят сталь, поэтому углепластиковая арматура рассматривается строителями как альтернатива значительно более тяжелой, подверженной коррозии, стальной.

Что такое углепластиковая арматура и ее преимущества перед стальной

Углепластик представляет собой композитный материал на основе графитовых волокон, пропитанных различными полимерами. Сейчас для пропитки полимером волокон графита чаще других используются полиэфирные, эпоксидные или виниловые смолы. В последнее время при производстве углепластиков начали применять пултрузионные смолы и отвердители, резко ускоряющие производственный процесс.

На выходе установки по производству композитной арматуры, в зависимости от настроек агрегата, получают либо бухту из углепластика, либо мерные стержни заданного сечения и длины. Последние параметры определяются настройками вытяжных механизмов. Полученные углепластиковые изделия имеют ребристую поверхность, однородную структуру и механические свойства, превосходящие по некоторым параметрам аналогичные характеристики стальной арматуры.

Основные параметры, характеризующие углепластиковую арматуру:

Физико-механические свойства композитной арматуры различных типов

  • прочность углепластика на растяжение – от 2000 МПа до 3000 МПа;
  • огнестойкость – до 600°С;
  • плотность – 1600 кг/м3;
  • высокая коррозиеустойчивость;
  • высокая упругость – до 350 ГПа;
  • теплопроводность – от 1.0 Вт/(м×C).

Благодаря своим характеристикам углепластиковые изделия как нельзя лучше подходят для укладки долговечного дорожного полотна, для армирования конструкций химических складов, для сооружения различных гидротехнических объектов, систем ливнестоков, водоочистки и канализации. Углепластиковую арматуру целесообразно использовать при возведении небольших домов, коттеджей, особенно если стены монолитные или многослойные, а материал гигроскопичный.

Основные преимущества углепластиковой арматуры

Виды стеклопластиковой арматуры

Композитная структура делает стержни прочными, выдерживающими высокую ударную нагрузку и статическую нагрузку на излом. Это качество позволяет значительно снизить расход арматуры, собирая не такую густую армированную сетку, как при стальной. При изготовлении армированной сетки отпадает необходимость в сварочном аппарате.

Арматура из углепластика имеет удельный вес на порядок меньше, чем стальная. Это означает, что бетонные конструкции, армированные углепластиковыми прутьями, будут значительно легче, чем со стальной. А при транспортировке за один раз можно перевезти в десять раз больше углепластиковой арматуры, чем стальной.

Углепластиковые изделия устойчивы к коррозии и к воздействию агрессивных сред. Им не страшны ни кислоты, ни щелочи, ни морская вода, что позволяет применять углепластиковую арматуру при строительстве мостов, различных сооружений химической защиты.

К достоинствам углепластика следует отнести устойчивость к низким температурам. Поскольку материал представляет собой диэлектрик, он полностью радиопроницаем, и стены, армированные им, будут свободно пропускать радиоволны.

Низкая теплопроводность углепластиковой арматуры не позволит отдавать полезное тепло в атмосферу через стены и фундамент, как это происходит со арматурой стальной. Композитная структура материала подразумевает длительный срок службы. Лабораторные испытания на износ различных образцов углепластика дают прогнозируемую долговечность не менее 75 лет. И последний аргумент в пользу углепластика – его доступная цена при промышленном производстве.

Технология производства углепластиковой арматуры

Технологический процесс получения углепластиковой арматуры – стержней с композитной структурой и постоянным сечением на основе волокон графита – называется пултрузией (протяжкой). Весь этот процесс автоматизирован, цикл производства непрерывный, человеческий труд минимизирован.

Линия производства стеклопластиковой арматуры

Установка для получения углепластика состоит из устройства подачи волокон, ванны для полимеров, устройства предварительной формовки, нагреваемой пресс-формы, тянущей и отрезной машины.

В обычных установках использовались полиэфирные, виниловые или эпоксидные смолы. В пултрузионном процессе используются специальные смолы и отвердители, позволяющие резко увеличить скорость протяжки. Если скорость протяжки в прежних установках не превышала одного метра в минуту, то пултрузионные установки позволяют получить скорость протяжки до шести метров в минуту. Конечный продукт либо наматывается на бобину, либо разрезается на мерные куски.

Технологический процесс

Графитовое волокно с катушек подается в полимерную ванну, где происходит пропитывание волокна полимером. Волокна, пропитанные на этом этапе полимером, попадают в устройство предварительной формовки, где состав приобретает заданную форму, а волокна выравниваются. Далее волокна с полимером, который еще не успел затвердеть, попадают в нагретую пресс-форму, входная зона которой охлаждается водой для предотвращения преждевременного слипания полимера.

Технологическая схема производства углепластиковой арматуры

В пресс-форме (фильере) несколькими комплектами нагревателей создано от четырех до шести зон нагрева, которые поддерживают оптимальные температуры для правильного процесса полимеризации. Эти оптимальные режимы нагрева задает автоматическая система управления в зависимости от параметров изделия и скорости протяжки. Во время протяжки в полимере возникает экзотермическая реакция (саморазогрев).

Из пресс-формы выходит готовый, полностью отвердевший продукт, который не нуждается в какой-либо обработке. Вытяжное устройство вытягивает его из пресс-формы и подает в отрезную машину, где изделие распиливается на мерные отрезки, готовые к применению.

На качество конечного продукта может оказать влияние любой из факторов – скорость протяжки, температурные режимы пресс-формы, совместимость графитовых волокон и полимерной смолы, равномерная пропитка волокон полимером.

Как вязать углепластиковую арматуру

Увязывая углепластиковую арматуру, соединять прутья следует внахлест, с шириной шага до 25 сантиметров. Перед заливкой бетона нужно проверить, все ли стыки связаны надежно, не сместится ли конструкция. Угловые элементы фиксируются при установке каркаса. В котловане опорная конструкция с углепластиком крепится до того, как будет установлена опалубка. При бетонировании вертикальных конструкций необходимо, чтобы арматура была установлена ровно.

Вязка композитной арматуры

Для вязки арматуры необходимы инструменты:

  • кусачки;
  • пассатижи;
  • винтовой крючок.

Вязать стержни можно любыми узлами – угловыми, крестовыми и др.

Перечень недостатков углепластиковой арматуры

К основным недостаткам композитной арматуры следует отнести ее относительно высокую стоимость. Правда, благодаря малому весу можно компенсировать стоимость арматуры расходами на перевозку, нарезку, монтаж. Следующий недостаток – ломкость. Прут может сломаться от удара, от попыток изогнуть, а любая микротрещина снижает прочность. И, наконец, низкая огнестойкость – всего 600°С. В случае пожара арматура расплавится внутри бетона.

Стеклопластиковые прутья

Видео по теме: Композитная арматура — сравнение со стальной


Свойства углеродного волокна

Репутация

Carbon Fiber как материала приобрела мистические пропорции! Мало того, что он имеет репутацию лучшего и самого сильного, но также стало круто иметь что-то из углеродного волокна!

Я не претендую на звание эксперта. Эта статья объединяет информацию, которую я нашел в своем исследовании углеродного волокна, я не являюсь основным источником. Я стараюсь быть точным, но ДЕЛАЮ ОШИБКИ, я знаю, что это может стать неожиданностью для некоторых из вас, но это так.Если вы планируете построить мачту или другие лодочные штуки, сделайте свое исследование. Проконсультируйтесь со специалистом и будьте осторожны. Радоваться, веселиться.

Во-первых, что такое углеродное волокно

Углеродное волокно, что неудивительно, состоит из кристаллов углерода, расположенных вдоль длинной оси. Эти кристаллы в форме соты образуют длинные сплющенные ленты. Такое выравнивание кристаллов делает ленту прочной по длинной оси. В свою очередь, эти ленты выравниваются внутри волокон. Форма волокна - это исходная форма материала (его предшественника), используемого для производства углеродного волокна.Я не знаю ни одного процесса, при котором волокна формируются ПОСЛЕ карбонизации. Эти волокна (содержащие плоские ленты из кристаллов углерода), в свою очередь, объединяются производителем в более толстые волокна и ткутся в углеродную ткань, превращаются в войлок, скручиваются или связываются без скручивания. Это называется Ровинг. Углеродное волокно также предлагается в виде рубленых прядей и порошка.

