ألياف كربونيه. البلاستيك المقوى بألياف الكربون: طريقة الإنتاج، الخصائص، التطبيق ما مدى قوة البلاستيك المقوى بألياف الكربون من المعدن؟

من بين جميع أنواع المواد البلاستيكية والمواد المركبة التي طورها خبراء التكنولوجيا الكيميائية، يحتل الكربون (ألياف الكربون) - وهي مادة تعتمد على أجود خيوط الكربون - مكانة خاصة في العالم الحديث. فهو أخف بنسبة 75% من الحديد وأخف بنسبة 30% من الألومنيوم، ومع ذلك فهو يتمتع بقوة شد أعلى بأربع مرات من أفضل أنواع الفولاذ.
خيوط الكربون نفسها هشة للغاية، لذلك يتم نسج ألواح مرنة ومرنة منها. من خلال إضافة تركيبات البوليمر الموثق إليها، يتم الحصول على البلاستيك من ألياف الكربون، والتي أحدثت ثورة حقيقية في الرياضة والتكنولوجيا والعديد من مجالات النشاط البشري الأخرى.

في الطرق وفي السماء وفي البحر

المجال الأكثر شهرة لتطبيق ألياف الكربون هو صناعة السيارات. في البداية، جذب مزيجها المتميز من القوة والخفة انتباه مصممي سيارات الفورمولا 1، مما جعل من الممكن تقليل وزن سيارات السباق بشكل كبير. قام جون برنارد، وهو مهندس في شركة ماكلارين البريطانية لصناعة السيارات، بتصنيع أجزاء الجسم من ألياف الكربون لأول مرة في أوائل الثمانينيات. وقد أدى هذا إلى زيادة ملحوظة في السرعة مما أدى على الفور إلى صعود فريق سباق ماكلارين إلى منصة التتويج.

ومع ذلك، فإن الحق في أن تكون الأسرع مكلف للغاية نظرًا لأن جميع أجزاء ألياف الكربون مصنوعة يدويًا. يتم وضع نسيج الكربون ذو النسيج الخاص في قوالب الصب، ثم يتم ربطه بمركبات البوليمر. في المرحلة النهائية، تتم معالجتها عند درجة حرارة وضغط مرتفعين. لذلك، لفترة طويلة، تم استخدام عناصر الجسم الكربونية فقط في السيارات الفخمة والموديلات المتميزة. ومؤخرًا فقط تم الإعلان عن إطلاق نماذج تسلسلية بأجزاء من ألياف الكربون متاحة لجمهور واسع. وبالتالي، سيتم تمثيل عناصر ألياف الكربون على نطاق واسع في هيكل جسم سيارة BMW i3 الجديدة. وفي النسخة الجديدة من سيارة فولكس واجن جولف GTI VII هاتشباك، بفضل غطاء المحرك والسقف المصنوع من ألياف الكربون، أصبح من الممكن تقليل وزن السيارة بمقدار 200 كجم دفعة واحدة!

وقد أصبحت المواد المعتمدة على الكربون تستخدم على نطاق أوسع في صناعة الطائرات، حيث بدأت تحل محل الألمنيوم والتيتانيوم التقليديين. كان مصممو الطائرات العاملون في صناعة الدفاع أول من قدر الآفاق. على سبيل المثال، تستخدم أحدث المقاتلات الروسية Su-47 وT-50 مكونات من ألياف الكربون للجناح وجسم الطائرة.

كما يتم استخدام الكربون بشكل متزايد في طائرات الركاب، حيث يمكن أن يقلل من استهلاك الوقود وزيادة الحمولة. وهكذا، في طائرة بوينغ 787 دريملاينر، ما لا يقل عن 50٪ من عناصر جسم الطائرة مصنوعة من مواد مركبة قائمة على الكربون، مما يقلل من استهلاك الوقود بنسبة 20٪. وللغرض نفسه، تم تجهيز أكبر طائرة ركاب، وهي طائرة الإيرباص A380، بأجنحة مصنوعة من ألياف الكربون بنسبة 40%. وجسم طائرة الأعمال النفاثة الحديثة هوكر 4000 مصنوع بالكامل تقريبًا من هذه المادة!

لا يستخدم الكربون بشكل أقل نشاطًا في بناء السفن. سبب شعبيتها هو نفسه: نسبة القوة إلى الوزن الفريدة، وهي حيوية في الظروف البحرية القاسية. بالإضافة إلى ذلك، تقدر شركات بناء السفن مقاومة الصدمات ومقاومة التآكل لهذه المواد.

كالعادة، كان البلاستيك المقوى بألياف الكربون هو أول من استخدم في قطاع الدفاع. تُستخدم مركبات الكربون في تصنيع عناصر هياكل الغواصات، لأنها تقلل الضوضاء بشكل كبير ولها تأثير خفي، مما يجعل السفينة "غير مرئية" لرادارات العدو. وفي الطرادات السويدية من نوع Visbi، يتم تصنيع الهيكل والبنية الفوقية من مركبات الكربون باستخدام تقنية التخفي. يتم استخدام مادة متعددة الطبقات مع قاعدة PVC، وهي مغطاة بنسيج منسوج خصيصًا مصنوع من خيوط الكربون. وتمتص كل حزمة موجات الراديو من الرادارات وتشتتها، مما يمنع اكتشاف السفينة.

بالنسبة للسفن المدنية، ليست هناك حاجة إلى إخفاء الرادار، ولكن تبين أن هناك طلبًا كبيرًا على الخفة والقوة والقدرة على تصنيع أجزاء من أي تكوين تقريبًا. في أغلب الأحيان، يتم استخدام الكربون في بناء اليخوت الرياضية والترفيهية، حيث تكون خصائص السرعة مهمة.

يتم "تشكيل" عناصر السفينة المستقبلية من ألواح ألياف الكربون وفقًا لنموذج الكمبيوتر، كما لو كانت من البلاستيسين. أولاً، يتم تصنيع نموذج بالحجم الكامل للسطح والبدن من نموذج بلاستيكي خاص. بعد ذلك، باستخدام هذه الأنماط، يتم لصق ألواح نسيج الكربون يدويًا في طبقات، ويتم تثبيتها معًا باستخدام راتنجات الإيبوكسي. بعد التجفيف، يتم صقل الجسم النهائي ورسمه وتلميعه.

ومع ذلك، هناك طرق أكثر حداثة. على سبيل المثال، تمكنت الشركة الإيطالية Lanulfi من أتمتة العملية بالكامل تقريبًا. باستخدام النمذجة ثلاثية الأبعاد، يتم تقسيم العناصر الهيكلية الكبيرة للسفينة إلى أجزاء أصغر ولكنها متطابقة تمامًا. بناءً على نموذج حاسوبي، وباستخدام آلة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر، يتم تصنيع القواعد، والتي تعمل كمصفوفات للصق أجزاء ألياف الكربون. يتيح لنا هذا النهج تحقيق أقصى قدر من الدقة، وهو أمر مهم جدًا لأداء اليخوت الرياضية.

الكربون للجميع

بدأ استخدام الكربون بشكل متزايد في البناء. إن إضافة ألياف الكربون إلى الخرسانة يجعلها أكثر مقاومة للتأثيرات الخارجية. في الواقع، تم الحصول على كتلة متراصة فائقة القوة ذات سطح كثيف للغاية. وتستخدم هذه التكنولوجيا في بناء ناطحات السحاب والسدود، وكذلك في بناء الأنفاق.

