Как сделать рисунок на карбоне

Обновлено: 05.07.2024

Качество деталей из карбона в первую очередь зависит от правильного выбора и качества смолы и углеродного полотна. При ошибках в выборе плотности полотна карбона и смолы для карбона вы не сможете аккуратно выложить заготовку в форме, плотно прижать и полностью удалить пузырьки воздуха.

Основные методы изготовления деталей из карбона

К основным методам изготовления можно отнести:

формование из препрегов, то есть полуфабрикатов,
метод аппликации,
формование непосредственно в форме с вакуумом,
формование давлением (ручная прикатка).

Изготовление карбона дома не требует сложного оборудования, и при определенных навыках можно получить детали достойного качества. Поэтому сделать углепластик удовлетворительного качества самому вполне реально.

Карбон для автотюнинга

А вот для изготовления некоторых облегченных элементов, где требуется высокая прочность, например, для бамперов, капотов, мелких деталей кузова, может использоваться дорогостоящий настоящий карбон. Можно попробовать даже сделать обтяжку карбоном своими руками некрупных элементов.Но необходимо помнить, что этот материал очень чувствителен к точечным ударам и есть риск повреждения мелкими камнями и щебнем из-под колес.

И здесь определяющую роль играет мастерство автомастера, насколько совершенно он владеет навыками подбора полотна, смолы и толщины слоев. А ремонт карбоновых деталей — тоже дорогостоящий процесс.

Изготовление деталей из карбона методом препрегов

Промышленный процесс формования изделия из препрега (заготовок для формования) в автоклаве представляет собой одновременное протекание сложных процессов:

полимеризацию компаунда,
вакуумное удаление воздуха и излишков смолы,
высокое давление ( до 20 атм) прижимает все слои к матрице, уплотняя и выравнивая их.

Это дорогостоящий процесс, поэтому для мелкосерийного тюнинга в домашних условиях малопригодный.

Но разделение этих процессов удешевляет и удлиняет всю процедуру самостоятельного получения карбона. Изменения при этом вносятся в технологию подготовки препрега, поэтому всегда нужно обращать внимание, для какой технологии предназначена заготовка.

В этом случае препрег готовится в виде сэндвича. После нанесения смолы заготовка с обеих сторон покрывается полиэтиленовой пленкой и пропускается между двух валов. При этом лишняя смола и нежелательный воздух удаляются.

Препрег вдавливается в матрицу пуансоном, и вся конструкция помещается в термошкаф. То есть в данном случае препрег представляет полностью готовую к формованию заготовку, с обжатыми слоями и удаленным воздухом.

Этот метод чаще всего и используют автомастерские, покупая заготовки карбона, а матрицы изготавливаются из алебастра или гипса, иногда вытачиваются из металла или в качестве модели используется сама деталь. которую вы хотите повторить из карбона. Иногда модели вырезаются из пенопласта и остаются внутри готовой детали.

Метод аппликации (ручная оклейка)

Тщательная подготовка оклеиваемой поверхности: зашкуривание, обезжиривание, скругление углов.
Нанесение адгезива.
Приклеивание углеткани с пропитыванием эпоксидной смолой с отвердителем.
Сушка.
Покрытие защитным лаком или краской.

Наполнители для смолы используют как для придания декоративности, так и для предотвращения стекания смолы с вертикальных поверхностей.

Адгезив для фиксации углеткани на поверхности.
Ткань из углеволокна, которую укладывают на смолу послойно, с прикатыванием твердым валиком.
Эпоксидная смола средней вязкости с отвердителем (иногда она используется в качестве адгезива).
Защитный лак. Лучше всего для защиты от царапин подходит полиуретановый. Нужно выбирать водостойкий и светостойкий. Он не помутнеет. Для высокого блеска в качестве финишного покрытия можно использовать акриловый лак.

Смолу наносят 2-3 раза с промежуточной сушкой и шлифовкой.

Этот метод отличается от традиционного изготовления карбоновых изделий по моделям нанесением адгезива, а не разделителя для легкого съема получившегося полуфабриката.

Компания 3М предлагает даже самоклеющееся углеполотно, но работа с ним требует хороших навыков.

И карбон остается на оклеиваемой детали, упрочняя ее. Такое производство карбона чаще всего используется для оклеивания бампера, приборной панели и пр.

Метод формования карбона в форме с вакуумом

Для этого метода требуется специальное оборудование и хорошие навыки.