Чтобы изменить характеристики укладки, иногда добавляют другие материалы, такие как стекловолокно, кевлар или алюминий.Углеродное волокно в качестве него используется редко. Скорее он встроен в матрицу. В производстве мачт и лодок мы обычно думаем о эпоксидных или полиэфирных смолах, но углеродное волокно также используется в качестве армирования для термопластов, бетона или керамики.

Производство углеродного волокна

Существует несколько методов изготовления углеродного волокна, но по сути все они начинаются с изготовления волокон из материала-предшественника, богатого углеродом. Исходный размер и форма волокна сохранятся в готовом углеродном волокне, но внутренняя химическая структура будет значительно изменена в результате различных циклов нагрева.Первыми шагами являются карбонизация и растяжение волокон-прекурсоров, будь то ПАН: полиакрилонитрил, смола или вискоза. Есть несколько циклов нагрева при различных температурах, исключая кислород. Этот процесс вытесняет большинство других элементов (в основном водород и азот) из исходного материала, оставляя углерод. Это также позволяет углю постепенно кристаллизоваться в его характерном сотовом стиле. Если вы еще не видели его, перейдите на мою страницу «Исследования углерода» и посмотрите видео о структуре углеродного волокна.это потрясающе.

Это видео на Youtube показывает, как производится углеродное волокно, и его стоит посмотреть.

Наиболее важными факторами, определяющими физические свойства углеродного волокна, являются степень карбонизации (содержание углерода, обычно более 92% по массе) и ориентация слоев слоистых углеродных плоскостей (лент). Волокна производятся в промышленных масштабах с широким диапазоном вариаций содержания кристаллических и аморфных форм для модификации или улучшения различных свойств.

В зависимости от исходного материала и процесса карбонизации углеродное волокно модифицируется для соответствия конечному назначению.ПАН или полиакрилонитрил - наиболее распространенный прекурсор для пластиковых композитов.

Основными вариациями характеристик является зависимость прочности от жесткости. Используя разные циклы нагрева, можно выделить любой из них. Ведутся исследования по изменению других характеристик, таких как тепло и электропроводность.

Важна не только внутренняя структура волокон, но и то, как они выстраиваются в готовую продукцию, имеет огромное влияние на свойства изготавливаемого изделия. Правильное выравнивание углеродных волокон важно для максимизации их преимуществ.

Свойства углеродного волокна, что не стоит любить !!

  1. Высокая прочность по отношению к массе
  2. Жесткость
  3. Коррозионная стойкость
  4. Электропроводность
  5. Сопротивление усталости
  6. Хорошая прочность на разрыв, но хрупкость
  7. Огнестойкость / не горючий
  8. Высокая теплопроводность в некоторых формах
  9. Низкий коэффициент теплового расширения
  10. Не ядовито
  11. Биологически инертный
  12. Рентгеновский проницаемый
  13. Сравнительно дорого
  14. Требуется специальный опыт и оборудование.

Я не писал подробно, но углеродное волокно является самосмазывающимся, оно также имеет отличное экранирование от электромагнитных помех.

1- Углеродное волокно имеет высокое отношение прочности к весу (также известное как удельная прочность)

Прочность материала - это сила, приходящаяся на единицу площади при разрушении, деленная на его плотность. Любой прочный И легкий материал имеет подходящее соотношение прочности и веса. Такие материалы, как алюминий, титан, магний, углерод и стекловолокно, высокопрочные стальные сплавы, имеют хорошее соотношение прочности к весу.Неудивительно, что древесина бальзы отличается высоким соотношением прочности и веса.

Следующие цифры предлагаются только для сравнения и будут варьироваться в зависимости от состава, сплава, типа крестовины, плотности древесины и т. Д. Единицы измерения - кНм / кг.

Spectra fiber 3619
Кевлар 2514
Углеродное волокно 2457
Стекловолокно 1307
Spider Silk 1069
Углеродный эпоксидный композит 785
Осевая нагрузка бальзы 521
Стальной сплав 254
Алюминиевый сплав 222
полипропилен 89
Дуб 87
Нейлон 69

Обратите внимание, что прочность и жесткость - это разные свойства, прочность - это сопротивление разрыву, жесткость - это сопротивление изгибу или растяжению.

Из-за того, как кристаллы углеродного волокна ориентируются в длинной плоской ленте или узких листах сотовых кристаллов, прочность при движении по длине выше, чем по волокну. Вот почему дизайнеры объектов из углеродного волокна определяют направление укладки волокна, чтобы обеспечить максимальную прочность и жесткость в определенном направлении. Волокно выравнивается в направлении наибольшего напряжения.

Углеродное волокно-предшественник на основе пека имеет более высокую прочность, чем углеродное волокно на основе пека, которое имеет более высокую жесткость.

2- Углеродное волокно очень жесткое

Жесткость или жесткость материала измеряется модулем Юнга и измеряет, насколько материал отклоняется под действием напряжения. Пластик, армированный углеродным волокном, более чем в 4 раза жестче, чем пластик, армированный стекловолокном, почти в 20 раз больше, чем сосна, в 2,5 раза больше, чем алюминий. Дополнительную информацию о жесткости и способах ее измерения, а также сравнительную таблицу различных материалов см. На моей странице модуля Юнга.

Помните, что напряжение - это сила, деформация - это отклонение, такое как изгиб или растяжение

3 - Углеродное волокно устойчиво к коррозии и химически.

Хотя углеродные волокна сами по себе не подвержены значительному износу, эпоксидная смола чувствительна к солнечному свету и требует защиты. Другие матрицы (независимо от того, в какое углеродное волокно встроено) также могут быть реактивными.

Углеродные волокна подвержены воздействию сильных окислителей

Композиты из углеродного волокна должны быть изготовлены из эпоксидной смолы, стойкой к ультрафиолетовому излучению (редко), или покрыты стойкой к ультрафиолетовому излучению отделкой, например, лаками.

4 - Углеродное волокно электропроводное

Эта функция может быть полезной или мешать.При строительстве лодок необходимо учитывать проводимость, так же как и проводимость алюминия. Электропроводность углеродного волокна может способствовать гальванической коррозии фитингов. Тщательная установка может уменьшить эту проблему.

Углеродная пыль может накапливаться в магазине и вызывать искры или короткое замыкание в электрических приборах и оборудовании.

В настоящее время ведется довольно много исследований и разработок по использованию электропроводности углеродного волокна для получения тепла либо для более быстрого отверждения композитных материалов, либо для самих нагревательных свойств.Это может быть применено в зимней одежде или одежде, предназначенной для суровых условий окружающей среды.

Вот исследовательский документ о проводящих тканях и их использовании в боевом обнаружении ран. PDF файл

5- Усталостное сопротивление хорошее

Устойчивость к усталости композитов из углеродного волокна - хорошая. Однако, когда углеродное волокно выходит из строя, оно обычно катастрофически выходит из строя без значительных внешних признаков, свидетельствующих о его неизбежном отказе.

Усталостное повреждение при растяжении рассматривается как снижение жесткости с увеличением числа циклов напряжения (если температура не высокая)

Испытания показали, что отказ вряд ли будет проблемой, если циклические напряжения совпадают с ориентацией волокна.Углеродное волокно превосходит стекло E по усталостной и статической прочности, а также по жесткости.

Ориентация волокон И различная ориентация слоев волокон в большой степени влияют на то, как композит будет сопротивляться усталости (как и на жесткость). Тип приложенных сил также приводит к различным типам отказов. Силы растяжения, сжатия или сдвига приводят к заметно разным результатам разрушения.

Бумага Национальной лаборатории Ок-Ридж об испытании композитов из углеродного волокна, предназначенных для использования в автомобилях.Американский институт аэронавтики и астронавтики, испытание материалов, которые будут использоваться в лопастях ветряных турбин.

6- Углеродное волокно имеет хорошую прочность на разрыв

Предел прочности на разрыв или предел прочности - это максимальное напряжение, которое может выдержать материал при растяжении или растяжении до образования шейки или разрушения. Сужение - это когда поперечное сечение образца начинает значительно сокращаться. Если вы возьмете полоску полиэтиленового пакета, она растянется и в какой-то момент начнет сужаться. Это шею.Прочность на растяжение измеряется в силе на единицу площади. Хрупкие материалы, такие как углеродное волокно, не всегда выходят из строя при одном и том же уровне напряжения из-за внутренних дефектов. Они терпят неудачу при малых деформациях. (другими словами, перед катастрофическим разрушением не происходит большого изгиба или растяжения) Модуль Вейбулла хрупких материалов

Испытание включает взятие образца с фиксированной площадью поперечного сечения, а затем его вытягивание, постепенно увеличивая силу, пока образец не изменит форму или не сломается. Волокна, такие как углеродные волокна, имеющие диаметр всего 2/10 000-х дюйма, превращаются в композиты соответствующей формы для испытаний.