تجدر الإشارة إلى المواد اللازمة لتعزيز وإصلاح واستعادة الأسطح الخرسانية المسلحة - اللوحات والألواح الخاصة المصنوعة من نسيج الكربون (على سبيل المثال، Mapewrap أو Carboplate). إنها تسمح لك باستعادة الهيكل بالكامل دون اللجوء إلى إعادة التعبئة باهظة الثمن وغير الممكنة دائمًا.

بالنسبة للمطورين الكبار والبنائين الخاصين، فإن الابتكار مثل استخدام الكربون في نظام الجص لعزل الواجهات له أهمية خاصة.

مرجع

يقول رومان ريازانتسيف، مدير المشروع في كابارول، الخبير في هذا المجال: "إن إضافة ألياف الكربون الصغيرة التي يقل قطرها عن 15 ميكرون إلى تركيبة التسليح يؤدي إلى نتيجة مهمة للغاية - زيادة متعددة في مقاومة الصدمات للواجهة". الحماية والعزل الحراري لواجهات المباني. "على وجه الخصوص، تسمح مادة الكربون المضافة في نظام الجص CAPATECT Carbon (Caparol) للواجهة بمقاومة الصدمات بطاقة تصل إلى 60 جول دون ضرر - وهذا أكثر بعشر مرات مما يمكن أن تتحمله الإصدارات التقليدية للواجهات الجصية."

إذا قرر مالك الكوخ استخدام مثل هذا النظام للديكور الخارجي لمنزله، فلن يقلل فقط من تكاليف التدفئة ويوفر مناخًا داخليًا مناسبًا، بل سيحمي أيضًا الجدران من أي تأثيرات ميكانيكية. يحطم البرد الكبير جوانب الفينيل ويترك خدوشًا في الجص الرملي العادي. يمكن للرياح القوية التي تحمل الحطام وأغصان الأشجار أن تلحق الضرر بالواجهة أيضًا. لكن التشطيب بإضافة ألياف الكربون لن يترك أي أثر. علاوة على ذلك، فهي ليست خائفة من التأثيرات اليومية مثل الضرب بالكرة أو القرص في ألعاب الأطفال.

يقول دانييل مازوروف، رئيس قسم مبيعات الجملة في شركة البناء والتجارة في موسكو PKK Interstroytekhnologii: "عادةً، لحماية الجزء السفلي من الواجهة من التلف العرضي، يتم استخدام الكسوة الحجرية، على سبيل المثال الخزف الحجري". - ولكن لإنهاء الطابق السفلي من مجمع سكني يجري بناؤه حاليا في جنوب موسكو، قررنا تجربة نظام الجص من ألياف الكربون. وفي الاختبارات المقارنة أظهرت نتائج مبهرة للغاية”.

يسمي فاديم باشينكو، رئيس قسم WDVS بقسم موسكو الإقليمي لشركة CAPAROL، نتيجة قيمة أخرى لاستخدام مكونات التعزيز بألياف الكربون في نظام الجص: تصبح الواجهة مقاومة للتشوهات الناجمة عن درجات الحرارة. بالنسبة للمهندسين المعماريين وأصحاب المنازل الخاصة، فهذا يعني الحرية الكاملة في التعبير عن الذات - يمكنك طلاء جدران المنزل بأي من الألوان الداكنة والأكثر تشبعًا. مع الجص الأسمنتي والرمل التقليدي، يمكن أن تنتهي هذه التجارب للأسف. يسخن السطح الداكن للجدار بسرعة كبيرة تحت أشعة الشمس، مما يؤدي إلى تكوين تشققات في الطبقة الواقية والزخرفية الخارجية. ولكن بالنسبة لنظام الواجهة مع ألياف الكربون، لا توجد مثل هذه المشكلة.

في الوقت الحاضر، بدأت المنازل الريفية الخاصة والمباني التجارية والمدارس ورياض الأطفال، التي تبرز من الخلفية العامة، في الظهور في جميع أنحاء أوروبا، والتي ساعد الكربون في اكتساب ألوان معبرة وغنية. مع بدء أصحاب المنازل الخاصة الروس في تجربة ألوان الواجهة، والابتعاد عن ظلال الباستيل التقليدية، أصبحت هذه التكنولوجيا المبتكرة مطلوبة في بلدنا.

الجيل القادم

أصبح من المستحيل الآن تخيل أي صناعة ذات تقنية عالية بدون الكربون. لقد أصبح في متناول الناس العاديين أكثر فأكثر. يمكننا الآن شراء زلاجات من ألياف الكربون، وألواح التزحلق على الجليد، والأحذية الجبلية، وقضبان الغزل والدراجات، والخوذات وغيرها من المعدات الرياضية.

ولكن يتم استبدالها بالفعل بجيل جديد من المواد - أنابيب الكربون النانوية، وهي أقوى بعشرات المرات من الفولاذ ولها مجموعة من الخصائص القيمة الأخرى.

التمثيل التخطيطي للأنابيب النانوية

وهكذا، قامت شركة تصنيع الملابس الكندية Garrison Bespoke بتطوير بدلة رجالية مصنوعة من قماش يعتمد على أنابيب الكربون النانوية. يصد هذا القماش الرصاص حتى عيار 0.45 ويحمي من جروح الطعن. كما أنها أخف بنسبة 50% من مادة الكيفلار، وهي مادة صناعية تستخدم في صناعة الدروع الواقية للبدن. من المؤكد أن مثل هذه البدلات ستصبح عصرية بين رجال الأعمال والسياسيين.

من بين التطبيقات الأكثر روعة لأنابيب الكربون النانوية هو المصعد الفضائي، والذي سيسمح بتسليم البضائع إلى المدار دون إطلاق صواريخ باهظة الثمن وخطيرة. يجب أن يكون أساسها كابلًا ثقيلًا يمتد من سطح الكوكب إلى محطة فضائية تقع في مدار ثابت بالنسبة للأرض على ارتفاع 35 ألف كيلومتر فوق الأرض.

هذه الفكرة اقترحها العالم الروسي الكبير كونستانتين تسيولكوفسكي عام 1895. لكن حتى الآن بدا المشروع غير عملي لأسباب فنية، لأنه لم تكن هناك مواد معروفة يمكن صنع مثل هذا الكابل القوي منها. ومع ذلك، تم اكتشاف أنابيب الكربون النانوية في أوائل التسعينيات. أجبرتنا على إعادة النظر في حدود الممكن. يمكن لخيط يبلغ سمكه ملليمترًا منسوجًا من أنابيب الكربون النانوية أن يتحمل حمولة تبلغ حوالي 30 طنًا. وهذا يعني أن السفر الرخيص والآمن إلى المدار بالمصعد الفضائي يتحول من قصة خيال علمي إلى مهمة عملية للمهندسين.

ومن المعروف أن المؤشر الصلب لقوة الشد بالنسبة لوزنها الذي تمتلكه ألياف الكربون يعد إنجازًا فريدًا للمادة ويفتح آفاقًا مشرقة لاستخدامها في الاقتصاد الوطني. إن استخدام الكربون في البناء الحديث لم ينتشر بعد على نطاق واسع، على الرغم من أنه ليس من الصعب شراء الكربون في الوقت الحاضر. لكن طرق التطبيق البسيطة والموثوقة تعد بأن تستمر لفترة طويلة.