Нанесение разделительного состава на поверхность модели. Для матовых и полуглянцевых поверхностей обычно применяется разделительный воск, а для глянцевых поверхностей(пластик и металл) — разделитель типа WOLO и растворы для грунтования, которые используются при мелкосерийном призводстве.
Выкладывание углеткани в матрицу, без морщин и пузырей.
Пропитка углеткани смолой.
Слоев может быть несколько. В некоторых случаях углеткань можно чередовать со стеклотканью.
Наложение перфорированной пленки для отжима излишков смолы и выхода воздуха. Желательно укладывать внахлест.
Прокладка впитывающего слоя.
Установка вакуумной трубки и порта для подключения вакуумного насоса.
Помещение всей конструкции в прочную вакуумную пленку, приклеивание герметизирующим жгутом к оснастке.

Вся процедура напоминает помещение какого-либо предмета в вакуумный пакет, которые продаются в магазинах для хранения вещей, с последующей откачкой из него воздуха. Можно поэкспериментировать с такими вакуумными пакетами. Они очень прочные и продаются разных размеров. А вакуумный насос для домашнего использования обойдется в среднем в 150-200$.

Еще один вариант вакуумной технологии — процесс формования включает в себя наложение слоев углеродного волокна на пресс-форму, упаковывание в мешки всей сборки и удаление лишнего воздуха с помощью вакуумной системы. Смоляная смесь затем подается с одного конца и затем всасывается в пакетированный узел под действием вакуума внутри. После периода охлаждения формованная деталь отделяется от пресс-формы, а избыток материала обрезается.

Метод формования карбона с помощью давления (ручная прикатка)

Применяется для самостоятельного изготовления деталей из карбона и аналогичен методу формования вакуумом, но без использования дорогостоящей оснастки. Наборы включают кисти для нанесения смолы и валики для выдавливания воздуха и прикатки слоев.

Для простого тюнинга автомобиля понадобятся:

углеполотно плотностью 200-300 г/м,
эпоксидная смола,
отвердитель,
жесткий валик и кисть.

В общих чертах процесс изготовления углепластика своими руками выглядит так:

На поверхность формы наносится разделительный воск, гелькоат для формирования защитно-декоративного слоя на поверхности готового изделия.
После его высыхания наносится тонкий слой смолы, на который прикатывается или прижимается углеткань, для выхода пузырьков воздуха.
Затем наносится еще один слой смолы для пропитки. Можно нанести несколько слоев ткани и смолы, в зависимости от требуемых параметров изделия.
Смола может полимеризироваться на воздухе. Это происходит обычно в течение 5 дней. Можно поместить заготовку в термошкаф, нагретый до температуры 140 – 180 ◦С, что значительно ускорит процесс полимеризации.

Затем изделие извлекаем из формы, шлифуем, полируем, покрываем лаком, гелькоутом или красим.

Каждый слой прокатывается валиком для удаления пузырьков воздуха и получения максимального сцепления.

При таком методе получается высокий расход смолы (в три раза выше плотности углеполотна), но зато именно таким способом можно изготовить любую деталь из карбона своими руками.

Перед выполнением ламинации на видовой детали рекомендуем настроить процесс на образцах-машинках, а после, приступить к выполнению работы.

Все работы с данным набором можно разделить на несколько этапов, о которых ниже будет расписано подробнее:

Работы с эпоксидным компаундом рекомендуется проводить при температуре 20-25 градусов для оптимальной вязкости эпоксидного состава. Перед нанесением и разбавлением смолы необходимо подготовить фрагмент углеродной ткани. Размер ткани должен быть на 3-5 см больше покрываемой поверхности детали. Так как равномерность плетения углеродной ткани легко нарушить, рекомендуется подготовить шаблон из бумаги, примерить его и потом уже переходить к разрезанию углеродной ткани.

Отвердитель и эпоксидную смолу до смешивания необходимо перемешать по отдельности (смолу не менее чем за полчаса-час, отвердитель не менее чем за 10 минут).

Прозрачная , низковязкая эпоксидная смола L – предназначена для работы с стекловолокном, углеволокном, арамидным волокном (кевларом). Также идеальна для склеивания дерева, металла, керамики, пластмасс и т.д. Подходит для ручного ламинирования, формовки с применением давления, вакуум формовки. Новое качество: не содержит нонилфенола!