Единицы измерения - МПа Эта таблица предлагается только для сравнения, так как в ней много переменных.

Углеродистая сталь 1090 650
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) 37
Полипропилен 19,7-80
Полиэтилен высокой плотности 37
Нержавеющая сталь AISI 302 860
Алюминиевый сплав 2014-T6 483
Алюминиевый сплав 6

Carbon Fiber Edition> ENGINEERING.com

Если индустрия 3D-печати стоимостью 7 миллиардов долларов собирается захватить значительную долю производственного рынка стоимостью в триллион долларов, технология должна будет развиваться как с точки зрения самих процессов, так и материалов, которые они используют. В то время как Carbon и HP демонстрируют, что процессы догоняют и могут даже вытеснить традиционные методы производства, 3D-печати все еще предстоит сделать большой прогресс в плане адаптации материалов, используемых в традиционном производстве, для аддитивного производства (AM).

Материалы адаптируются, однако многочисленные химические компании, от DuPont до Eastman, выходят на растущий рынок материалов для 3D-печати, который, по оценкам исследовательской компании IDTechEx, к 2025 году достигнет 8,3 миллиарда долларов. Фотополимеры в настоящее время занимают самую большую долю рынка материалов для 3D-печати, но, чтобы конкурировать с традиционным производством, композитные материалы будут иметь важное значение для того, чтобы сделать 3D-печать жизнеспособной технологией для замены традиционных процессов.

Что касается композитов, одним из наиболее важных для обрабатывающей промышленности материалов являются материалы, армированные углеродным волокном. Армирование углеродным волокном может обеспечить дополнительную прочность детали при сохранении меньшего веса, что делает его экономически эффективной альтернативой таким металлам, как титан. В свою очередь, этот материал используется в областях, в которых вес и прочность имеют решающее значение, например, в аэрокосмической промышленности или автомобильной промышленности.

В настоящее время, однако, существует лишь несколько методов внедрения этого легкого, но прочного материала в существующие процессы 3D-печати.Здесь мы рассказываем обо всех известных усилиях, предпринимаемых для того, чтобы внедрить композиты из углеродного волокна в послойный мир AM. Держитесь за свои места! Мы вот-вот вступим в мир высокопроизводительных армированных углеродным волокном.

Как углеродное волокно связывает нашу жизнь

Хлопок может быть тканью нашей жизни, но с 1970-х годов углеродное волокно стало тканью наших промышленных производственных операций. Хотя он может больше всего использоваться в аэрокосмической промышленности, этот материал все чаще используется в автомобилестроении, спортивных товарах, гражданском строительстве и электронике.

Airbus A350 XWB, показанный в цветах Thai Airways, на 52% состоит из деталей из углеродного волокна (изображение любезно предоставлено Airbus).

Многочисленные производители в аэрокосмической отрасли применяют армирование углеродным волокном в производстве благодаря высокому соотношению прочности и веса материала. Несмотря на то, что углеродное волокно остается прочным, его можно использовать для замены металлических деталей, уменьшая вес самолета и, таким образом, уменьшая расход топлива, необходимого для полета самолета. До постройки нового Airbus A350 XWB, который на 52% состоит из компонентов из армированного углеродным волокном полимера (CFRP), у Boeing 787 Dreamliner было наибольшее количество деталей из углепластика, составляющих 50 процентов самолета.

Высокопроизводительные автомобили в значительной степени имеют усиление из углеродного волокна, но из-за цены материала детали из углепластика не спешили внедряться в большинство автомобилей массового производства. По этой причине вы, скорее всего, увидите усиление углеродным волокном, используемое в гоночных автомобилях, чем в четырехдверном седане. При этом производители пытаются внедрить компоненты из углепластика в основные автомобили, такие как BMW i3, который имеет шасси в основном из углепластика.

BMW i3 с деталями из углепластика. (Изображение предоставлено BMW.)

Если вы серьезный велосипедист, ваш велосипед может иметь раму из углеродного волокна. Если вы едете по мосту, он может быть усилен углеродным волокном, иногда применяемым при модернизации старых конструкций. Если вы несете теннисную ракетку или ловите волну на доске для серфинга, велика вероятность, что вы делаете это с помощью углеродного волокна. Если у вас в кармане есть микроэлектроды для измерения концентрации дофамина, то они тоже сделаны из углеродного волокна.

Как производятся композиты из углеродного волокна

Углеродные волокна, изобретенные различными инженерами в конце 19 века, состоят из отдельных нитей атомов углерода толщиной от 5 до 10 микрон.Около 90 процентов углеродных волокон получают путем нагревания полимера под названием полиакрилонитрил (ПАН) в несколько этапов до тех пор, пока он не унесет все атомы, включая водород и азот, кроме атомов углерода.

Помимо этого процесса PAN, примерно 10 процентов углеродного волокна производится с помощью процесса пека, который включает нагрев растений, сырой нефти или угля до студенистого материала с последующим осаждением его на охлаждающем колесе перед применением последующих процедур. В то время как углеродное волокно из ПАН, известное как турбостратные углеродные волокна, обладает высокой прочностью на разрыв, углеродные волокна, полученные с помощью последнего процесса, обладают высокой жесткостью и теплопроводностью.

Хотя углеродное волокно может быть намотано в катушку, известную как жгут, и использовано само по себе, его чаще сплетают в листы и комбинируют с полимером для образования композитов, армированных углеродным волокном. В этом случае смолистый полимер, часто называемый «матрицей», действует как связующее, которое связывает углеродное волокно с торцевой частью или внутри нее. Эти матричные материалы, часто термореактивные пластмассы, могут варьироваться от нейлона и полиэфирэфира (PEEK) до кевлара и полиэстера.

Процесс создания деталей из пластика / полимера, армированного углеродным волокном, зависит от типа изготавливаемого объекта.Например, ткань из углеродного волокна может быть уложена в форму в форме конечного продукта перед заполнением формы матричным материалом и нагреванием или отверждением на воздухе.

В противном случае форма может быть облицована армирующим материалом перед помещением в вакуумный мешок, который затем заполняется матричным материалом. Оба эти процесса также могут выполняться с волокнистым композитом, который уже пропитан матричным материалом («предварительная пропитка»), чтобы повысить эффективность процесса.Другой метод, используемый такими компаниями, как BMW, заключается в том, что армирующие и матричные материалы сжимаются между охватываемой и охватывающей частями металлической формы.


Большинство методов изготовления деталей из углепластика были трудоемкими, но начинают разрабатываться новые методы автоматизации. Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) с ценами в десятки миллионов долларов могут наносить полосы армирующего материала на полимерную деталь, обрезать полосы до необходимой длины и применять тепло для их сплавления, прежде чем деталь будет помещена в автоклав для окончательного отверждения.


Эти процессы часто трудоемки и дороги, поскольку укладка углеродного волокна либо утомительно вручную, либо с использованием автоматизированных машин, которые слишком дороги для любых, кроме более крупных производителей. Путем 3D-печати деталей из углепластика можно сократить количество ручных элементов, связанных с этим, а также предоставить возможность изготовления единичных деталей на заказ или небольших производственных партий с повышенной геометрической сложностью.

Углеродное волокно для 3D-печати

На данный момент самым простым методом внедрения углеродного волокна в процесс 3D-печати может быть использование филамента CFRP.Этот типичный материал сочетает в себе рубленое углеродное волокно с термопластом для создания композитной нити, которую можно экструдировать с помощью технологий производства плавленых нитей (FFF). 3D-принтеры FFF часто представляют собой недорогие системы начального уровня, но также могут быть профессиональными и промышленными машинами.

Существует несколько производителей волокон из углепластика, использующих разную степень армирования углеродным волокном и различные матричные материалы. ColorFabb, базирующаяся в Нидерландах, производит XT-CF20, материал, который объединяет модифицированный полиэтилентерефталатгликолем (ПЭТГ) сополиэфир компании Eastman Chemical с 20-процентным рубленым углеродным волокном.Carbon Fiber PLA Proto-pasta представляет собой смесь полимолочной кислоты (PLA), пластика, полученного из кукурузного крахмала, и рубленого углеродного волокна.

Радиоуправляемый автомобиль, напечатанный на 3D-принтере XT-CF20. (Изображение предоставлено ColorFabb.)