ألياف كربونيه

أول إنتاج لألياف الكربون عن طريق الانحلال الحراري لألياف الفسكوز واستخدامها في الخيوط المتوهجة حصل على براءة اختراع من قبل إديسون في نهاية القرن الثامن عشر.

ظهر الاهتمام المتزايد بالألياف في القرن العشرين نتيجة البحث عن مادة للمكونات المركبة في صناعة محركات الصواريخ والطائرات.

من حيث صفاتها: مقاومة الحرارة وخصائص العزل الحراري، وكذلك مقاومة التآكل، فإن ألياف الكربون لم تكن متساوية.

كانت خصائص العينات الأولى من ألياف بولي أكريلونيتريل (PAN) منخفضة، لكن التحسينات في التكنولوجيا جعلت من الممكن الحصول على ألياف هيدروكربونية ذات قوة ألياف كربون تبلغ 2070 ميجا باسكال ومعامل مرن يبلغ 480 جيجا باسكال.

اليوم، ألياف الكربون أو ألياف الكربون لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في البناء:

• لنظام التعزيز الخارجي
• لإصلاح الهياكل الحاملة للمستودعات والجسور والمباني الصناعية والسكنية.

إن استخدام منتجات ألياف الكربون يجعل من الممكن تنفيذ أنشطة البناء بسرعة وكفاءة، مقارنة بالطرق الحالية لإعادة الإعمار أو التعزيز.

لكن القصة عن إنجازات ألياف الكربون لن تكتمل دون ذكر استخدامها في صناعة أجزاء الطائرات.

إن إنجازات الشركات المصنعة للطائرات المحلية توفر منافسة صحية لشركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة، التي تنتج قطع غيار طائرات بوينج 787.

إنتاج المنتجات من مادة البوليمر

مادة البوليمر - الكربون عبارة عن خيط من الألياف الرقيقة ø من 5 إلى 15 ميكرون، يتكون من ذرات الكربون ويتم دمجه في بلورات دقيقة. إن المحاذاة أثناء توجيه البلورات هي التي تمنح الخيوط قوة واستطالة جيدة، وجاذبية نوعية منخفضة ومعامل التمدد الحراري، والخمول الكيميائي.

تتضمن عمليات الإنتاج لإنتاج ألياف PAN تقنية الأوتوكلاف والتشريب اللاحق لتعزيزها بالراتنج. ألياف الكربون مشبعة بالبلاستيك (مسبق التقوية) ومملوءة بالبلاستيك السائل، مما يقوي خيوط الألياف تحت الضغط.

وفقا للخصائص الفيزيائية، وتنقسم ألياف الكربون إلى أنواع:

• ألياف الكربون عالية القوة (تكوين 12000 ألياف متواصلة)
• ألياف الكربون المتفحمة هدف عام(خيط ملتوي مكون من ليفتين أو أكثر يصل طولهما إلى 100 مم).

تعمل هياكل ألياف الكربون المقواة بمنتجات مصنوعة من المادة على تقليل وزن الهيكل بنسبة 30٪، كما يسمح الخمول الكيميائي باستخدام الأقمشة الكربونية عند تنقية السوائل والغازات العدوانية من الشوائب كمرشح.

يتم عرض إنتاج ألياف الكربون في هذا الفيديو.

مجموعة من منتجات ألياف الكربون

الأقمشة الكربونية

المنتج الرئيسي المصنوع من ألياف الكربون ذات المعامل العالي هو نسيج الكربون بسمك يتراوح من 1.6 إلى 5.0 مم، وله هيكل منسوج عادي بكثافة تتراوح من 520 إلى 560 جم/م2.

تتميز الأقمشة الكربونية، التي لها معامل تمدد خطي صفر، بمقاومة عالية للتشوه والتآكل.

خصائص الأقمشة الكربونية القياسية هي:

معلمات الأقمشة الكربونية هي:

• عرض الشفرة 1000-2000 مم
• محتوى الكربون 98.5%
• الكثافة 100-640 جم/م2
• سمك 0.25-0.30 ملم.

بالإضافة إلى الأقمشة الكربونية، فإن المنتجات الرئيسية للألياف ذات المعامل العالي هي الأشرطة والأسلاك.

هناك الأنواع التالية من نسج الأقمشة الكربونية التي تؤثر إلى حد ما على حركة المنتج:

• الكتان تم إنشاء النسيج عن طريق تشابك كل خيط سداة بخيط لحمة 1/1، مما يخلق قوة وحركة أفضل للنسيج
• صقيل نسج يتشابك فيه خيط لحمة واحد مع 4-5 خيوط السداة، مما يقلل من احتمالية انحناء القماش أكثر من اللازم
• نسيج قطني طويل نسج يكون فيه عدد خيوط السدى مغطى بنفس عدد خيوط اللحمة.

مثال على إمكانية نسج نسيج قطني طويل هو نسيج الكربون متعدد الألوان. تم استخدام نسيج الكربون متعدد الألوان بنجاح في صناعة ملابس كيفلر والأشياء التي تتميز بالرطوبة والقادرة على تبادل الهواء. الكيفلار، المصنوع من خيوط تقنية ذات كثافات وهياكل مختلفة، دخل حيز الاستخدام بالفعل في صناعات السيارات والصناعات العسكرية، ليحل محل الألياف الزجاجية والصلب.

يتم التعبير عن مزايا الكربون بوضوح في المنتجات المصنوعة من ألياف الكربون المتفحمة.

منتجات الألياف المتفحمة

تم توسيع نطاق المنتجات المصنوعة من الألياف المتفحمة بشكل أكبر ويتمثل في:

• نسيج الكربون المتفحم RK-300 (بديل للألياف الزجاجية)
• قماش مطلي بطبقة من الألومنيوم من جانب واحد RK-300AF (تسمح الخصائص المحسنة بسبب الشاشة الحرارية باستخدام الكربون كمواد لف عازلة للحرارة)
• أقمشة البناء الكربونية 1k، 3k، 6k، 12k، 24k، 48k
• الأشرطة والحبال المتفحمة.

يؤدي القماش المنسوج المصنوع من الكربون أو الألياف المتفحمة وظائف تقوية ممتازة، بغض النظر عن نوع الحشو.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيع الشاشات التي تمتص الإشعاع الكهرومغناطيسي والمزدوجات الحرارية والأقطاب الكهربائية، وكذلك منتجات الهندسة الراديوية باستخدام الألياف المتفحمة.

إنتاج حمامات السباحة المدعمة بالكربون

عند إنتاج حمامات السباحة المدعمة بألياف الكربون فإن التقنية تشمل مرحلة إضافة ألياف الكربون المعززة وخشب البلسا والمطاط الرغوي إلى طبقة السيراميك. كان الأساس لإنشاء إطار مزدوج لحوض السباحة مع تعزيز الكربون هو مخططات التحميل التي تم إنشاؤها والضغوط المسموح بها على المادة.

دعونا نستنتج أن الشعبية المتزايدة لاستخدام ألياف الكربون في المستقبل ستكون قادرة على إزاحة مواد التسليح من السوق.

البلاستيك المقوى بألياف الكربون عبارة عن مواد مركبة تعتمد على ألياف الكربون ومجلدات البوليمر، حيث يتم استخدام أنواع مختلفة من ألياف الكربون والمواد الليفية للتعزيز.