Прозрачная, низковязкая эпоксидная смола L, легко пропитывает волокно, не содержит растворителей и наполнителей. Обладает высокой статической и динамической прочностью.

Технологический процесс: все общепринятые методы производства: ручное ламинирование, вакуумное формование, прессование.

Подходит для всех типов армирующих материалов: углеткани (карбон), стеклоткани, арамидные ткани (кевлар), базальтовые ткани и т.д.

Теплостойкость варьируется от 60°C (при использовании отвердителей S, L) до 130°C (при использовании отвердителя EPH 161 и процесса постотверждения).

40 минут жизнеспособность, соотношение смешивания смолы: отвердителя 100: 40 по весу, 100:45 по объему.

Экспертиза показала, что система “Эпоксидная смола L + отвердитель S”, “Эпоксидная смола L + отвердитель L”, “Эпоксидная смола L + отвердитель EPH500” не цитотоксична (не разрушает структуру клетки), это важно при использовании в медицинских целях.

Хорошо зарекомендовавшая себя R & G эпоксидная смола L в сочетании с отвердителем GL 2 получила одобрение Germanische Lloyd для строительства лодок и лопастей ветровых турбин

При использовании Голубой эпоксидной смолы с отвердителем пропорции смешивания: 100:50 по весу, 100:57 по объему.

Мойка. Перед началом работ промыть в воде со средством для мытья посуды, тщательно промыть в труднодоступных местах используя губку, или ненужную зубную щетку.

Обезжиривание. Поверхность изделия, которая может быть загрязнена невидимой человеческому глазу грязью, мешающей взаимодействию пластика и эпоксидного компаунда, необходимо обезжирить. Для этого используем обезжириватель и салфетку для обезжиривания. Наносим обезжириватель на салфетку и тщательно протираем все изделие, особое внимание, уделяя краям и труднодоступным местам (если такие имеются).

Зашкуривание изделия. Создаем шероховатость (риску) на поверхности изделия для лучшего сцепления (адгезии) с ним эпоксидных материалов. Для этого используем наждачную бумагу №120. Особое внимание уделяется краям и труднодоступным местам. Вся поверхность изделия должна быть тщательно затерта.

Обработка стыков. Стыки детали, которые контактируют с другими деталями, необходимо обклеить малярной лентой, для того, чтобы после завершения работ с эпоксидными слоями легко было удалить остатки углепластика со стыков, и вставить деталь в заводские посадочные места.

Крепление для изделия. Необходимо придумать крепление для обрабатываемого изделия, чтобы было удобно работать с поверхностями изделия. В процессе эпоксидного компаунда изделие должно быть закреплено неподвижно. Крепление подбирается исходя из обрабатываемого изделия. Им может выступать обычный карандаш, приклеенный суперклеем к внутренней стороне обрабатываемого изделия или малярный скотч, приклеенный уголком с внутренней стороны детали.

Обезжиривание. Проводим повторное обезжиривание изделия. Для этого используем обезжириватель и салфетку для обезжиривания из набора. Наносим обезжириватель на салфетку и тщательно протираем все изделие, особое внимание, уделяя краям и труднодоступным местам.

Первый слой смеси несет в себе функции приклеивания углеткани к детали и окрашивания детали в черный цвет для того, что бы сквозь ткань не проглядывали светлые участки детали.

Если цвет покрываемой поверхности не черный – рекомендуется использовать черный колер. Количество колера рассчитываем исходя из цвета поверхности – от 1 до 3% массы эпоксидной смеси. Сначала смешать колер с отвердителем НЕ В ПЛАСТИКОВОМ стаканчике, и только потом в смолу добавлять уже окрашенный отвердитель и размешать. Пример: В 8гр отвердителя добавляете (20грамм смолы L+8грамм отвердителя L)*1%=0.28гр колера).

В пластиковом стакане смешиваем смолу с окрашенным отвердителем в пропорциях по массе, для смолы L и отвердителя L пропорции 100:40, для смолы L и отвердителя EPH161 100:25. Тщательно перемешиваем плоским шпателем до однообразной смеси. Дать постоять смеси 2-3 минуты.

Наносить состав на поверхность равномерно, покрывая все участки поверхности детали нежирным слоем, избегая наплывов и подтеков.

Обрезать приклеенную углеткань, оставляя с краев изделия свисать по 2-3 сантиметра. Обработать края углеткани малярным скотчем, что бы нити не торчали.