Компания

Markforged, которая производит собственный 3D-принтер из углеродного волокна, который будет обсуждаться в следующем разделе, также производит композит нейлон-углеродное волокно. 3DXTECH производит множество различных волокон из углеродного волокна, от PLA и акрилонитрилбутадиенстирола (ABS) до PETG, нейлона и PEEK.

Каждая разновидность нити накала обладает разными характеристиками. В то время как композит PLA может быть самым простым для печати, ABS или PETG могут быть немного прочнее, не разрушая банк. Нейлон будет еще более прочным и износостойким, чем эти другие варианты, но более высокая цена PEEK позволит вам создавать детали, которые действительно могут быть промышленного качества. Хотя все они могут быть прочнее, чем их аналоги из неуглеродного волокна, PEEK будет самым прочным и наиболее термостойким, химически и влагостойким из всех.

Эти волокна могут быть более чем в два раза прочнее материалов без углеродного волокна; тем не менее, рубленое углеродное волокно имеет ограниченные возможности по прочности, потому что материал, в общем, рубленый. Непрерывное армирование углеродным волокном может быть еще более долговечным благодаря тому факту, что тысячи углеродных волокон собраны вместе в длинные пряди, а не разбиты и разбросаны по преимущественно пластиковой части.

По этой причине Arevo Labs разработала не только формы нити с рубленым углеродным волокном, но и материалы с непрерывной нитью из углеродного волокна, а также материалы с углеродными нанотрубками.Как пояснил Хемант Бхеда, генеральный директор Arevo Labs: «У нас есть процесс объединения непрерывных волокон с термопластическим материалом. Этот процесс не связан с 3D-принтером. Углеродные нановолокна обрабатываются так же, как и любые другие непрерывные волокна. Углеродные нановолокна имеют гораздо более высокую прочность по сравнению с углеродными волокнами ».

Независимо от того, используют ли они рубленое углеродное волокно, углеродные нанотрубки или непрерывное углеродное волокно, большинство технологий 3D-печати по-прежнему страдают от характеристики, известной как расслоение, при которой слои на оси Z не полностью сплавлены и не разделяются.По этой причине Arevo Labs разработала технику пятиосевой 3D-печати, которая позволяет печатать не только по осям X, Y и Z, но практически под любым углом.


Бхеда описал преимущества этого процесса: «Мы расширяем [традиционное] осаждение до [нашего] истинного трехмерного осаждения. Классическая «3D-печать» наносит материал только в плоскости XY. Мы называем это «2.5D печатью». 2.5D печать вызывает слабость в направлении Z. Это также называется расслаиванием. Поскольку наша пятиосевая роботизированная рука, управляемая нашими программными алгоритмами, может наносить материал на трехмерную поверхность (не ограничиваясь плоскостью XY), это обеспечивает более высокую прочность в направлении Z и улучшенный внешний вид.”

3D-печать с использованием непрерывного углеродного волокна

На данный момент производство непрерывных волокон (CFF) Markforged - один из немногих методов 3D-печати из углеродного волокна на рынке и один из двух, о которых я знаю, с использованием непрерывного углеродного волокна. Технология похожа на FFF в том, что она выдавливает термопласт из печатающей головки на подложку слой за слоем, пока объект не будет готов. Однако CFF добавляет второй экструдер, который подает нити волокнистой нити в отпечаток во время процесса.


Markforged был запущен с 3D-принтером Mark One на SOLIDWORKS World 2014, но с тех пор модернизировал систему, сделав ее немного крупнее, качественнее и надежнее с помощью Mark Two. Mark Two может выполнять 3D-печать с использованием нейлона или нейлона, армированного углеродным волокном, в качестве материала матрицы, а также различных армирующих материалов, включая углерод, стекловолокно, высокопрочное и жаропрочное стекловолокно и кевлар.

Синтия Гумберт, вице-президент по маркетингу Markforged, объяснила, что технология компании позволяет производить такие объекты, как инструменты, производственные приспособления, детали конечного использования и даже ортопедические изделия, обладающие высокой прочностью и легкостью благодаря процессу CFF.«Многие из наших клиентов теперь печатают детали, которые раньше изготавливались из металла», - сказал Гумберт. «Экономия средств, времени и материалов с помощью CFF создает новую экономию для 3D-печати со значительной экономией по сравнению с обработкой и традиционными процессами производства композитов».

Она отметила, что принтеры Markforged также не производят отходов, в отличие, скажем, от селективного лазерного спекания, а готовые детали не требуют последующей обработки. Использование нейлона или нейлона, армированного углеродным волокном, в качестве материала оболочки также приводит к созданию деталей с низким коэффициентом трения, что полезно для производства инструментов и приспособлений.Гумберт добавил: «[CFF - это] единственная усовершенствованная трассировка волокон [процесс, который следует] специально разработанным контурам. Это большой шаг вперед по сравнению с традиционным подходом на основе листов - мы можем проследить контур и усилить его. Например, мы можем напечатать кольца вокруг отверстия, чтобы укрепить отверстие. В методе старого слоя все волокна, ведущие к опоре, являются свободными, обрезанными концами, которые необходимо укрепить вставками. Наше непрерывное волокно укладывается до отверстия, вокруг него и затем обратно. Далее чередуем швы на каждом слое, чтобы не было слабых мест.”

Mark One и Mark Two зарекомендовали себя как уникальные возможности для производства нестандартных армированных волокном деталей по доступной цене. Mark Two начинается с 5499 долларов и дает маленьким лабораториям и крупным компаниям возможность создавать прототипы деталей или производить конечные продукты, армированные углеродным волокном и другими материалами.

Однако Markforged - не единственная компания, которая разработала метод укладки непрерывного углеродного волокна в отпечаток. Калифорнийская компания Orbital Composites Inc.создал экструдер, который также может наполнять отпечатки углеродным волокном. Пока что по крайней мере одна фирма полагается на эту технологию для своего собственного принтера из углеродного волокна и даже планирует отправить на Международную космическую станцию ​​версию, предназначенную для работы в условиях микрогравитации.

В космосе или на земле одним из недостатков этой технологии является то, что некоторые сложные геометрические формы и мелкие детали могут быть недоступны для печати с армированием углеродным волокном. Хотя CFF легко позволяет печатать объекты 3D, которые обычно можно фрезеровать на станках с ЧПУ, сложная решетка не может быть напечатана с армированием.Кроме того, как и все платформы FFF, CFF может быть не таким быстрым, и при 320 мм x 132 мм x 154 мм (12,6 дюйма x 5,2 дюйма x 6,1 дюйма) платформа сборки относительно мала.

Невозможная скорость и гибкость при 3D-печати из углеродного волокна

В то время как машины Markforged являются настольными принтерами, для новых технологий 3D-печати из углеродного волокна могут потребоваться специальные производственные мощности или механический цех. Это может быть верно в отношении технологии аддитивного производства на основе композитов (CBAM) Impossible Objects.Тем не менее, процесс CBAM компании может устранить некоторые ограничения, с которыми сталкиваются настольные принтеры из углеродного волокна, за счет объединения армирования волокном с любым количеством матричных материалов на потенциально высоких скоростях и в масштабируемых размерах.


После того, как файл CAD был нарезан на отдельные слои растрового изображения, принтер наносит раствор для печати на водной основе в форме этого растрового изображения на лист подложки, сделанный из заданного армирующего материала. Лист-субстрат затем заливается термопластичным матричным материалом, который прилипает только к водному раствору.Затем порошок выдувается или удаляется с помощью пылесоса, остается только пластик, прилипший к жидкости.

Струйная головка CBAM для нанесения жидкого раствора. (Изображение любезно предоставлено компанией Impossible Objects.)

Этот процесс повторяется с каждым слоем файла САПР, при этом все листы подложки, наконец, складываются, сжимаются и помещаются в печь для сплавления материала матрицы вместе. Затем объект вынимается из печи, а излишки армирующего материала удаляются с помощью химической ванны или пескоструйной обработки.В результате получается термопластичный принт, усиленный чем угодно - от углеродного волокна, стекловолокна, полиэстера, поливинилового спирта и PLA до шелка и хлопка.

Эти отпечатки могут быть до 10 раз прочнее, чем компоненты, изготовленные с помощью FFF или других процессов 3D-печати. Кроме того, поскольку CBAM не плавит термопластический материал, как это происходит с FFF, для 3D-печати доступен более широкий спектр материалов, таких как PEEK.