إنتاج البلاستيك المقوى بألياف الكربون

تعد الطرق الأساسية لإنتاج المركبات المقواة بألياف الكربون شائعة بالنسبة للمواد الليفية. عادة ما يتم إنتاج البلاستيك المقوى بألياف الكربون من مواد مسبقة التحضير باستخدام طرق الضغط، والقذف، والوضع، ثم الضغط. تتميز ألياف الكربون بالهشاشة العالية، الأمر الذي يتطلب الحذر عند معالجتها في البلاستيك المقوى بألياف الكربون: من الضروري إجراء الضغط عند ضغوط عالية، وكذلك تجنب الانحناءات الحادة لحشوات التعزيز.

لسهولة الاستخدام، يتم إنتاج الخلطات المسبقة، والمواد المسبقة التحضير، والألياف المضغوطة على أساس ألياف الكربون والجرافيت وراتنجات البوليمر، أي. المواد التي تحتوي على كمية معينة من حشو التسليح ومصفوفة البوليمر المعدة لتصنيع الأجزاء والمنتجات.

المواد الرابطة الأكثر استخدامًا هي راتنجات التصلد بالحرارة - الإيبوكسي والفينول والبوليميد، والتي توفر التصاقًا عاليًا ودرجة عالية من تنفيذ الخواص الميكانيكية لألياف الكربون، بالإضافة إلى اللدائن الحرارية المقاومة للحرارة: البولياميدات العطرية والبولي سلفونات والبولي كربونات. لا يُنصح باستخدام اللدائن الحرارية منخفضة الذوبان مثل البولي أوليفينات والبولي أميدات الأليفاتية، لأنها لا تسمح بتحقيق العديد من خصائص حشوات الكربون.

يتم تصنيع البلاستيك المقوى بألياف الكربون عالي القوة والمعامل العالي من أنواع مناسبة من خيوط الكربون والخيوط والأشرطة ذات الخصائص الميكانيكية العالية. من أجل التنفيذ الأكثر اكتمالا للخصائص الميكانيكية لحشوات الكربون، يتم استخدام وضع أحادي الاتجاه ومتقاطع في الغالب.

خصائص ألياف الكربون

يتم تحديد تركيبة البلاستيك المقوى بألياف الكربون حسب متطلبات المنتجات المصنوعة منها. تشمل المواد البلاستيكية الكربونية المعتمدة على الألياف المتفحمة أو الجرافيتية ما يلي: المواد المضغوطة المعتمدة على الكربون (عادةً المتفحمة) والمواد غير المنسوجة والألياف المقطوعة؛ مواد نسيجية كربونية تعتمد على أقمشة الكربون (المتفحّمة) والجرافيت؛ مواد بلاستيكية كربونية عالية القوة وعالية المعامل تعتمد على خيوط كربونية (جرافيتية) وأشرطة وحزم على شكل مقاطع ومنتجات جروح وألواح.

تتمتع ألياف الجرافيت والمواد الليفية بخصائص ميكانيكية وحرارية أعلى، لكنها باهظة الثمن.

يتم تحديد الخواص الميكانيكية للبلاستيك المقوى بألياف الكربون في اتجاه التسليح إلى حد كبير من خلال خصائص ألياف التسليح وموقعها، وبدرجة أقل تعتمد على المادة الرابطة. يتم تحديد خصائص درجة حرارة البلاستيك المقوى بألياف الكربون بشكل أساسي من خلال خصائص المواد الرابطة.

يمكن تشغيل المواد الكربونية الكربونية في درجات حرارة عالية، وفي بيئة خاملة - تصل إلى 2500 درجة مئوية.

تطبيق ألواح ألياف الكربون

تُستخدم مواد الضغط الكربونية والمنسوجات في تصنيع أجزاء مختلفة، مثل مقاومة الاحتكاك والمقاومة للمواد الكيميائية وما إلى ذلك. ويتم استخدامها، على وجه الخصوص، في صناعة الأصداف الحاملة. استنادًا إلى ألياف الضغط وصفائح الكربون المسبقة مع المصفوفات الفينولية وغيرها من المواد المقاومة للمواد الكيميائية، يتم تصنيع أجزاء المضخة والتجهيزات والمبادلات الحرارية والطلاءات المركبة المقاومة للمواد الكيميائية على المنتجات المعدنية (في أغلب الأحيان الحاويات والمعدات الكيميائية الأخرى). تُستخدم أيضًا المواد البلاستيكية المقواة بألياف الكربون لتحل محل المواد المستخدمة سابقًا والتي تعتمد على الأسبستوس (الفاوليت).

تُستخدم المواد البلاستيكية الكربونية المعتمدة على مواد ربط الفينول والبوليميد، بالإضافة إلى مواد الكربون الكربونية، كمنتجات وطلاءات هيكلية شديدة المقاومة للحرارة. يرجع اختيار هذه المجلدات إلى حقيقة أنها أثناء الكربنة تتحول إلى فحم الكوك ذو إنتاجية عالية من الكربون، بينما تشكل مصفوفة كربون قوية إلى حد ما.

يتم استخدام البلاستيك المقوى بألياف الكربون عالي القوة والمعامل العالي، وكذلك شرائح ألياف الكربون، لتصنيع الأجزاء والمنتجات الأكثر أهمية في الطائرات والسفن والمركبات الأخرى والمعدات الطبية والمنتجات الرياضية والأطراف الصناعية.

يتم استخدام اللدائن الحرارية التي تحتوي على ألياف الكربون بكميات تصل إلى 2-3٪ كمواد مضادة للكهرباء الساكنة. تعد كفاءة استخدام ألياف الكربون كحشو أعلى بكثير من إضافات أسود الكربون التقليدية، حيث تشكل الألياف "شبكة" موصلة للكهرباء في المادة ذات محتوى أقل بكثير.

للمواد الكربونية أيضًا تطبيقات طبية: فالكائنات الحية لا ترفضها. لذلك، إذا قمت بتثبيت عظم مكسور بدبوس مصنوع من ألياف الكربون، واستبدلت الوتر التالف بشريط كربوني خفيف وقوي، فلن ينظر الجسم إلى هذه المادة على أنها غريبة.

يمكن تمييز المجالات التالية لتطبيق ألياف الكربون وألياف الكربون:

الصواريخ، وصناعة الطائرات (صناعة الطائرات، وتصنيع طائرات الهليكوبتر، والطائرات الصغيرة)؛

بناء السفن (السفن الحربية، بناء السفن الرياضية)؛

صناعة السيارات (السيارات الرياضية، الدراجات النارية، الضبط)؛

المعدات الرياضية (الدراجات، مضارب التنس، قضبان الصيد)؛

منتجات خاصة (شفرات توربينات الرياح وغيرها).

ألياف كربونيه- مادة تتكون من خيوط رفيعة يبلغ قطرها من 3 إلى 15 ميكرون، تتكون بشكل رئيسي من ذرات الكربون. يتم ترتيب ذرات الكربون في بلورات مجهرية متوازية مع بعضها البعض. محاذاة البلورات يعطي الألياف قوة شد أكبر. تتميز ألياف الكربون بقوة شد عالية، وثقل نوعي منخفض، ومعامل تمدد حراري منخفض، وخمول كيميائي.

يتم إنتاج ألياف الكربون في روسيا من قبل شركة Composite-Fiber LLC، وهي جزء من الشركة القابضة Composite.