К пропитке можно приступать либо сразу после этапа приклеивания, либо, если деталь со сложными краями, то дать высохнуть 20-24 часа и только потом приступать к пропитке.

Для лучшего выведения пузырьков из эпоксидного состава рекомендуется работать в помещении с температурой от +24 градусов Цельсия, либо незначительно подогреть смолу перед смешиванием феном (не строительным, а бытовым) либо на водяной бане.

Обработка поверхности и краев детали производить только после полного высыхания эпоксидного состава (24 часа).

Если имеются неровности – выровнить наждачной бумагой 240, обезжирить, перетереть с водой в наждачную бумагу 400, обезжирить, перетереть с водой в наждачную бумагу 600, высушить, обезжирить.

Перед нанесением лака, если Вы все-таки прикасались к изделию, его необходимо обезжирить. Внимательно ознакомьтесь с инструкцией по нанесению лака на баллоне. Перед работой необходимо встряхнуть баллон с лаком в течение 3-х минут. На расстоянии 20-25 см. от детали наносим лак, начинаем с торцов в 2-3 слоя. Первый слой наносим легким напылением. Межслойная выдержка составляет 5-10 минут. Особое внимание также уделяется краям и труднодоступным местам (если такие имеются). Не заливайте деталь лаком, чтобы избежать его потеков. Время сушки при комнатной температуре составляет 12 часов. Торцы композитного состава можно подкрасить черным перманентным маркером.

Главным преимуществом Химической Металлизации является неограниченная сфера применения. Как восстановление утративших свою былую зеркальную поверхность предметов, так и вновь покрываемых изделий.

Химическая металлизация – это процесс нанесения особых химических реактивов для получения металлического декоративного покрытия: "Хром", "Золото" и "Зеркало".

Технология химической металлизации, сокращенно - “Хим Мет”, намного проще, дешевле и безопасней! Требует лишь "Установки для хим металлизации", реагентов и обычной канализации (место слива воды).

Набор химических реактивов (Активатор, Модификатор и Восстановитель). Новая формула дает чистый белый хром. Химия позволяет работать из одноствольного пистолета. Комплект рассчитан на обработку 3 м 2 поверхности.

Данный набор - это комплексное предложение, включающее в себя всё необходимое оборудование и материалы для обустройства цеха по декоративному хромированию в кратчайшие сроки.

Автомобиль сегодня становится чем-то большим, чем просто средством передвижения. Владельцы машин любят их, пытаются выделить из толпы, добавив что-то особенное внешнему виду. Такой вид модернизации называется стайлинг и включает огромное количество различных способов добавления красоты. Это и бампера, и обвесы, и фары замысловатых форм, и тонировка, и различные способы покраски деталей. Очень распространёнными среди автолюбителей являются детали из карбона (или углепластика), которые пользуются огромной популярностью, причём, скорее, из-за необычного внешнего вида, а не из-за своих аэродинамических свойств. В этой статье мы расскажем, как сделать углепластик своими руками.

Характеристики карбона

Углепластик обладает рядом выдающихся качеств, таких как очень высокая прочность при малом весе. Зачастую детали из карбона прочнее даже, чем стальные аналоги, а весят при этом гораздо меньше. Благодаря таким характеристикам, детали из этого материала находят широкое применение во многих сферах промышленности. В основном это ракетостроение, самолётостроение и судостроение, так как в этих областях такие параметры материалов нужны больше всего. При этом производство углепластика связано с рядом технических сложностей, таких как необходимость постоянного контроля условий изготовления с применением очень дорогостоящих и энергозатратных методов. Если же отказаться от подобного контроля, то существует огромный риск того, что характеристики материала получатся гораздо хуже ожидаемых. Причиной этому может послужить малейшее отклонение от рекомендуемых параметров производства. Также настоящий материал плохо выдерживает удары, в результате чего даже незначительная деформация может повредить деталь из углепластика.

Эти же характеристики стали причиной того, что детали из карбона стали широко применяться при подготовке гоночных автомобилей, а благодаря их своеобразному внешнему виду, этот материал стал пользоваться немалой популярностью среди обычных автолюбителей. Поэтому изготовление деталей из карбона является очень распространённой задачей многих водителей, которые мечтают добавить изюминку во внешность своей машины.