Имплант бедренной ножки, напечатанный на 3D-принтере из углеродного волокна и PEEK. (Изображение любезно предоставлено Impossible Objects.)

Более того, поскольку струйные головки могут наносить миллионы капель в секунду, можно печатать гораздо быстрее. Основатель и генеральный директор компании Роберт Шварц считает, что Impossible Objects может создать машину CBAM, способную выполнять 3D-печать со скоростью 100 метров в минуту. В настоящее время прототип машины может печатать на листах размером 305 x 406 мм (12 x 16 дюймов), но он считает, что этот размер можно увеличить для изготовления капотов целых автомобилей.

Геометрия, которую можно напечатать с помощью CBAM, зависит от используемого армирующего материала.В частности, 3D-печать углеродным волокном требует использования пескоструйной обработки для удаления опорных структур и излишков материала, так что внутренние части не могут быть легко удалены во время последующей обработки. Однако при использовании химических процессов геометрическая сложность намного больше, поскольку излишки материала растворяются.

Хотя CBAM не так прочен, как детали, изготовленные традиционным способом, армированные углеродным волокном, он может изготавливать компоненты намного более прочные, чем многие другие технологии 3D-печати.Поэтому он может быть идеальным для более быстрого и доступного создания сложных и прочных деталей, чем те, которые производятся с использованием традиционных технологий. Как и в случае с CFF, этот процесс намного более автоматизирован, чем обычные методы армирования углеродным волокном.

Swartz рассказал о том, как технология компании продвигает современные достижения в области 3D-печати. «Самая большая проблема для AM - это способность создавать легкие функциональные детали и делать это быстро», - сказал он. «CBAM на основе углеродного волокна позволяет производить детали с большой механической прочностью, которые могут использоваться в приложениях для замены металлов, и с гораздо лучшими механическими свойствами, чем существующие процессы AM, такие как избирательное лазерное спекание, наплавление или стереолитография.Кроме того, CBAM быстрее существующих процессов ».

Он добавил: «Это открывает ряд рынков, в том числе медицинский, аэрокосмический и спортивный спорт, а также другие области, такие как легковес в автомобильной промышленности, где важно превосходное соотношение прочности и веса углеродного волокна».

Однако 3D-принтер CBAM еще не представлен на рынке. Impossible Objects планирует отгрузить машины для бета-тестирования в начале 2017 года. Однако, когда системы CBAM будут доступны для покупки, они, вероятно, будут дешевле, чем высококачественные 3D-принтеры Stratasys, EOS и HP.

3D-печать из углеродного волокна

CBAM - не единственная новая технология 3D-печати из углеродного волокна на горизонте. На RAPID 2016 пионер цифровой обработки света EnvisionTEC представила свой массивный 3D-принтер SLCOM 1, в котором используется запатентованная технология производства композитных объектов с селективным ламинированием (SLCOM).

3D-принтер SLCOM 1 может выполнять 3D-печать крупномасштабных композитных деталей.

Помните «pre-pregs» из ранее в этой статье? SLCOM использует рулоны тканого армирующего материала, в том числе углеродного волокна, стекловолокна и кевлара, предварительно пропитанного термопластом, таким как PEEK, полиэфиркетонкетон, поликарбонат, нейлон 6, нейлон 11 или нейлон 12.Ролик подается в камеру печати слой за слоем, при этом нагретый валик проходит по нему, чтобы расплавить термопласт внутри. В то же время струйная головка наносит воск и связующее на металл. Углеродное лезвие с прикрепленным к нему ультразвуковым излучателем отсекает любую область воском.

Две композитные детали напечатаны на 3D-принтере с помощью новой платформы SLCOM EnvisionTEC.

SLCOM 1 может печатать на 3D-принтере детали размером от 24 дюймов x 30 дюймов x 24 дюймов (610 мм x 762 мм x 610 мм) и до 500 фунтов (226.8 кг). Столь массивный принт обойдется примерно в 1 миллион долларов, когда машина будет выпущена этой зимой.

Джон Хартнер, главный операционный директор EnvisionTEC, смог пролить свет на возможности, предлагаемые процессом SLCOM. Он отметил, что принтер предназначен для аэрокосмической, автомобильной и оборонной промышленности и, следовательно, предназначен для решения некоторых ключевых проблем, связанных с созданием композитных деталей, таких как ограничения ручной укладки композитов и проблемы обработки препрегов. .

«Наш новый 3D-принтер способен изготавливать крупные детали из тканого волокна и нестандартные детали, которые являются прочными и легкими и обладают определенными функциональными характеристиками, которые стали возможными благодаря использованию различных композитных матриц», - пояснил Хартнер. «В частности, наша технология упрощает процесс создания композитных деталей и позволяет круглосуточно производить готовые и почти готовые высококачественные композитные детали, которые при желании можно подвергнуть механической обработке. Мы считаем, что это знаменует начало захватывающего нового периода развития композитного производства.”

Хартнер пояснил, что аэрокосмические и оборонные фирмы проявили особый интерес к этой технологии с нацеленностью на гибкое и быстрое производство. Однако он считает, что вскоре последуют и другие отрасли, учитывая способность SLCOM 1 производить высокопрочные, легкие детали или детали со специальными функциями.

«Например, технология SLCOM может использоваться для производства деталей из самых разных композитных материалов по индивидуальному заказу, а комбинации композитов могут быть выбраны для различных функций, таких как низкая воспламеняемость, высокий износ, прозрачность для рентгеновских лучей и больше », - сказал Хартнер.«Помимо очевидной выгоды, которую это дает аэрокосмической, автомобильной и оборонной промышленности, легко увидеть, как эта новая технология может изменить медицинские детали, спортивные товары, освещение и различные потребительские товары».

Учитывая огромные размеры машины и плотные материалы для печати, я задумался о последующей обработке, необходимой для удаления таких больших деталей из лишних материалов. Хартнер объяснил, что это не так сложно, как можно было бы подумать: «Все 3D-процессы требуют некоторой постобработки, но одним из отличительных факторов нашей технологии является использование жидкости, препятствующей ламинированию, во время процесса сборки, которая, по сути, применяет антисептик. наклеить материал на желаемый край детали или изделия.Это сводит постобработку к простому выпуску или отрыву детали из зоны отходов. Это улучшение, позволяющее сэкономить время ".

Исследования

3D-печать углеродным волокном все еще находится на ранней стадии разработки. Однако, если Impossible Objects и EnvisionTEC являются каким-либо признаком, возможно, мы находимся на пороге захватывающей новой области технологии 3D-печати. В настоящее время существуют университетские и правительственные лаборатории, которые проводят исследования, которые могут разработать новые методы усиления 3D-печатных объектов углеродным волокном.

Одной из лабораторий, которая сильно интересуется этой темой, является Окриджская национальная лаборатория Министерства энергетики США (ORNL), которая уже помогла разработать один новый метод 3D-печати из углеродного волокна, и, возможно, в будущем появятся новые. На самом деле лаборатория имеет объект площадью 42000 квадратных футов, предназначенный для производства углеродного волокна, включая технологическую линию длиной 390 футов, которая может производить до 25 тонн углеродного волокна в год.


В 2014 году ORNL заключила партнерское соглашение с производителем оборудования Cincinnati Inc.и краудсорсинг производителя автомобилей Local Motors для модернизации существующего оборудования в Цинциннати для 3D-печати. Результатом стала машина для аддитивного производства на больших площадях (BAAM). При объеме сборки 7 футов x 13 футов x 3 фута (2,1 м x 4,0 м x 0,9 м) BAAM использует бункер для подачи гранул сырья в экструдер для 3D-печати с угрожающей скоростью 40 фунтов / час.

Технология оказалась идеальной для 3D-печати шасси автомобилей Local Motors, в том числе грядущего LM3D Swim, который станет первой серией готовых к эксплуатации автомобилей, напечатанных на 3D-принтере, и Olli, напечатанного на 3D-принтере автономного транспортного средства общественного транспорта.Сделанный всего из 5 процентов углеродного волокна и 95 процентов АБС, первый напечатанный на 3D-принтере автомобиль компании Strati содержал очень мало углеродного волокна. Позже ORNL напечатал на 3D-принтере Shelby Cobra, состоящий на 20 процентов из углеродного волокна с такой тонкой отделкой, что невозможно сказать, что автомобиль был напечатан на 3D-принтере.

Однако, учитывая исследования, которые в настоящее время проводятся ORNL, лаборатория может увеличить количество армированного углеродным волокном, подходящего для 3D-печати. ORNL работает с техасским стартапом Cosine Additive над разработкой системы аддитивного производства средней площади, которая будет похожа на уменьшенную версию BAAM.Лаборатория также будет работать с инструментом «Невозможные объекты для 3D-печати» для изготовления деталей из углеродного волокна.

3D-печать с графеном

3D-печать с углеродным волокном может быть реализована в более короткие сроки, но некоторые уже ищут чудесного родственника углеродного волокна, графена. Имея толщину в один атом углерода, графен примерно в 100 раз прочнее стали, невероятно легкий и электрически и теплопроводный.

Прямо сейчас любой может печатать на 3D-принтере с нитью графен-PLA от Graphene 3D Lab; Тем не менее, несколько исследований продемонстрировали способность 3D-печати более чистых версий материала, в том числе ученых из Имперского колледжа Лондона и Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (LLNL).

Сложность 3D-печати с графеном заключается в невозможности нанести этот гидрофобный чудо-материал из печатающей головки. В то время как команда Имперского колледжа Лондона фактически выполняет 3D-печать с оксидом графена в сочетании с чувствительным полимером, чтобы выдавить материал в виде пасты,

What Is Carbon Fiber? | DragonPlate

Углеродное волокно состоит из атомов углерода, связанных вместе, образуя длинную цепочку. Волокна чрезвычайно жесткие, прочные и легкие и используются во многих процессах для создания превосходных строительных материалов.Углеродный волокнистый материал входит в состав множества «сырых» строительных блоков, включая пряжу, однонаправленную пряжу, переплетения, тесьму и некоторые другие, которые, в свою очередь, используются для создания композитных деталей из углеродного волокна.

Внутри каждой из этих категорий есть множество подкатегорий для дальнейшего уточнения. Например, различные типы переплетения углеродного волокна приводят к различным свойствам композитной детали как при производстве, так и в конечном продукте. Чтобы создать композитную деталь, углеродные волокна, которые жесткие при растяжении и сжатии, нуждаются в стабильной матрице, чтобы оставаться в ней и сохранять свою форму.Эпоксидная смола - это превосходный пластик с хорошими характеристиками сжатия и сдвига, который часто используется для образования этой матрицы, при этом углеродные волокна обеспечивают армирование. Поскольку эпоксидная смола имеет низкую плотность, можно создать легкую, но очень прочную деталь. При изготовлении композитной детали можно использовать множество различных процессов, включая мокрую укладку, вакуумную упаковку, перенос смолы, согласованные инструменты, формование со вставкой, пултрузию и многие другие методы. Кроме того, выбор смолы позволяет адаптировать ее к конкретным свойствам.

Углеродные волокна, армирующие стабильную эпоксидную матрицу

Прочность, жесткость и сравнение с другими материалами

Углеродное волокно чрезвычайно прочно. В инженерии типично измерять преимущество материала с точки зрения отношения прочности к весу и отношения жесткости к весу, особенно при проектировании конструкций, где добавленный вес может привести к увеличению затрат на жизненный цикл или неудовлетворительным характеристикам. Жесткость материала измеряется его модулем упругости.Модуль упругости углеродного волокна обычно составляет 33 мси (228 ГПа), а его предел прочности на разрыв обычно составляет 500 фунтов на квадратный дюйм (3,5 ГПа). Материалы из углеродного волокна с высокой жесткостью и прочностью также доступны благодаря специальным процессам термообработки с гораздо более высокими значениями. Сравните это с 2024-T3 Aluminium, который имеет модуль упругости всего 10 msi и предел прочности на разрыв 65 ksi, и 4130 Steel, который имеет модуль упругости 30 msi и предел прочности на растяжение 125 ksi.

Сталь будет постоянно деформироваться при уровне напряжения ниже ее предела прочности на растяжение.Уровень напряжения, при котором это происходит, называется пределом текучести. Углеродное волокно, с другой стороны, не будет постоянно деформироваться ниже своего предела прочности на разрыв, поэтому оно фактически не имеет предела текучести.

В качестве примера, ламинат, армированный углеродным волокном с полотняным переплетением, имеет модуль упругости приблизительно 6 мси и объемную плотность приблизительно 83 фунта / фут 3 . Таким образом, жесткость этого материала по отношению к весу составляет 107 футов. Для сравнения, плотность алюминия составляет 169 фунтов / фут 3 , что дает жесткость к весу 8.5 x 106 футов, а плотность стали 4130 составляет 489 фунтов / фут 3 , что дает жесткость к весу 8,8 x 106 футов. Следовательно, даже базовая панель из углеродного волокна с полотняным переплетением имеет отношение жесткости к весу 18%. больше алюминия и на 14% больше стали. Использование препрега, в частности высокомодульных и сверхвысокомодульных препрегов из углеродного волокна, дает существенно более высокое соотношение жесткости к массе. Например, панель, содержащая слой из углеродного волокна со стандартным модулем упругости препрега 0/90, будет иметь модуль упругости примерно 8 мсек, или примерно на 30% жестче, чем варианты без препрега.Для очень требовательных применений, где требуется максимальная жесткость, можно использовать сверхвысокомодульное углеродное волокно 110 м / кв. Это специализированное углеродное волокно на основе пека имеет жесткость на изгиб более чем в 3 раза по сравнению со стандартной панелью из препрега с модулем упругости (около 25 msi). Если учесть возможность индивидуальной жесткости панели из углеродного волокна за счет стратегического размещения ламината, панель (или другое поперечное сечение, например труба) может быть изготовлена ​​с жесткостью на изгиб порядка 50 мси.

Испытания, проведенные Dragonplate, продемонстрировали, что все образцы однонаправленных сверхвысокомодульных образцов с нулевой ориентацией имеют жесткость на растяжение, превышающую 75 мсю, или более чем в два раза жесткость стали, но все же только половину веса алюминия.Если использовать вышеупомянутое сравнение, то отношение жесткости к весу этого материала более чем в 10 раз выше, чем у стали или алюминия. Если учесть потенциально значительное увеличение как прочности к весу, так и отношения жесткости к весу, которое возможно, когда эти материалы сочетаются с легкими сотами и вспененными сердцевинами, очевидно ли, какое влияние усовершенствованные композиты из углеродного волокна могут оказать на широкий спектр применений.

Что такое композитная многослойная структура?

Композитный сэндвич сочетает в себе превосходные характеристики прочности и жесткости углеродного волокна с материалом сердцевины меньшей плотности.В случае сэндвич-листов Dragonplate углеродное волокно создает тонкий слой ламината на пенопласте, сотах, бальзе или фанере из березы. Стратегически комбинируя эти материалы, можно создать конечный продукт с гораздо более высоким соотношением жесткости к весу, чем с любым из них по отдельности. Для применений, где вес имеет решающее значение, сэндвич-листы из углеродного волокна могут подойти.

Композитная многослойная конструкция механически эквивалентна однородной двутавровой конструкции при изгибе.

Рисунок 1: Схема, показывающая многослойную конструкцию из углеродного волокна и эквивалентную двутавровую балку

На изображении многослойной конструкции в центре балки (при условии симметрии) находится нейтральная ось, где находится внутреннее осевое напряжение. равно нулю. Двигаясь снизу вверх на диаграмме, внутренние напряжения переключаются с сжатия на растяжение. Жесткость на изгиб пропорциональна моменту инерции поперечного сечения, а также модулю упругости материала.Таким образом, для максимальной жесткости на изгиб следует размещать чрезвычайно жесткий материал как можно дальше от нейтральной оси. Путем размещения углеродного волокна как можно дальше от нейтральной оси и заполнения оставшегося объема материалом более низкой плотности в результате получается композитный многослойный материал с высоким отношением жесткости к весу.

Рисунок 2: Сравнение распределения внутренних напряжений для сплошного ламината и многослойной конструкции при изгибе.

Анализ FEA для сравнения многослойного ламината с твердым углеродным волокном показан ниже.Эти расчеты показывают прогиб консольной балки с нагрузкой на конец. На рисунке показан слой сердцевины из березовой фанеры толщиной 3/16 дюйма рядом со слоем твердого углеродного волокна равного веса. Из-за уменьшенной толщины твердой углеродной балки он отклоняется значительно больше, чем эквивалентная балка, изготовленная из материала сердцевины. По мере увеличения толщины это несоответствие становится еще больше из-за значительной экономии веса сердечника. Аналогичным образом, можно заменить твердую углеродную структуру на более легкую, эквивалентную прочности и жесткости, сделанную из любого из ранее упомянутых вариантов сердечника. .

Рис. 3: Сравнение анализа методом конечных элементов между многослойным слоистым материалом Dragonplate и твердым углеродным волокном

При использовании различных сердцевин каждый имеет свои сильные и слабые стороны. Обычно движущими факторами являются прочность сердечника на сжатие и сдвиг. Например, если требуется высокая прочность на сжатие (и, следовательно, высокое сопротивление раздавливанию), то сердцевина, скорее всего, должна быть более высокой плотности (здесь хорошими вариантами являются пенопласт высокой плотности или березовая фанера). Если, однако, нужен композит с абсолютно наименьшим возможным весом, а напряжения относительно малы (т.е.е. низкая нагрузка, высокая жесткость), то лучшим выбором может быть чрезвычайно легкий пенопласт или сотовый заполнитель. Некоторые сердечники обладают лучшей влагостойкостью (пенопласт с закрытыми порами), некоторые - лучшей обрабатываемостью (фанера), а другие - высоким соотношением прочности на сжатие к весу (бальза). Задача инженера - понять компромиссы в процессе проектирования, чтобы максимально использовать потенциал композитных материалов с сердечником. Тем не менее, для критичных по весу приложений часто нет другого варианта, который даже приблизился бы к потенциальной прочности и соотношению жесткости к весу ламинатов с многослойным сердечником из углеродного волокна.

Влагопоглощение Влагопоглощение 9045 ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ 4 4 7 905 905 Углеродное волокно Армированные композиты обладают несколькими очень желательными характеристиками, которые можно использовать при разработке современных материалов и систем.Два наиболее распространенных применения углеродного волокна - это приложения, в которых желательны высокая прочность по отношению к массе и высокая жесткость по отношению к массе. К ним относятся аэрокосмическая промышленность, военные структуры, робототехника, ветряные турбины, производственное оборудование, спортивное оборудование и многие другие. Высокая прочность может быть достигнута в сочетании с другими материалами. В некоторых областях применения также используется электрическая проводимость углеродного волокна, а также высокая теплопроводность в случае специального углеродного волокна. Наконец, в дополнение к основным механическим свойствам, углеродное волокно создает уникальную и красивую поверхность.

Хотя углеродное волокно имеет много существенных преимуществ по сравнению с другими материалами, есть и компромиссы, с которыми нужно бороться. Во-первых, твердое углеродное волокно не поддается. Углеродное волокно под нагрузкой изгибается, но не остается деформированным. Вместо этого, как только предел прочности материала будет превышен, углеродное волокно выйдет из строя внезапно и катастрофически. В процессе проектирования очень важно, чтобы инженер понимал и учитывал такое поведение, особенно с точки зрения расчетных факторов безопасности.Композиты из углеродного волокна также значительно дороже традиционных материалов. Работа с углеродным волокном требует высокого уровня навыков и множества сложных процессов для производства высококачественных строительных материалов (например, твердых углеродных листов, многослойных слоистых материалов из углеродного волокна, углеродных труб и т. Д.). Для создания оптимизированных деталей и сборок по индивидуальному заказу требуется очень высокий уровень квалификации и специализированные инструменты и оборудование.

Углеродное волокно и металлы

При разработке композитных деталей нельзя просто сравнивать свойства углеродного волокна и стали, алюминия или пластика, поскольку эти материалы в целом однородны (свойства одинаковы во всех точках детали), и имеют изотропные свойства на всем протяжении (свойства одинаковы по всем осям).Для сравнения, в части из углеродного волокна прочность находится вдоль оси волокон, и, таким образом, свойства и ориентация волокна сильно влияют на механические свойства. Детали из углеродного волокна в целом не являются ни однородными, ни изотропными.

Детали из углеродного волокна по своим свойствам близки к свойствам стали, а вес - к пластику. Таким образом, отношение прочности к весу (а также отношение жесткости к весу) детали из углеродного волокна намного выше, чем у стали или пластика.Конкретные детали зависят от конструкции детали и области применения. Например, сэндвич с пенопластом имеет чрезвычайно высокое отношение прочности к весу при изгибе, но не обязательно при сжатии или раздавливании. Кроме того, нагрузки и граничные условия для любых компонентов уникальны для конструкции, в которой они находятся. Таким образом, мы не можем обеспечить толщину пластины из углеродного волокна, которая могла бы заменить стальную пластину в вашем приложении. Заказчик несет ответственность за определение безопасности и пригодности любого продукта Dragonplate для конкретной цели.Это достигается посредством инженерного анализа и экспериментальной проверки.

Большие телескопические трубки из углеродного волокна

Как трубка из углеродного волокна может помочь мне с визуализацией?

Ответ прост ... При понижении температуры ваша алюминиевая трубка OTA сжимается! Это сближает первичную и вторичную части и перемещает вашу фокальную плоскость с поверхности вашего чипа изображения. При использовании типичного SCT перемещение зеркал на 0,001 дюйма может сместить фокальную плоскость на 0.025 "! В результате получается расплывчатое изображение.

Наша цель также проста ... Предоставить вам трубку из углеродного волокна большого диаметра, которая не дает усадки почти так же, как алюминиевая или даже стальная трубка, что значительно сокращает время обработки

Мы не утверждаем, что трубки из углеродного волокна вообще не сжимаются при понижении температуры, а наоборот. Тем не менее, коэффициент усадки наших трубок из углеродного волокна составляет как минимум 1/5 от усадки алюминия. может снимать в 5 раз дольше между циклами фокусировки! Если бы вы могли снимать в течение часа без повторной фокусировки с помощью алюминиевой трубки, теперь вы можете снимать в течение 5 часов между циклами фокусировки.*

* Обратите внимание, что каждая ночь отличается, и каждую ночь будет меняться температура. Также обратите внимание, что в большинстве случаев вам все равно придется перефокусировать при смене фильтров.


Наши усовершенствованные трубки из углеродного волокна помогут вам ...........

Stay Focused
Наши трубки из углеродного волокна обладают значительно превосходящими характеристиками теплового расширения по сравнению с алюминием. С обычным алюминиевым C-11 вам нужно перефокусировать каждый раз.Падение температуры от 5 до 2 градусов. Поскольку в C-14 используется более длинная трубка, эффект еще больше. Если вы снимаете с 10, 15 или даже 20-минутными выдержками, вы можете остановиться после нескольких экспозиций и повторно сфокусироваться. Эта постоянная перефокусировка может быть утомительной и съедать реальное время съемки. Эффект намного хуже при съемке очень длинных (1-2 часа) выдержек в узком диапазоне, так как вы не можете остановиться и перефокусировать во время выдержки. Поэтому в большинстве случаев вы просто не можете снимать так долго, потому что ваш фокус изменится к тому времени, когда будет сделана одиночная экспозиция.

С угольной трубкой можно легко повернуть на 10 градусов без перефокусировки. В течение типичной мичиганской ночи температура может легко упасть на 2 градуса в час. Следовательно, экспозиции Ha более 45 минут были невозможны. Теперь я могу снимать большую часть ночи без перефокусировки. Взгляните на изображение М-27, которое я разместил ниже. Это серия 60-минутных субэкспозиций H-alpha (плюс RGB). Теперь я считаю 60-минутные субэкспозиции Ha "короткими" и обычно использую 90- и 120-минутные субэкспозиции. Для меня это было невозможно без модернизации трубки из углеродного волокна.

Похудеть
Углеродное волокно обычно на 40% меньше веса аналогичной алюминиевой трубки. Вес не так важен для типичного SCT, но он имеет огромное значение для более длинных ламп, таких как RC, и особенно Newtonian или Classical Cass. Конечно, если вы уже доводите свое верховое животное (или спину!) До предела, экономя 3 фунта. на С-14 это хорошо! Отлично выглядят!
Нет ничего лучше, чем тонко обработанная трубка из углеродного волокна.Вблизи это выглядит как высокотехнологичная трехмерная змеиная кожа с удивительной глубиной. Когда кто-то увидит ваш угольный прицел, он поймет, что вы серьезно относитесь к качеству своего оборудования.


О наших углеродных трубках ...

Материалы для аэрокосмической промышленности
Все наши трубки изготовлены из углеродного волокна на основе PAN самого высокого качества. Мы не используем "секунды" или "пятна", обнаруженные на лишних сайтах в сети. Это высококачественный сертифицированный материал для авиакосмической промышленности непосредственно от производителя (США).

Конструкция трубки
Углеродное волокно обернуто прессованием в высокотемпературную эпоксидную матрицу и отверждается под давлением 150 градусов на прецизионной оправке. Внешний диаметр трубки покрыт эпоксидной смолой и прецизионно отшлифован перед нанесением прозрачного уретанового покрытия и полировкой. Трубку обрезают по длине, пока она еще на оправке, чтобы обеспечить прямоугольность. Допуск на наружный диаметр трубы может составлять +/- 0,010 дюйма даже для самых больших диаметров. Толщина стенки может составлять +/- 0,005 дюйма.

Наши пробирки с твердой стенкой vs.Трубки с сердечником
Доступны два основных типа телескопических трубок: сплошные и композитные.

Композитная труба для соревнований обычно имеет 2 очень тонких слоя углерода, между которыми находится какой-то материал сердцевины, такой как пена или соты. Типичная композитная труба имеет толщину стенки 5/8 дюйма или более. Композитная конструкция очень выгодна во многих приложениях, таких как самолеты или лодки, из-за ее жесткости и легкого веса, но НЕ в конструкции телескопа.Проблема с композитными материалами заключается в том, что вы не можете закрепить сборки болтами через композитную стену без какой-либо предварительно спроектированной точки крепления или вставки.

Затягивание болта любого размера через композитную трубу приведет к разрушению сердечника и нарушению локальной целостности трубы. Без заранее заданной точки крепления или вставки вы можете легко пробить головкой даже небольшого болта через внешнюю стенку трубы и разрушить ее. Кроме того, концы трубки или любое отверстие, прорезанное в трубке, обнажает материал мягкого сердечника, и их необходимо как-то запечатать и защитить.Все это необходимо учитывать до того, как труба будет построена, что приведет к очень высоким затратам на проектирование и изготовление. Когда труба построена, вы не можете «изменить свое мнение» о длине или расположении отверстий.

Наши трубы со сплошными стенками состоят из множества слоев углеродного волокна, составляющих стенку трубы; НЕТ наполнителей или сердцевины. Поэтому наши трубы можно разрезать, просверливать, продевать, конусить и т. Д., Не беспокоясь о том, чтобы обнажить слабый сердечник. Вы можете затянуть болт через нашу трубку настолько сильно, насколько захотите, не беспокоясь.Фактически, болт, скорее всего, сломается или лопнет до того, как наша трубка покажет какое-либо повреждение от сжатия. Если вы просверлите отверстие немного не по цели, просто возьмите круглый напильник и немного удлините отверстие, чтобы оно заработало.

Осевая жесткость не является проблемой для любого метода строительства. Радиальная жесткость обеспечивается основными компонентами телескопа, включая заднюю / переднюю камеру, крестовину и т. Д.
Еще одно преимущество наших труб с твердыми стенками - ударопрочность. Несчастные случаи могут и произойдут, особенно в 6:00 после долгой ночи визуализации.Наши трубки могут выдерживать значительные удары без нарушения структурной целостности трубки. Тонкостенная композитная трубка НАМНОГО менее щадящая и легко повреждается при ударе.

Не верьте нам на слово, попросите у нас образец, и мы вышлем его вам. Попросите специалистов по трубам с композитным сердечником также предоставить образец их трубки и сравните их сами.
О, я уже упоминал о красивой отделке наших трубок?


Уретановое прозрачное покрытие
Наши трубы из углеродного волокна премиум-класса имеют прозрачное покрытие из двухкомпонентного автомобильного уретана.Лак запекается при 150 градусах до полного отверждения, а затем полируется до зеркального блеска.
Используемый нами прозрачный лак содержит очень хорошие агенты, блокирующие УФ-излучение, которые значительно снижают разрушающее воздействие УФ-излучения на эпоксидную смолу.
С осторожностью обращайтесь с трубками, не имеющими защиты от ультрафиолета, они очень быстро начинают желтеть и со временем начинают портиться.

Ultra Flat Black Tube Interior
Мы потратили много времени на изучение ультраплоской черной краски для наших карбоновых труб.Мы разработали превосходную комбинацию черного грунтовочного покрытия и плоского черного верхнего покрытия, которое имеет отличное сцепление с углеродом и более низкую отражательную способность, чем любая краска, которую мы когда-либо тестировали. Во время тестирования мы погружали трубки в воду разной температуры на 2 недели, чтобы убедиться, что она выдержит. Оно делает! Наша специальная обработка краски является стандартной для наших сменных тубусов Celestron и опциональной для всех заказных туб. Просверливание отверстий
Просверливание отверстия в наших углеродных трубках с помощью хорошего сверла занимает около 5 секунд.На то, чтобы точно знать, где просверлить отверстия (расположение), могут потребоваться часы. Для наших стандартных труб, таких как C-9.25, C-11, C-14 и т. Д., У нас есть многоразовые схемы сверления, поэтому все эти трубки поставляются предварительно просверленными без дополнительной оплаты.

За сверление нестандартных отверстий в нестандартных трубах взимается дополнительная плата. Альтернативный вариант - просверлить отверстия при сборке собственного прицела. Углеродные трубы можно просверлить любым острым сверлом любой ручной дрели. Для больших отверстий, таких как отверстия для фокусеров, требуется хорошая кольцевая пила с мелкими зубьями.

Оставайтесь сосредоточенными.

Худей.

Для покупки предварительно указанного нестандартного изделия ...

C7 Углеродное волокно, аэродинамические детали

Поиск Поиск

888-450-0806

Категории

  • Дом
  • Свяжитесь с нами
  • Моя учетная запись
  • Войти

Корзина: 0 шт.

Ваша корзина пуста

Категории

  • Corvette C8
    • Передние сплиттеры
    • Капоты / капот
    • Задний диффузор
    • Боковые юбки
    • Задние спойлеры
    • Пакеты комплектов
    • Внешние аксессуары
    • Отсек двигателя
  • Corvette C7
      -
    • Спойлер передний
    • Связки
    • Диффузоры из углеродного волокна
    • Внешний вид
    • Задний диффузор под лотком
    • Задние спойлеры
    • Боковые юбки
    • Широкие обвесы
    • Track Edition Aero
  • Corvette C6
    • Усилитель бампера
    • - спойлеры
    • Углеродная стойка B - Halo
    • Передние бамперы
    • Брызговики - Брызговики
    • Задние диффузоры
    • Боковые юбки
    • Спойлеры
    • Track Edition Aero
  • Corvette C5
    • Карбоновые накладки на фары
    • Передняя лицензия защитная пластина
    • Передние сплиттеры
    • Задние диффузоры
    • Задние спойлеры
    • Боковые юбки
  • Camaro 6
    • Сплиттер бампера - спойлеры
    • Внешний вид
    • Боковые пороги
    • Широкий кузов
    • Задние спойлеры
    • Задние диффузоры
  • Camaro 5
    • Сплиттер бампера - Спойлеры
    • Внешние аксессуары
    • Передние крылья
    • Задние спойлеры
    • Боковые юбки
  • Chevrolet
    • C8 Corvette 2020-
    • C7 Corvette 2014-2019
      • Сплиттер бампера - спойлеры
      • Боковые пороги
      • Задние спойлеры
      • Диффузоры из углеродного волокна
      • Комплекты
    • C6 Corvette 2005-2013
      • Усилитель бампера
      • Спойлеры бампера
      • Карбоновая стойка B - Halo
      • Брызговики - Брызговики
      • Задний диффузор sers
      • Боковые пороги
      • Спойлеры
    • C5 Corvette 1997-2004 гг.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

КРИТЕРИИ СРАВНЕНИЯ

ПРОДУКТЫ Жесткость к весу Прочность Измельчение Влагопоглощение
ЛУЧШЕЕ ЛУЧШЕ ПЛОХО
Твердое углеродное волокно с высоким модулем упругости ЛУЧШЕ ХОРОШО ЛУЧШЕ ЛУЧШЕЕ ПЛОХО
ЛУЧШЕЕ ЛУЧШЕ 9069 ХОРОШО ПЛОХО
Бальзовое ядро ​​ ЛУЧШЕ ХОРОШО ЛУЧШЕ ПЛОХО ХОРОШО
Nomex Honeycomb Core ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ
Depron Foam Core ЛУЧШЕ Плохо Плохо ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ
Airex Foam Core BEST GOOD GOOD BinyETTER GOOD BinyETTER ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ ХОРОШО
Last-A-Foam Core ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ ЛУЧШЕ 92