ألياف الكربون هي أساس الإنتاج (أو البلاستيك الكربوني من "الكربون" و"الكربون" - الكربون). البلاستيك المقوى بألياف الكربون عبارة عن مواد مركبة من البوليمر مصنوعة من خيوط ألياف الكربون المتشابكة الموجودة في مصفوفة من راتنجات البوليمر (الإيبوكسي عادة).

تتميز المواد المركبة الكربونية بالقوة العالية والصلابة والوزن المنخفض، وغالباً ما تكون أقوى من الفولاذ، ولكنها أخف بكثير.

إنتاج مواد البوليمر

عرضنا

يتطلب إنتاج مواد البوليمر خبرة كبيرة. لتحقيق معايير الجودة المقبولة، لا نحتاج إلى موظفين مؤهلين فحسب، بل نحتاج أيضًا إلى تكنولوجيا راسخة لتصنيع المنتجات. ولهذه الأسباب، فإن جميع المنتجات المقدمة ذات جودة عالية وتضمن تحقيق أهدافها وتحظى بمراجعات إيجابية منتظمة.

في الكتالوج يمكنك اختيار المنتجات للمجالات التالية:

• مهندس ميكانيكى؛
• صناعة الفضاء والطيران.
• طاقة الرياح؛
• بناء؛
• ادوات رياضية؛
• السلع الاستهلاكية المشتركة

هل لدينا إنتاج المنتجات من مواد البوليمريمكن أن توفر لك كمية المنتجات التي تحتاج إليها. لا توجد قيود على حجم الطلب. وفي الوقت نفسه، يمكنك الاعتماد على الاستشارة الكاملة من المتخصصين والإكمال الفوري للمهام المعينة. إن إنتاج مواد البوليمر في روسيا، والذي نقوم به، يجعل من الممكن شراء عناصر الكتالوج الضرورية من خلال نظام البيع بالجملة. استكشف الكتالوج الخاص بنا، وإذا كان لا يزال لديك أي أسئلة، فلا تؤجلها لوقت لاحق واتصل بخدمة الدعم لدينا الآن.

لماذا سعر ألياف الكربون مرتفع جدًا؟

ارتفاع استهلاك الطاقة هو السبب الرئيسي لارتفاع تكلفة ألياف الكربون. ومع ذلك، فإن هذا يتم تعويضه بالنتيجة الرائعة. لا أستطيع حتى أن أصدق أن كل شيء بدأ بمواد "ناعمة ورقيقة" موجودة في أشياء مبتذلة إلى حد ما والمعروفة ليس فقط لموظفي المختبرات الكيميائية. تُستخدم الألياف البيضاء - التي تسمى البوليمرات المشتركة بولي أكريلونيتريل - على نطاق واسع في صناعة النسيج. وهي جزء من الملابس والبدلات والأقمشة المحبوكة والسجاد والقماش المشمع ومواد التنجيد والتصفية. بمعنى آخر، تتواجد بوليمرات بولي أكريلونيتريل المشتركة أينما تم ذكر ألياف الأكريليك على الملصق المصاحب. بعضهم "يستخدم" كمواد بلاستيكية. الأكثر شيوعًا هو بلاستيك ABS. لذلك اتضح أن الكربون لديه الكثير من "أبناء العمومة". يتمتع خيط الكربون بقوة شد مثيرة للإعجاب، لكن قدرته على "تلقي ضربة" أثناء الانحناء تضعف. لذلك، للحصول على قوة متساوية للمنتجات، يفضل استخدام القماش. الألياف المنظمة بترتيب معين "تساعد" بعضها البعض على التعامل مع الحمل. تفتقر إلى هذه الميزة. ومع ذلك، من خلال تحديد اتجاهات مختلفة للطبقات، من الممكن تحقيق القوة المطلوبة في الاتجاه المطلوب، وتوفير كبير في كتلة الجزء وعدم تقوية الأماكن غير المهمة دون داع.

ما هو نسيج الكربون؟

لتصنيع أجزاء الكربون، يتم استخدام كل من ألياف الكربون البسيطة ذات الخيوط الموجودة بشكل عشوائي والتي تملأ الحجم الكامل للمادة والنسيج (نسيج الكربون). هناك العشرات من أنواع النسيج. الأكثر شيوعا هي عادي، حك، الساتان. في بعض الأحيان يكون النسيج مشروطًا - يتم "إمساك" شريط من الألياف الموجودة طوليًا بغرز عرضية متفرقة حتى لا ينهار. تعتمد كثافة القماش، أو الثقل النوعي، المعبر عنها بالجم/م2، بالإضافة إلى نوع النسيج، على سمك الألياف، والذي يتم تحديده من خلال عدد ألياف الكربون. وهذه الخاصية من مضاعفات الألف. لذا فإن الاختصار 1K يعني ألف خيط في الألياف. الأقمشة الأكثر استخدامًا في رياضة السيارات والضبط هي الأقمشة العادية والمنسوجة بكثافة 150-600 جم / م 2، مع سماكة ألياف تبلغ 1 ك، 2.5 ك، 3 ك، 6 ك، 12 ك و 24 ك. يستخدم النسيج 12K أيضًا على نطاق واسع في المنتجات العسكرية (هياكل ورؤوس الصواريخ الباليستية، وشفرات المروحيات والغواصات، وما إلى ذلك)، حيث تتعرض الأجزاء لأحمال هائلة.

هل يوجد كربون ملون؟ هل يوجد كربون أصفر؟

يمكنك غالبًا أن تسمع من الشركات المصنعة لأجزاء الضبط، ونتيجة لذلك، من العملاء حول الكربون "الفضي" أو "الملون". اللون "الفضي" أو "الألومنيوم" هو مجرد طلاء أو طلاء معدني على الألياف الزجاجية. ومن غير المناسب تسمية مثل هذه المادة بالكربون - فهي مصنوعة من الألياف الزجاجية. ومن دواعي السرور أن الأفكار الجديدة لا تزال تظهر في هذا المجال، ولكن خصائص الزجاج لا يمكن مقارنتها بالفحم الكربوني. غالبًا ما تكون الأقمشة الملونة مصنوعة من الكيفلار. على الرغم من أن بعض الشركات المصنعة تستخدم الألياف الزجاجية هنا أيضًا؛ حتى أن هناك فسكوزي مصبوغ وبولي إيثيلين. عند محاولة توفير المال عن طريق استبدال الكيفلار بخيوط البوليمر المذكورة، فإن التصاق مثل هذا المنتج بالراتنجات يزداد سوءًا. لا يمكن أن يكون هناك شك في متانة المنتجات التي تحتوي على مثل هذه الأقمشة. لاحظ أن Kevlar وNomex وTvaron هي علامات تجارية أمريكية مملوكة للبوليمرات. اسمها العلمي هو "الأراميدات". هؤلاء هم أقارب النايلون والنايلون. روسيا لديها نظائرها الخاصة - SVM، Rusar، Terlon SB وArmos. ولكن، كما يحدث في كثير من الأحيان، أصبح الاسم الأكثر "ترويجا" - "كيفلر" - اسما مألوفا لجميع المواد.

ما هو الكيفلار وما هي خصائصه؟

من حيث الوزن والقوة وخصائص درجة الحرارة، فإن الكيفلار أدنى من ألياف الكربون. قدرة كيفلر على تحمل أحمال الانحناء أعلى بكثير. وهذا هو بالضبط سبب ارتباط ظهور الأقمشة الهجينة، حيث يتم احتواء الكربون والكيفلر بشكل متساوٍ تقريبًا. الأجزاء التي تحتوي على ألياف الأراميد الكربونية تدرك التشوه المرن بشكل أفضل من منتجات الكربون. ومع ذلك، لديهم أيضا عيوب. مركب الكربون كيفلر أقل متانة. بالإضافة إلى أنه أثقل و"خائف" من الماء. تميل ألياف الأراميد إلى امتصاص الرطوبة، مما يؤثر على نفسها وعلى معظم الراتنجات. النقطة ليست فقط أن "الإيبوكسي" يتم تدميره تدريجياً بمحلول الماء والملح على المستوى الكيميائي. يقوم الماء بالتسخين والتبريد، والتجميد بشكل عام في الشتاء، بتفكيك مادة الجزء من الداخل ميكانيكيًا. واثنين من التعليقات الأخرى. يتحلل الكيفلار عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية، وتفقد المادة المصبوبة في الراتنج بعضًا من خصائصها الرائعة. يتميز نسيج الكيفلار بمقاومة عالية للتمزق والقطع فقط في شكله "الجاف". لذلك تظهر الأراميد أفضل خصائصها في مناطق أخرى. الحصير المخيط من عدة طبقات من هذه المواد هو المكون الرئيسي لإنتاج الدروع الواقية للبدن الخفيفة ومعدات السلامة الأخرى. تستخدم خيوط الكيفلار في نسج حبال السفن الرفيعة والقوية، وفي صناعة الحبال في الإطارات، واستخدامها في أحزمة قيادة الآلات وأحزمة الأمان في السيارات.

هل من الممكن تغطية الجزء بألياف الكربون؟

أدت الرغبة التي لا تقاوم في الحصول على أجزاء مربعة باللونين الأسود والأسود أو الأسود والملون في سيارتك إلى ظهور بدائل غريبة من ألياف الكربون. تقوم محلات الضبط بتغطية الألواح الداخلية الخشبية والبلاستيكية بقماش الكربون وتملأها بطبقات لا حصر لها من الورنيش، مع الصنفرة بينهما. يتطلب كل جزء كيلوغرامات من المواد والكثير من وقت العمل. يمكن للمرء أن يعجب بالعمل الشاق الذي يقوم به السادة، لكن هذا الطريق لا يؤدي إلى أي مكان. في بعض الأحيان لا تتحمل "المجوهرات" المصنوعة باستخدام هذه التقنية التغيرات في درجات الحرارة. بمرور الوقت، تظهر شبكة من الشقوق وتتفكك الأجزاء. الأجزاء الجديدة مترددة في التوافق مع أماكنها الأصلية بسبب السماكة الكبيرة لطبقة الورنيش.

كيف يتم تصنيع المنتجات الكربونية و/أو المركبة؟

تعتمد تكنولوجيا إنتاجها على خصائص الراتنجات المستخدمة. هناك عدد كبير جدًا من المركبات، كما تسمى الراتنجات بشكل صحيح. تعد راتنجات البوليستر والإيبوكسي المعالجة على البارد هي الأكثر شيوعًا بين الشركات المصنعة لمجموعات الجسم المصنوعة من الألياف الزجاجية، لكنها غير قادرة على الكشف بشكل كامل عن جميع مزايا ألياف الكربون. بادئ ذي بدء، بسبب ضعف قوة هذه المركبات الرابطة. إذا أضفت إلى هذه المقاومة الضعيفة لدرجات الحرارة المرتفعة والأشعة فوق البنفسجية، فإن احتمالات استخدام العلامات التجارية الأكثر شيوعا مشكوك فيها للغاية. سيكون للغطاء الكربوني المصنوع من هذه المواد الوقت الكافي ليتحول إلى اللون الأصفر ويفقد شكله خلال شهر صيف حار. بالمناسبة، الراتنجات "الساخنة" لا تحب الأشعة فوق البنفسجية، لذلك من أجل السلامة، يجب طلاء الأجزاء بورنيش سيارات شفاف على الأقل.

مركبات تصلب الباردة.

لا تسمح التقنيات "الباردة" للإنتاج على نطاق صغير للأجزاء ذات الأهمية المنخفضة بالتطوير، حيث أن لها أيضًا عيوبًا خطيرة أخرى. تتطلب طرق التفريغ لتصنيع المواد المركبة (يتم تغذية الراتينج في مصفوفة مغلقة يتم إخلاء الهواء منها) إعدادًا طويلًا للمعدات. دعونا نضيف إلى ذلك خلط مكونات الراتنج، الذي "يقتل" الكثير من الوقت، والذي لا يساهم أيضًا في الإنتاجية. لا فائدة من الحديث عن الإلتصاق اليدوي على الإطلاق. طريقة رش الألياف المقطعة في المصفوفة لا تسمح باستخدام الأقمشة. في الواقع، كل شيء مطابق لإنتاج الألياف الزجاجية. إنه مجرد استخدام الفحم بدلاً من الزجاج. حتى العمليات الأكثر آلية، والتي تسمح أيضًا بالعمل مع الراتنجات ذات درجة الحرارة العالية (طريقة اللف)، مناسبة لقائمة ضيقة من الأجزاء ذات المقطع المغلق وتتطلب معدات باهظة الثمن.

راتنجات الايبوكسي الساخنة المعالجة أقوى، مما يسمح بالكشف عن الصفات بالكامل. بالنسبة لبعض الراتنجات "الساخنة"، تبدأ آلية البلمرة عند درجة حرارة "الغرفة" ببطء شديد. هذا هو ما تعتمد عليه تقنية التقوية المسبقة، والتي تتضمن تطبيق الراتنج النهائي على ألياف الكربون قبل فترة طويلة من عملية التشكيل. المواد المحضرة تنتظر ببساطة في الأجنحة في المستودعات.

اعتمادا على العلامة التجارية للراتنج، عادة ما يستمر وقت الحالة السائلة من عدة ساعات إلى عدة أسابيع. لإطالة عمر الوعاء، يتم أحيانًا تخزين المواد المحضرة مسبقًا في الثلاجات. بعض ماركات الراتنجات "تعيش" لسنوات في شكلها النهائي. قبل إضافة المادة المقسية، يتم تسخين الراتنجات إلى درجة حرارة 50-60 درجة مئوية، وبعد ذلك، بعد الخلط، يتم تطبيقها على القماش باستخدام معدات خاصة. ثم يُبطن القماش بغشاء بلاستيكي، ويُلف ويُبرد إلى درجة حرارة 20-25 درجة مئوية. وفي هذا النموذج، سيتم تخزين المادة لفترة طويلة جدًا. علاوة على ذلك، يجف الراتينج المبرد ويصبح غير مرئي عمليًا على سطح القماش. مباشرة أثناء تصنيع الجزء، يصبح الموثق الساخن سائلا مثل الماء، والذي ينتشر، ويملأ الحجم الكامل لقالب العمل ويتم تسريع عملية البلمرة.

مركبات تصلب الساخنة.

هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من المركبات "الساخنة"، ولكل منها درجة حرارة خاصة بها وأنظمة معالجة زمنية. عادة، كلما زادت قراءة مقياس الحرارة المطلوبة أثناء عملية التشكيل، كلما كان المنتج النهائي أقوى وأكثر مقاومة للحرارة. بناءً على إمكانيات المعدات المتاحة والخصائص المطلوبة للمنتج النهائي، لا يمكنك فقط اختيار الراتنجات المناسبة، ولكن أيضًا تصنيعها حسب الطلب. تقدم بعض الشركات المصنعة المحلية هذه الخدمة. وبطبيعة الحال، ليس مجانا.

تعتبر مواد التقوية المسبقة مناسبة بشكل مثالي لإنتاج الكربون في الأوتوكلاف. قبل التحميل في غرفة العمل، يتم وضع الكمية المطلوبة من المواد بعناية في المصفوفة وتغطيتها بكيس مفرغ على فواصل خاصة. يعد الموضع الصحيح لجميع المكونات أمرًا مهمًا للغاية، وإلا فلن يتم تجنب الطيات غير المرغوب فيها التي تتشكل تحت الضغط. سيكون من المستحيل تصحيح الخطأ لاحقًا. إذا تم إجراء التحضير باستخدام مادة رابطة سائلة، فسيصبح ذلك بمثابة اختبار حقيقي للجهاز العصبي للعمال مع احتمالات غير واضحة لنجاح العملية.

العمليات التي تحدث داخل التثبيت بسيطة. تعمل درجة الحرارة المرتفعة على إذابة المادة الرابطة و"تشغيل" البلمرة، ويزيل كيس التفريغ الهواء والراتنج الزائد، ويضغط الضغط المتزايد في الحجرة على جميع طبقات القماش ضد المصفوفة. وكل شيء يحدث في نفس الوقت.

من ناحية، هناك بعض المزايا. قوة هذا هي الحد الأقصى تقريبًا، حيث يتم تصنيع الأشياء ذات الشكل الأكثر تعقيدًا في "جلسة" واحدة. المصفوفات نفسها ليست ضخمة، حيث يتم توزيع الضغط بالتساوي في جميع الاتجاهات ولا ينتهك هندسة المعدات. مما يعني الإعداد السريع للمشاريع الجديدة. من ناحية أخرى، فإن التسخين الذي يصل إلى عدة مئات من الدرجات والضغط، الذي يصل أحيانًا إلى 20 ضغطًا جويًا، يجعل الأوتوكلاف هيكلًا مكلفًا للغاية. اعتمادًا على أبعادها، تتراوح أسعار المعدات من عدة مئات الآلاف إلى عدة ملايين من الدولارات. دعونا نضيف إلى ذلك الاستهلاك القاسي للكهرباء وتعقيد دورة الإنتاج. والنتيجة هي ارتفاع تكاليف الإنتاج. ومع ذلك، هناك تقنيات أكثر تكلفة وتعقيدا، ونتائجها أكثر إثارة للإعجاب. المواد المركبة من الكربون والكربون (CCMs) الموجودة في أقراص المكابح في سيارات الفورمولا 1 وفي فوهات محركات الصواريخ تتحمل أحمالًا هائلة عند درجات حرارة تشغيل تصل إلى 3000 درجة مئوية. ويتم إنتاج هذا النوع من الكربون عن طريق رسم راتينج متصلد بالحرارة، وهو مشرب بألياف الكربون المضغوطة. فارغ. تشبه العملية إلى حد ما إنتاج ألياف الكربون نفسها، ولكنها تحدث فقط عند ضغط 100 ضغط جوي. نعم، إن الرياضات الكبرى وقطاع الفضاء العسكري قادران على استهلاك سلع فريدة بأسعار باهظة. بالنسبة للضبط، وخاصة بالنسبة للإنتاج التسلسلي، فإن نسبة "جودة السعر" هذه غير مقبولة.

إذا تم العثور على حل، فهو يبدو بسيطًا لدرجة أنك تتساءل: “ما الذي منعك من التفكير فيه من قبل؟” ومع ذلك، فإن فكرة فصل العمليات التي تحدث في الأوتوكلاف نشأت بعد سنوات من البحث. هذه هي الطريقة التي ظهرت بها التكنولوجيا وبدأت تكتسب زخماً، مما يجعل القولبة الساخنة للكربون مشابهة للختم. يتم تحضير التحضير على شكل شطيرة. بعد تطبيق الراتنج، يتم تغطية القماش على كلا الجانبين إما بالبولي إيثيلين أو بفيلم أكثر مقاومة للحرارة. يتم تمرير "الساندويتش" بين عمودين مضغوطين ضد بعضهما البعض. في هذه الحالة، تتم إزالة الراتنج الزائد والهواء غير المرغوب فيه، بنفس الطريقة التي يتم بها غزل الملابس في الغسالة غسالة ملابسعينة من الستينيات. يتم الضغط على التقوية الأولية في المصفوفة بواسطة لكمة، والتي يتم تثبيتها اتصالات مترابطة. بعد ذلك، يتم وضع الهيكل بأكمله في خزانة التدفئة.

تقوم شركات الضبط بتصنيع المصفوفات من نفس ألياف الكربون وحتى العلامات التجارية المتينة للمرمر. ومع ذلك، فإن قوالب الجبس قصيرة العمر، ولكنها قادرة تمامًا على صنع منتجين. المزيد من المصفوفات "المتقدمة" مصنوعة من المعدن ومجهزة أحيانًا بعناصر تسخين مدمجة. فهي مثالية للإنتاج الضخم. بالمناسبة، هذه الطريقة مناسبة أيضًا لبعض أجزاء القسم المغلق. في هذه الحالة، تبقى لكمة رغوة خفيفة الوزن داخل المنتج النهائي. ويعتبر جناح ميتسوبيشي إيفو مثالاً على هذا النوع.

تجعلك القوى الميكانيكية تفكر في قوة المعدات، ويتطلب نظام المصفوفة المثقوبة إما نماذج ثلاثية الأبعاد أو مصمم نماذج من الدرجة الأولى. ولكن هذا لا يزال أرخص بمئات المرات من تكنولوجيا الأوتوكلاف.

أليكسي رومانوف محرر مجلة "TUNING Cars"

بالنسبة للعديد من عشاق السيارات، أصبحت الرغبة في ضبط سيارتهم هاجسًا حقيقيًا. أريد تغيير "حصاني الحديدي"، وجعله أكثر إشراقًا ومختلفًا عن الآخرين. وبالتالي، فإن أحد أكثر مجالات الضبط الخارجي والداخلي شيوعًا هو استخدام ألياف الكربون. ولكن ما هو نوع المادة، وما هي مزاياها وعيوبها، وكيف يمكن استخدامها. دعونا ننظر إلى هذه الأسئلة بمزيد من التفصيل.

ما هو الكربون وكيف يختلف عن ألياف الكربون؟

لقد تم إنتاج مثل هذه المواد المركبة الشهيرة لفترة طويلة. في بداية القرن العشرين، أظهر البريطانيون من فارنبورو للجمهور الأجزاء الأولى المصنوعة من هذه المادة المعجزة. يعتمد على عدد كبير من خيوط الكربون المتشابكة، والتي يتم ربطها ببعضها البعض باستخدام راتنجات الايبوكسي. لإعطاء المادة أقصى قدر من القوة، يتم وضعها بزاوية معينة لبعضها البعض. إن خيوط الكربون هي العنصر الرئيسي لهذه المادة المركبة. على الرغم من سماكتها الدنيا، إلا أنها لا يمكن أن تتعرض للكسر أو التمزق. يمكن صنع نمط بوليمر الألياف الزجاجية الحديث على شكل حصيرة ومتعرجة وأشكال أخرى.

الناشر الخلفي الكربون

يستخدم الكربون بنشاط في العديد من مجالات الحياة، ولكن الأهم من ذلك كله في ضبط السيارة. المفسدين والأغطية والعناصر الداخلية والجسم المختلفة مصنوعة من هذه المادة. إذا كنت ستقوم ببناء Korch خفيف الوزن للغاية، فإن استخدام مادة الكربون هذه ضروري ببساطة. بالإضافة إلى ذلك، وجدت ألياف الكربون تطبيقها ليس فقط في السيارات - فهي تستخدم بنشاط لإنتاج الأجزاء الأساسية للقوارب وعربات الثلوج والدراجات النارية وأنواع النقل الأخرى.

مزايا وعيوب البلاستيك من ألياف الكربون

مادة الكربون محددة تمامًا في هيكلها وخصائصها، لذلك لها جوانب إيجابية وسلبية. وتشمل المزايا الرئيسية الخفة والقوة. أما بالنسبة للقوة، وذلك بفضل النسيج الخاص للخيوط، فإن هذه المادة المركبة ليست أقل شأنا من العديد من المعادن الحديثة. تزن ألياف الكربون ما يقرب من نصف وزن الفولاذ وأقل بمقدار 1/5 من وزن الألومنيوم.

الكربون: ما هي قوة الشد؟

هل سمعت عن القوة الفريدة للألياف الزجاجية؟ لذا فإن الجزء المصنوع من الكربون يحتوي على الكثير أفضل الخصائصفي هذا الصدد. ولذلك، يتم استخدام هذا المركب بالذات في رياضة السيارات، حيث انتباه خاصيركز على سلامة الطيار وتحقيق النتائج. أي تخفيض في وزن السيارة مع الحفاظ على أقصى مستوى من القوة ليس سوى ميزة إضافية.

الباب وغطاء محرك السيارة

ما مدى قوة ألياف الكربون هذه من المعدن؟

لكن الكربون له أيضًا عيوب واضحة. يتم ثني العديد من عشاق الضبط عن شراء عناصر ألياف الكربون بسبب التكلفة العالية. بالمقارنة مع نفس الألياف الزجاجية، فإن الكربون أغلى بكثير. يمكن ذكر السبب على وجه التحديد بسبب التعقيد التكنولوجي الفريد لعملية الإنتاج. والمواد الخام نفسها تكلف الشركات المصنعة فلسا واحدا. على سبيل المثال، يتم لصق طبقات مختلفة من المادة باستخدام راتنجات عالية الجودة ومكلفة. بالإضافة إلى ذلك، تضطر شركات تصنيع ألياف الكربون إلى شراء معدات متخصصة ومكلفة.

المفسد الخلفي

ولكن هذه ليست كل عيوب مواد الضبط الشعبية. كما تبين الممارسة، فإن هذه المادة المركبة شديدة المقاومة للتأثيرات الدقيقة والقوية. إن التأثير القوي حتى لحصاة صغيرة يكفي لاختراق عنصر الكربون في السيارة. بعد بضع سنوات فقط من التشغيل، يمكن أن يبدو نفس الغطاء وكأنه غربال حقيقي. بالإضافة إلى ذلك، الكربون حقا لا يحب أشعة الشمس. إذا لم تقم بإخفاء السيارة في المرآب وتركها في الشارع، فسوف يتم فقد اللون الأصلي قريبًا.

الإطار والأقواس

لقد ذكرنا بالفعل حساسية هذا المركب للتأثيرات المختلفة. لذا، في حالة تلف هذه المادة، لا يمكن إصلاحها. الحل الوحيد لعشاق السيارات هو استبدال الجزء بالكامل، وهذا، كما تعلمون بالفعل، هو تكلفة باهظة.

غطاء محرك السيارة من ألياف الكربون

هل تقليد الكربون ممكن؟

لا يهتم عشاق السيارات العاديون بمدى قوة الكربون أو خفة وزنه. الشيء الرئيسي هو أنها تبدو جميلة جدًا - وهذا ما يجذب عشاق الضبط. لذلك ليست هناك حاجة لاستخدام المواد الأصلية باهظة الثمن - فتقليدها يكفي.

مقابض أبواب بتأثير الكربون

أفلام PVC

اليوم يمكنك تقليد ألياف الكربون باستخدام عدة طرق مختلفة. الأكثر شعبية (على وجه التحديد بسبب توفره) كان خاصًا فيلم PVC، تكرار الرسم الأصلي. اليوم هناك العديد من هذه "البدائل"، في مجموعة واسعة من التصاميم. باستخدام مجفف الشعر والفيلم، يمكنك تغطية أي جزء تقريبًا من الجزء الداخلي والخارجي للسيارة، مما يمنحها مظهرًا غير عادي من ألياف الكربون. بالطبع، ليس من الممكن دائمًا ملاءمة العناصر الصغيرة في المرة الأولى، ولكن إذا تدربت، حتى هذه المهمة تصبح ممكنة. إذا استمرت المشاكل في عملك، فيمكنك دائمًا اللجوء إلى الخبراء في مجالهم. يوجد اليوم ما يكفي من المنظمات التي تتعامل مع هذا النوع من الضبط.

أكفابيشات

الخيار الثاني لتقليد الكربون هو ما يسمى الطباعة الهيدروغرافية. هنا يتم أيضًا تطبيق فيلم خاص، ولكن يتم تطبيقه تحت ضغط الماء. لن يكون من الممكن القيام بهذا العمل في ظروف "المرآب" - فأنت بحاجة إلى معدات إضافية. وميزة هذه الطريقة هي أنها أكثر جودة عاليةضبط. في هذه الحالة، يمكن تطبيق الفيلم، على عكس الطريقة السابقة، حتى على الأجزاء الأكثر "منحنية". إذا تمت المعالجة بجودة عالية وبما يتوافق مع التكنولوجيا، فلن يختلف المظهر على الإطلاق عن ألياف الكربون الحقيقية.

بالمناسبة، فإن عبارة "الجسم أو التصميم الداخلي من ألياف الكربون" تحظى بشعبية كبيرة اليوم. لذلك، هذا لا يعني على الإطلاق أن العناصر مصنوعة من مواد باهظة الثمن - فهي ببساطة مغطاة بفيلم خاص باستخدام إحدى التقنيات الموضحة أعلاه.

البخاخة "تحت الكربون"

وبما أننا بدأنا بالفعل في وصف جميع خيارات التقليد، فيجب أن نذكر الطريقة الثالثة - تطبيق البخاخة. بالطبع، من حيث المظهر النهائي، هذه الطريقة أسوأ من الاثنين السابقين، ولكن في دوائر معينة من سائقي السيارات تحظى بشعبية كبيرة. البخاخة، لسوء الحظ، غير قادرة على نقل تصميم المركب بدقة - وهنا تنشأ بعض المشاكل.

كيفية التوفير عند الشراء وما هو سعر الإصدار؟

على أية حال، فإن الضبط المركب يحظى بشعبية كبيرة اليوم. القليل من النفقات ويمكنك تحويل سيارتك وجعلها مميزة ومشرقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لفيلم الكربون المطبق على العناصر الخارجية للجسم أن يحمي المعدن والطلاء من التأثيرات الخارجية. مما لا شك فيه أنه من الأفضل استخدام الكربون الطبيعي أو بوليمر ألياف الكربون. ولكن إذا لم تتوفر الكمية المطلوبة، فإن الفيلم ذو المظهر الكربوني هو الخيار الأفضل.