Способы изготовления карбона

Для того чтобы изготовить деталь автомобиля из углепластика, совсем необязательно идти в специализированный автосервис, ведь запросто можно сделать карбон своими руками. Есть несколько способов изготовления карбона. Ниже мы разберём только те способы, которые подойдут для применения в домашних условиях.

Изготовление деталей с помощью ручного давления

Этот способ отлично подойдёт для самостоятельного изготовления деталей из углепластика. Отличается он тем, что для его реализации не потребуется дорогостоящее оборудование, а значит, вы сможете изготовить себе карбоновые детали без ощутимых затрат.

Для проведения работ вам потребуется ряд инструментов: карбоновый лист, отвердитель, эпоксидная смола, валик для выдавливания пузырей и кисть для нанесения смолы.

Также вам потребуется форма, по которой вы будете изготавливать деталь. В первую очередь необходимо нанести на форму разделительный воск и дождаться его высыхания. После этого следует нанести эпоксидную смолу, на которой начать формировать слой углепластика. Следите за тем, чтобы под слоями карбона не оставалось пузырей, а его сцепление с формой было максимальным. Для этого следует воспользоваться валиком.

После того как заготовка полностью высохнет, можно достать деталь, почистить её и покрыть лаком для обеспечения защиты покрытия.

Изготовление формы с использованием вакуума

Первые шаги в изготовлении этим способом похожи на предыдущий. Изменения присутствуют в самой форме и в порядке действий, после того как все слои углепластика выложены на форму. После этого необходимо поместить всю конструкцию в вакуумную плёнку и подключить к ней вакуумный насос. Насос откачает весь воздух и создаст давление для лучшего приставания детали к форме.

Этот способ очень хорош и позволит получать качественные детали. Однако обойдётся он довольно дорого, особенно по сравнению со способом ручного формирования: вакуумный насос стоит порядка 200 долларов.

Способ обклейки

Заключается этот способ в том, чтобы готовые детали автомобиля обклеить карбоновым материалом, а не изготавливать новые. Это не облегчит конструкцию автомобиля, зато позволит повысить прочность деталей. Например, можно обклеить капот автомобиля, бампера или приборную панель.

Порядок действий для этого способа следующий:

Сначала необходимо подготовить ту поверхность, которую вы собираетесь обклеивать. Для этого необходимо её тщательно очистить, избавиться от резких углов и обезжирить. Далее, следует нанести клей на поверхность, а материал пропитать эпоксидной смолой и отвердителем. Карбоновые листы нужно приклеить к поверхности, избегая образования пузырей, после чего высушить её и покрыть лаком.
Не путайте обклейку углепластиком и обклейку карбоновой плёнкой. В этом случае карбоновая плёнка представляет собой обычный автовинил с рисунком, похожим на покрытие из углепластика. Он применяется исключительно в декоративных целях и не несёт цели сделать детали прочнее или легче. Тем не менее, если вам важна только внешность, этот способ может вам подойти — осуществить его легче и дешевле всего. Однако делать этого мы не советуем, так как такие плёнки окажут не самое лучшее влияние на покрытие кузова вашего автомобиля.

Таким образом, вы теперь знаете, как сделать карбон самостоятельно. Для этого потребуется лишь наличие материала, умение обращаться с инструментами и некоторое терпение. Если эта статья оказалась для вас полезной, напишите нам.

Чтобы получить деталь из карбона, нужно изготовить матрицу — форму для литья, уложить туда переплетенные нити углеродного волокна (углеткань), залить их специальной смолой и провести термообработку. За счет уникальных свойств углеткани и эпоксидных смол получается материал прочнее стали и вдвое легче самого легкого металлического сплава. У команды Бойцова и Хоробрых ушло больше года на то, чтобы сделать этот процесс четким и предсказуемым.

Комментарии экспертов

Аркадий Селезневруководитель трека Aerospace, директор по проектам РЦИ StartupSamara

Бойцов — хороший предприниматель. Я легко могу себе представить его действия в ситуации, когда для решения очередной задачи он не найдет на рынке, например, нужных смол: Андрей наймет химиков и займется разработкой новых смол. Тогда инжиниринговый бизнес превратится в инновационный. Андрей — очень работоспособный человек. Я искренне желаю ему и его команде успеха.

Олег Мальсаговпредприниматель, советник по развитию ректора Университета ИТМО, ментор трека Aerospace GenerationS

Читайте также: