Među svim vrstama plastike i kompozita koje su razvili hemijski tehnolozi, ugljik (karbonska vlakna) - materijal baziran na najfinijim ugljičnim nitima - zauzima posebno mjesto u modernom svijetu. On je 75% lakši od gvožđa i 30% lakši od aluminijuma, a opet ima vlačnu čvrstoću četiri puta veću od najboljih vrsta čelika.
Same karbonske niti su prilično krhke, pa su od njih tkane fleksibilne i elastične ploče. Dodavanjem vezivnih polimernih kompozicija u njih se dobijaju plastike od karbonskih vlakana, koje su napravile pravu revoluciju u sportu, tehnologiji i mnogim drugim oblastima ljudske delatnosti.
Na cestama, na nebu i na moru
Najpoznatije područje primjene karbonskih vlakana je automobilska industrija. U početku je njegova izvanredna kombinacija snage i lakoće privukla pažnju dizajnera automobila Formule 1, što je omogućilo značajno smanjenje težine trkaćih automobila. John Bernard, inženjer britanskog proizvođača automobila McLaren, prvi je napravio dijelove karoserije od karbonskih vlakana početkom 1980-ih. Ovo je dalo tako primjetan porast brzine da je odmah doveo McLaren trkački tim na postolje.
Međutim, pravo da budete najbrži je vrlo skupo zbog činjenice da se svi dijelovi od karbonskih vlakana zapravo izrađuju ručno. Karbonska tkanina posebnog tkanja se polaže u kalupe za livenje, a zatim spaja polimernim jedinjenjima. U završnoj fazi se obrađuje na visokoj temperaturi i pritisku. Stoga su se dugo vremena karbonski elementi karoserije koristili samo u superautomobilima i premium modelima. I tek nedavno je najavljeno izdavanje serijskih modela s dijelovima od karbonskih vlakana dostupnih širokoj publici. Tako će elementi od karbonskih vlakana biti široko zastupljeni u strukturi karoserije novog BMW-a i3. A u novoj verziji Volkswagen Golf GTI VII hatchback, zahvaljujući haubi i krovu od karbonskih vlakana, bilo je moguće smanjiti težinu automobila za 200 kg odjednom!
Materijali na bazi ugljika su se još više koristili u proizvodnji aviona, gdje su počeli zamjenjivati tradicionalni aluminij i titan. Dizajneri aviona koji rade u odbrambenoj industriji bili su prvi koji su cijenili izglede. Na primjer, najnoviji ruski lovci Su-47 i T-50 koriste komponente od karbonskih vlakana za krilo i trup.
Ugljik se također sve više koristi u putničkim avionima, gdje može smanjiti potrošnju goriva i povećati nosivost. Tako je u Boeingu 787 Dreamliner najmanje 50% elemenata trupa napravljeno od kompozitnih materijala na bazi ugljika, zbog čega je potrošnja goriva smanjena za 20%. U istu svrhu, najveći putnički avion Airbus A380 opremljen je krilima koja su od 40% karbonskih vlakana. A trup modernog poslovnog aviona Hawker 4000 gotovo je u potpunosti napravljen od ovog materijala!
Ugljik se ništa manje aktivno koristi u brodogradnji. Razlog njegove popularnosti je isti: jedinstveni omjer snage i težine, vitalan u teškim morskim uvjetima. Osim toga, brodograditelji cijene otpornost na udarce i koroziju ovog materijala.
Kao i obično, plastika ojačana karbonskim vlaknima prva je korištena u sektoru odbrane. Ugljični kompoziti se koriste za izradu elemenata trupa podmornica, jer ozbiljno smanjuju buku i imaju prikriveni efekat, čineći brod "nevidljivim" za neprijateljske radare. A u švedskim korvetama tipa Visbi, trup i nadgradnje su napravljeni od karbonskih kompozita korištenjem stealth tehnologije. Koristi se višeslojni materijal sa PVC bazom koja je prekrivena posebno tkanom tkaninom od karbonskih niti. Svaki takav snop apsorbira i raspršuje radio valove s radara, sprječavajući otkrivanje plovila.
Za civilne brodove nije potrebna radarska nevidljivost, ali se pokazalo da su lakoća, snaga i mogućnost proizvodnje dijelova gotovo bilo koje konfiguracije bili vrlo traženi. Ugljik se najčešće koristi u izgradnji sportskih jahti i jahti za razonodu, gdje su bitne karakteristike brzine.
Elementi budućeg plovila "ukalupljeni" su od platna od karbonskih vlakana prema kompjuterskom modelu, kao od plastelina. Prvo, model palube i trupa u punoj veličini izrađen je od posebne plastike za model. Zatim se, koristeći ove uzorke, paneli od karbonske tkanine ručno lijepe u slojevima, drže zajedno epoksidnim smolama. Nakon sušenja, gotova karoserija se brusi, farba i lakira.
Međutim, postoje modernije metode. Na primjer, italijanska kompanija Lanulfi uspjela je gotovo u potpunosti automatizirati proces. Koristeći 3D modeliranje, veliki strukturni elementi plovila podijeljeni su na manje, ali savršeno usklađene dijelove. Na osnovu kompjuterskog modela, pomoću kompjuterski upravljane mašine, izrađuju se baze koje služe kao matrice za lepljenje delova od ugljeničnih vlakana. Ovakav pristup nam omogućava da postignemo maksimalnu preciznost, što je vrlo važno za performanse sportskih jahti.
Karbon za svakoga
Ugljik se sve više koristi u građevinarstvu. Dodavanje karbonskih vlakana betonu čini ga znatno otpornijim na vanjske utjecaje. U stvari, dobiva se super-jak monolit s vrlo gustom površinom. Ova tehnologija se koristi u izgradnji nebodera i brana, kao iu izgradnji tunela.
Vrijedno je spomenuti materijale za jačanje, popravak i restauraciju armiranobetonskih površina - posebna platna i ploče od karbonske tkanine (na primjer, Mapewrap ili Carboplate). Omogućuju vam da potpuno obnovite strukturu bez pribjegavanja skupom i ne uvijek mogućem ponovnom punjenju.
Za velike programere i privatne graditelje, takva je inovacija kao što je upotreba ugljika u sistemu žbuke za izolaciju fasada od posebnog interesa.
Referenca
„Dodavanje sićušnih karbonskih vlakana prečnika manjeg od 15 mikrona u armaturnu kompoziciju dovodi do veoma važnog rezultata – višestrukog povećanja otpornosti fasade na udar“, kaže Roman Ryazantsev, menadžer projekta u CAPAROL-u, stručnjak za ovu oblast. zaštite i toplotne izolacije fasada zgrada. „Konkretno, karbonski aditiv u sistemu žbuke CAPATECT Carbon (Caparol) omogućava fasadi da izdrži udare sa energijom do 60 džula bez štete – to je deset puta više nego što konvencionalne verzije gipsanih fasada mogu izdržati.”
Ako vlasnik vikendice odluči koristiti takav sistem za vanjsku dekoraciju svog doma, ne samo da će smanjiti troškove grijanja i osigurati povoljnu mikroklimu u zatvorenom prostoru, već će i zaštititi zidove od bilo kakvih mehaničkih utjecaja. Velika tuča razbija vinilne obloge i ostavlja udubljenja u običnoj pješčanoj štukaturi. Jak vjetar koji nosi krhotine i grane drveća također može oštetiti fasadu. Ali završna obrada s dodatkom karbonskih vlakana neće ostaviti traga. Štaviše, ne plaši se takvih svakodnevnih uticaja kao što je udarac loptom ili pak u dečijim igrama.
„Obično, kako bi zaštitili podrumski dio fasade od slučajnih oštećenja, koriste se kamene obloge, na primjer, porculanski kamen“, napominje Daniil Mazurov, šef odjela veleprodaje moskovske građevinske i trgovačke kompanije PKK Interstroytechnologii. – Ali da bismo završili podrum stambenog kompleksa, koji se trenutno gradi na jugu Moskve, odlučili smo da isprobamo sistem maltera od ugljeničnih vlakana. U uporednim testovima pokazao je vrlo impresivne rezultate.”
Vadim Pashchenko, šef odjela WDVS moskovskog regionalnog odjela kompanije CAPAROL, navodi još jednu vrijednu posljedicu upotrebe komponenti za ojačanje s karbonskim vlaknima u sistemu žbuke: fasada postaje otporna na temperaturne deformacije. Za arhitekte i vlasnike privatnih kuća to znači potpunu slobodu u samoizražavanju - možete obojiti zidove kuće u bilo kojoj od najtamnijih i najzasićenijih boja. Sa tradicionalnom cementno-pješčanom žbukom, takvi eksperimenti mogu se žalosno završiti. Tamna površina zida prebrzo se zagrijava pod sunčevim zrakama, što dovodi do stvaranja pukotina u vanjskom zaštitnom i dekorativnom sloju. Ali za fasadni sistem sa karbonskim vlaknima, takav problem ne postoji.
Danas se širom Evrope počinju pojavljivati privatne vikendice i poslovne zgrade, škole i vrtići, koji se izdvajaju iz opće pozadine, kojima je karbonat pomogao da dobiju izražajne i bogate boje. Kako ruski vlasnici privatnih kuća počinju eksperimentirati s bojama fasada, udaljavajući se od tradicionalnih pastelnih nijansi, ova inovativna tehnologija postaje sve traženija u našoj zemlji.
Generation Next
Sada je nemoguće zamisliti bilo koju visokotehnološku industriju bez ugljika. Postaje sve dostupniji običnim ljudima. Sada možemo nabaviti skije od karbonskih vlakana, snouborde, planinske čizme, spin štapove i bicikle, kacige i drugu sportsku opremu.
Ali već ga zamjenjuje nova generacija materijala - ugljične nanocijevi, koje su desetine puta jače od čelika i imaju niz drugih vrijednih svojstava.
Šematski prikaz nanocijevi
Tako je kanadski proizvođač odjeće Garrison Bespoke razvio muško odijelo napravljeno od tkanine na bazi karbonskih nanocijevi. Ova tkanina zaustavlja metke do kalibra .45 i štiti od ubodnih rana. Takođe je 50% lakši od Kevlara, sintetičkog materijala koji se koristi za izradu pancira. Takva odijela sigurno će postati moderna među poslovnim ljudima i političarima.
Među najfantastičnijim primenama ugljeničnih nanocevi je svemirski lift, koji će omogućiti isporuku tereta u orbitu bez skupih i opasnih lansiranja raketa. Njegova osnova bi trebao biti kabl za teške uslove rada protegnut od površine planete do svemirske stanice koja se nalazi u geostacionarnoj orbiti na visini od 35 hiljada km iznad Zemlje.
Ovu ideju je predložio veliki ruski naučnik Konstantin Ciolkovski 1895. godine. Ali do sada se projekt činio neizvodljivim iz tehničkih razloga, jer nije bilo poznatih materijala od kojih bi se mogao napraviti tako jak kabel. Međutim, otkriće ugljičnih nanocijevi početkom 1990-ih. prisilio nas da preispitamo granice mogućeg. Milimetarski debeo konac tkan od ugljeničnih nanocevi može izdržati opterećenje od približno 30 tona. To znači da se jeftino i sigurno putovanje u orbitu svemirskim liftom pretvara iz naučnofantastične radnje u praktičan zadatak za inženjere.
Poznato je da je solidan pokazatelj vlačne čvrstoće u odnosu na vlastitu težinu koju imaju karbonska vlakna jedinstveno dostignuće materijala i otvara svijetle izglede za korištenje u nacionalnoj ekonomiji. Upotreba ugljika u modernoj gradnji još nije postala raširena, iako danas nije teško kupiti ugljik. Ali jednostavne i pouzdane metode primjene obećavaju da će trajati dugo.
Ugljična vlakna
Prvu proizvodnju karbonskih vlakana pirolizom viskoznih vlakana i upotrebu za užarene niti patentirao je Edison krajem 18. stoljeća.
Povećano interesovanje za vlakna pojavilo se u 20. veku kao rezultat potrage za materijalom za kompozitne komponente u proizvodnji raketnih i avionskih motora.
U pogledu svojih kvaliteta: otpornosti na toplinu i svojstava toplinske izolacije, kao i otpornosti na koroziju, karbonska vlakna nisu imala premca.
Karakteristike prvih uzoraka poliakrilonitrilnih (PAN) vlakana bile su niske, ali su poboljšanja tehnologije omogućila dobivanje ugljikovodičnih vlakana s čvrstoćom karbonskih vlakana od 2070 MPa i modulom elastičnosti od 480 GPa.
Danas karbonska vlakna ili karbonska vlakna imaju širok spektar primjena u građevinarstvu:
- za spoljni sistem ojačanja
- za sanaciju nosivih konstrukcija skladišta i mostova, industrijskih i stambenih zgrada.
Upotreba proizvoda od karbonskih vlakana omogućava brzo i efikasno izvođenje građevinskih aktivnosti, u poređenju sa postojećim metodama rekonstrukcije ili armiranja.
Ali priča o dostignućima karbonskih vlakana bila bi nepotpuna bez spominjanja njegove upotrebe u proizvodnji dijelova za avione.
Dostignuća domaćih proizvođača aviona pružaju zdravu konkurenciju Mitsubishi Heavy Industriesu, koja proizvodi dijelove za Boeing 787.
Proizvodnja proizvoda od polimernog materijala
Polimerni materijal - ugljenik je nit od tankih vlakana ø od 5 do 15 mikrona, formirana od atoma ugljenika i kombinovana u mikrokristale. Upravo poravnavanje tokom orijentacije kristala daje nitima dobru čvrstoću i istezanje, nisku specifičnu težinu i koeficijent termičkog širenja i hemijsku inertnost.
Proizvodni procesi za proizvodnju PAN vlakana uključuju tehnologiju autoklava i naknadnu impregnaciju za ojačanje smolom. Ugljična vlakna su prožeta plastikom (prepreg) i tečnom plastikom, jačajući vlakna pod pritiskom.
Prema fizičkim karakteristikama, karbonska vlakna se dijele na vrste:
- karbonska vlakna visoke čvrstoće (sastav od 12.000 kontinuiranih vlakana)
- karbonizirana karbonska vlakna opće namjene(upletena nit od 2 ili više vlakana dužine do 100 mm).
Strukture od karbonskih vlakana ojačane proizvodima napravljenim od materijala smanjuju težinu konstrukcije za 30%, a hemijska inertnost omogućava upotrebu karbonskih tkanina pri prečišćavanju agresivnih tečnosti i gasova od nečistoća kao filtera.
Proizvodnja karbonskih vlakana predstavljena je u ovom videu.
Asortiman proizvoda od karbonskih vlakana
karbonske tkanine
Glavni proizvod izrađen od visokomodulnih karbonskih vlakana je karbonska tkanina debljine 1,6 - 5,0 mm, koja ima tkanu strukturu platna gustine od 520 do 560 g/m².
Karbonske tkanine, koje imaju nulti koeficijent linearne ekspanzije, vrlo su otporne na deformacije i koroziju.
Karakteristike standardnih karbonskih tkanina su:
Parametri karbonskih tkanina su:
- širina oštrice 1000-2000 mm
- sadržaj ugljika 98,5%
- gustina 100-640 g/m2
- debljina 0,25-0,30 mm.
Osim karbonskih tkanina, glavni proizvodi vlakana visokog modula su trake i gajtani.
Postoje sljedeće vrste tkanja karbonskih tkanina koje u određenoj mjeri utječu na pokretljivost proizvoda:
- posteljina tkanje stvoreno preplitanjem svake osnovne niti sa 1/1 niti potke, stvarajući bolju čvrstoću i kretanje tkanine
- saten tkanje u kojem jedna nit potke isprepliće 4-5 niti osnove, smanjujući mogućnost da se tkanina previše savija
- keper tkanje u kojem je broj niti osnove prekriven istim brojem niti potke.
Primjer mogućnosti tkanja od kepera je višebojna karbonska tkanina. Raznobojna karbonska tkanina uspješno se koristi za izradu kevlarske odjeće i stvari koje su higroskopne i sposobne za izmjenu zraka. Kevlar, napravljen od tehničkih niti različite gustoće i strukture, već je ušao u upotrebu u automobilskoj i vojnoj industriji, istiskujući fiberglas i čelik.
Prednosti karbona jasno su izražene u proizvodima napravljenim od karboniziranih karbonskih vlakana.
proizvodi od karboniziranih vlakana
Asortiman proizvoda od karboniziranih vlakana je prošireniji i predstavljen je:
- karbonizirana karbonska tkanina RK-300 (zamjena za stakloplastike)
- tkanina s jednostranim aluminijskim premazom RK-300AF (poboljšana svojstva zbog termičkog ekrana omogućavaju korištenje ugljika kao toplinski izolacijskog materijala za namotavanje)
- karbonske građevinske tkanine 1k, 3k, 6k, 12k, 24k, 48k
- karbonizirane trake i užad.
Tkano platno od karbona ili karboniziranih vlakana obavlja izvrsne funkcije ojačanja, bez obzira na vrstu punila.
Osim toga, ekrani koji apsorbiraju EMR, termoelementi i elektrode, kao i proizvodi radiotehnike izrađuju se od karboniziranih vlakana.
proizvodnja bazena sa karbonskim ojačanjem
Prilikom proizvodnje bazena sa ojačanjem karbonskim vlaknima, tehnologija uključuje fazu dodavanja armature karbonskim vlaknima, drvene balze i pjenaste gume u keramički sloj. Osnova za izradu dvostrukog okvira bazenske posude s karbonskom armaturom bili su konstruirani dijagrami opterećenja i dopuštena naprezanja na materijalu.
Zaključimo da će rastuća popularnost upotrebe karbonskih vlakana u budućnosti moći istisnuti armaturne materijale sa tržišta.
Plastika ojačana karbonskim vlaknima je kompozitni materijal na bazi karbonskih vlakana i polimernih veziva, gdje se za ojačanje koriste različite vrste karbonskih vlakana i vlaknastih materijala.
Proizvodnja plastike ojačane karbonskim vlaknima
Osnovne metode za proizvodnju kompozita ojačanih karbonskim vlaknima uobičajene su za vlaknaste materijale. Plastika ojačana karbonskim vlaknima obično se proizvodi od prethodno pripremljenih preprega metodama presovanja, pultruzije, polaganja, nakon čega slijedi prešanje. Ugljična vlakna odlikuju se velikom krhkošću, što zahtijeva oprez pri njihovoj preradi u plastiku ojačanu karbonskim vlaknima: potrebno je vršiti prešanje pod visokim pritiscima, a također izbjegavati oštra savijanja armaturnih punila.
Radi lakšeg korišćenja, premiksevi, prepregi i press vlakna se proizvode na bazi ugljeničnih i grafitnih vlakana i polimernih smola, tj. materijali koji sadrže određenu količinu armirajućeg punila i polimerne matrice, pripremljeni za proizvodnju dijelova i proizvoda.
Najčešće korišćena veziva su termoreaktivne smole - epoksidne, fenolne, poliimidne, koje obezbeđuju visoku adheziju i visok stepen implementacije mehaničkih svojstava ugljeničnih vlakana, kao i termoplasti otporni na toplotu: aromatični poliamidi, polisulfoni, polikarbonati. Upotreba termoplasta niskog taljenja kao što su poliolefini i alifatski poliamidi nije preporučljiva, jer ne dozvoljavaju ostvarivanje mnogih svojstava ugljičnih punila.
Plastika ojačana karbonskim vlaknima visoke čvrstoće i visokog modula izrađena je od odgovarajućih vrsta karbonskih niti, niti i traka visokih mehaničkih karakteristika. Za najpotpuniju implementaciju mehaničkih svojstava karbonskih punila koristi se pretežno jednosmjerno i unakrsno polaganje.
Svojstva karbonskih vlakana
Sastav plastike ojačane karbonskim vlaknima određen je zahtjevima za proizvode izrađene od njih. Ugljična plastika na bazi karboniziranih ili grafitiziranih vlakana uključuje: materijale za presovanje na bazi karbonskih (obično karboniziranih) netkanih materijala i rezanih vlakana; karbonski tekstoliti na bazi karbonskih (karboniziranih) i grafitnih tkanina; ugljične plastike visoke čvrstoće i visokog modula na bazi karbonskih (grafitiziranih) niti, traka, snopova u obliku profila, namotanih proizvoda, listova.
Grafitna vlakna i vlaknasti materijali imaju veća mehanička i termička svojstva, ali su prilično skupi.
Mehanička svojstva plastike ojačane karbonskim vlaknima u smjeru armiranja u velikoj su mjeri određena svojstvima armaturnih vlakana i njihovom lokacijom, au manjoj mjeri ovise o vezivu. Temperaturne karakteristike plastike ojačane karbonskim vlaknima uglavnom su određene svojstvima veziva.
Karbon-ugljenični materijali mogu da rade na visokim temperaturama, au inertnom okruženju - do 2500°C.
Primjena ploča od karbonskih vlakana
Ugljični materijali za presovanje i tekstoliti se koriste za izradu raznih delova, kao antifrikcioni, otporni na hemikalije itd. Koriste se, posebno, za izradu čaura ležajeva. Na bazi presnih vlakana i limovih karbonskih preprega sa matricama otpornim na fenole i druge kemikalije, proizvode se dijelovi pumpi, armature, izmjenjivači topline i kompozitni kemijski otporni premazi na metalnim proizvodima (najčešće kontejneri i druga hemijska oprema). Plastika ojačana karbonskim vlaknima također se koristi za zamjenu prethodno korištenih materijala na bazi azbesta (faolit).
Ugljične plastike na bazi fenolnih i poliimidnih veziva, kao i karbonsko-ugljični materijali, koriste se kao konstrukcijski proizvodi i premazi visoke topline. Izbor ovih veziva je zbog činjenice da se tokom karbonizacije pretvaraju u koks sa visokim prinosom ugljika, dok formiraju prilično jaku ugljičnu matricu.
Plastika ojačana karbonskim vlaknima visoke čvrstoće i visokog modula, kao i laminati od karbonskih vlakana, koriste se za proizvodnju najkritičnijih dijelova i proizvoda u zrakoplovima, brodovima, drugim vozilima, medicinskoj opremi, sportskim proizvodima i protetici.
Kao antistatički materijali koriste se termoplasti koji sadrže karbonska vlakna u količini do 2-3%. Efikasnost upotrebe karbonskih vlakana kao punila znatno je veća od tradicionalnih aditiva čađe, budući da vlakna formiraju električno vodljivu „mrežicu“ u materijalu sa znatno manjim sadržajem.
Ugljični materijali također imaju medicinske primjene: živi organizmi ih ne odbacuju. Stoga, ako slomljenu kost pričvrstite iglom na bazi karbonskih vlakana, a oštećenu tetivu zamijenite laganom i jakom karbonskom trakom, tada tijelo ovaj materijal neće doživljavati kao strano.
Mogu se razlikovati sljedeća područja primjene karbonskih vlakana i karbonskih vlakana:
Raketna tehnika, proizvodnja aviona (proizvodnja aviona, proizvodnja helikoptera, malih aviona);
Brodogradnja (ratni brodovi, sportska brodogradnja);
Automobilska industrija (sportski automobili, motocikli, tuning);
Sportska oprema (bicikli, teniski reketi, štapovi za pecanje);
Specijalni proizvodi (lopatice vjetroturbina, itd.).
Ugljična vlakna- materijal koji se sastoji od tankih niti promjera od 3 do 15 mikrona, formiranih uglavnom od atoma ugljika. Atomi ugljika su raspoređeni u mikroskopske kristale poređane paralelno jedan prema drugom. Poravnanje kristala daje vlaknima veću zateznu čvrstoću. Ugljična vlakna odlikuju se velikom vlačnom čvrstoćom, malom specifičnom težinom, niskim koeficijentom toplinskog širenja i kemijskom inertnošću.
Proizvodnju karbonskih vlakana u Rusiji obavlja kompanija Composite-Fiber LLC, dio Composite holdinga.
Ugljična vlakna su osnova za proizvodnju (ili, karbonska plastika, od "karbon", "karbon" - ugljik). Plastika ojačana karbonskim vlaknima je polimerni kompozitni materijali napravljeni od isprepletenih vlakana karbonskih vlakana smještenih u matrici polimernih (obično epoksidnih) smola.
Ugljični kompozitni materijali karakteriziraju visoka čvrstoća, krutost i mala težina, često jači od čelika, ali mnogo lakši.
Proizvodnja polimernih materijala
Naša ponuda
Proizvodnja polimernih materijala zahtijeva značajno iskustvo. Za postizanje prihvaćenih standarda kvaliteta potrebni su ne samo kvalifikovani radnici, već i dobro uspostavljena tehnologija za proizvodnju proizvoda. Iz ovih razloga, svi predstavljeni su visokog kvaliteta, garantuju ostvarenje svojih ciljeva i imaju redovne pozitivne kritike.
U katalogu možete odabrati proizvode za sljedeća područja:
- mehanički inžinjering;
- svemirska i avioindustrija;
- energija vjetra;
- izgradnja;
- Sportska oprema;
- Roba opšte potrošnje
Je li naš proizvodnja proizvoda od polimernih materijala može vam obezbijediti količinu proizvoda koja vam je potrebna. Nema ograničenja u količini narudžbe. Istovremeno, možete računati na potpune konsultacije profesionalaca i brzi završetak dodijeljenih zadataka. Proizvodnja polimernih materijala u Rusiji, koju vršimo, omogućava nabavku potrebnih kataloških artikala putem veleprodajnog sistema. Istražite naš katalog, a ako i dalje imate pitanja, nemojte ih odlagati za kasnije i odmah kontaktirajte našu službu za podršku.
Zašto je cijena karbonskih vlakana tako visoka?
Velika potrošnja energije glavni je razlog visoke cijene karbonskih vlakana. Međutim, to je više nego nadoknađeno impresivnim rezultatom. Ne mogu ni vjerovati da je sve počelo s "mekim i pahuljastim" materijalom sadržanim u prilično prozaičnim stvarima i poznatim ne samo zaposlenicima kemijskih laboratorija. Bijela vlakna - takozvani poliakrilonitrilni kopolimeri - imaju široku primjenu u tekstilnoj industriji. Dio su odjevnih, odijela i pletiva, tepiha, cerade, presvlaka i filter materijala. Drugim riječima, poliakrilonitrilni kopolimeri su prisutni gdje god se akrilna vlakna spominju na pratećoj etiketi. Neki od njih "služe" kao plastika. Najčešća među njima je ABS plastika. Tako se ispostavilo da ugljenik ima mnogo "rođaka". Karbonska nit ima impresivnu zateznu čvrstoću, ali je njena sposobnost da „primi udarac“ pri savijanju izneverena. Stoga je za jednaku čvrstoću proizvoda poželjno koristiti tkaninu. Vlakna organizirana određenim redoslijedom "pomažu" jedno drugom da se nose s opterećenjem. nedostaje ova prednost. Međutim, određujući različite orijentacije slojeva, moguće je postići potrebnu čvrstoću u željenom smjeru, značajno uštedjeti na masi dijela i ne nepotrebno ojačati nevažna mjesta.
Šta je karbonska tkanina?
Za izradu karbonskih dijelova koriste se jednostavna karbonska vlakna s nasumično lociranim nitima koje ispunjavaju cijeli volumen materijala i tkanina (Carbon Fabric). Postoji na desetine vrsta tkanja. Najčešći su obični, keper, saten. Ponekad je tkanje uvjetno - traka uzdužno lociranih vlakana se "hvata" rijetkim poprečnim šavovima samo da se ne raspadne. Gustina tkanine, odnosno specifična težina, izražena u g/m2, pored vrste tkanja zavisi i od debljine vlakna, koja je određena brojem karbonskih vlakana. Ova karakteristika je višestruka od hiljadu. Dakle, skraćenica 1K znači hiljadu niti u vlaknu. Najčešće korištene tkanine u motosportu i tuningu su plain i keper tkanine gustine 150-600 g/m2, sa debljinom vlakana od 1K, 2.5K, 3K, 6K, 12K i 24K. 12K tkanina se također široko koristi u vojnim proizvodima (trupovi i glave balističkih projektila, lopatice rotora helikoptera i podmornica, itd.), odnosno gdje dijelovi doživljavaju kolosalna opterećenja.
Postoji li ugljik u boji? Postoji li žuti ugljenik?
Često možete čuti od proizvođača dijelova za podešavanje i, kao rezultat, od kupaca o "srebrnom" ili "obojenom" karbonu. "Srebrna" ili "aluminijumska" boja je samo boja ili metalik premaz na stakloplastici. I neprikladno je takav materijal nazvati ugljikom - to je stakloplastike. Raduje što se nove ideje i dalje pojavljuju u ovoj oblasti, ali karakteristike stakla se ne mogu porediti sa ugljeničnim ugljem. Obojene tkanine najčešće se izrađuju od kevlara. Iako neki proizvođači i ovdje koriste stakloplastike; Postoje čak i obojena viskoza i polietilen. Prilikom pokušaja uštede zamjenom kevlara spomenutim polimernim nitima, prianjanje takvog proizvoda na smole se pogoršava. Ne može biti govora o postojanosti proizvoda s takvim tkaninama. Imajte na umu da su Kevlar, Nomex i Tvaron vlasničke američke marke polimera. Njihovo naučno ime je “aramidi”. To su rođaci najlona i najlona. Rusija ima svoje analoge - SVM, Rusar, Terlon SB i Armos. Ali, kao što se često dešava, najviše "promovisani" naziv - "Kevlar" - postao je naziv za sve materijale.
Šta je Kevlar i koja su njegova svojstva?
U pogledu težine, čvrstoće i temperaturnih svojstava, Kevlar je inferiorniji od karbonskih vlakana. Sposobnost kevlara da izdrži opterećenja savijanja znatno je veća. Upravo se zbog toga vezuje pojava hibridnih tkanina u kojima su ugljenik i kevlar približno podjednako sadržani. Dijelovi s karbonsko-aramidnim vlaknima bolje percipiraju elastičnu deformaciju od karbonskih proizvoda. Međutim, oni imaju i nedostatke. Kompozit ugljik-kevlar je manje izdržljiv. Osim toga, teži je i "plaši se" vode. Aramidna vlakna imaju tendenciju da upijaju vlagu, što utiče i na njih i na većinu smola. Poenta nije samo da se "epoksid" postepeno uništava rastvorom vode i soli na hemijskom nivou. Zagrijavanjem i hlađenjem, i općenito smrzavanjem zimi, voda mehanički labavi materijal dijela iznutra. I još dva komentara. Kevlar se razgrađuje kada je izložen ultraljubičastom svjetlu, a oblikovani materijal u smoli gubi neka od svojih prekrasnih svojstava. Visoku otpornost na kidanje i rezove odlikuje tkanina Kevlar samo u svom „suvom“ obliku. Stoga aramidi pokazuju svoja najbolja svojstva u drugim područjima. Otirači sašiveni od više slojeva takvih materijala glavna su komponenta za proizvodnju lakih pancira i druge sigurnosne opreme. Kevlarske niti se koriste za tkanje tankih i jakih brodskih užadi, izradu korda u gumama i upotrebu u pogonskim pojasevima mašina i sigurnosnih pojaseva u automobilima.
Da li je moguće obložiti dio karbonskim vlaknima?
Neodoljiva želja da imate crno-crne ili crno-boje karirane dijelove u svom automobilu dovela je do pojave neobičnih surogata od karbonskih vlakana. Tuning radnje prekrivaju drvene i plastične unutrašnje ploče karbonskom tkaninom i pune ih bezbrojnim slojevima laka, sa brušenjem između. Svaki dio zahtijeva kilograme materijala i dosta radnog vremena. Može se diviti trudu majstora, ali ovaj put ne vodi nikuda. „Nakit“ napravljen ovom tehnikom ponekad ne može izdržati temperaturne promjene. S vremenom se pojavljuje mreža pukotina i dijelovi se raslojavaju. Novi dijelovi se nerado uklapaju na originalna mjesta zbog velike debljine sloja laka.
Kako se proizvode karbonski i/ili kompozitni proizvodi?
Tehnologija njihove proizvodnje zasniva se na karakteristikama upotrijebljenih smola. Postoji mnogo jedinjenja, kako se smole ispravno nazivaju. Poliesterske i epoksidne smole hladno stvrdnjavajuće su najčešće među proizvođačima kompleta za tijelo od stakloplastike, ali ne mogu u potpunosti otkriti sve prednosti karbonskih vlakana. Prije svega, zbog slabe čvrstoće ovih vezivnih spojeva. Ako tome dodamo i slabu otpornost na povišene temperature i ultraljubičaste zrake, onda su izgledi za korištenje najčešćih marki vrlo sumnjivi. Karbonska hauba napravljena od takvih materijala imat će vremena da požuti i izgubi svoj oblik u roku od jednog vrućeg ljetnog mjeseca. Usput, "vruće" smole ne vole ultraljubičasto zračenje, stoga, radi sigurnosti, dijelove treba premazati barem prozirnim automobilskim lakom.
Smjesa za hladno stvrdnjavanje.
„Hladne“ tehnologije za proizvodnju malih obima niskokritičnih delova ne dozvoljavaju razvoj, jer imaju i druge ozbiljne nedostatke. Vakuumske metode za proizvodnju kompozita (smola se ubacuje u zatvorenu matricu iz koje se evakuiše vazduh) zahtevaju dugotrajnu pripremu opreme. Dodajmo ovome i miješanje komponenti smole, koje "ubija" dosta vremena, što također ne doprinosi produktivnosti. O ručnom lijepljenju uopće nema smisla govoriti. Metoda prskanja usitnjenih vlakana u matricu ne dozvoljava upotrebu tkanina. Zapravo, sve je identično proizvodnji fiberglasa. Samo što se umjesto stakla koristi ugalj. Čak i najautomatizovaniji proces, koji takođe omogućava rad sa visokotemperaturnim smolama (metoda namotavanja), pogodan je za usku listu delova zatvorenog preseka i zahteva veoma skupu opremu.
Epoksidne smole koje se stvrdnjavaju su jače, što omogućava da se kvaliteti u potpunosti otkriju. Za neke "vruće" smole, mehanizam polimerizacije na "sobnoj" temperaturi počinje vrlo sporo. To je ono na čemu se zasniva takozvana prepreg tehnologija, koja uključuje nanošenje gotove smole na karbonska vlakna mnogo prije procesa oblikovanja. Pripremljeni materijali jednostavno čekaju u svojim skladištima.
U zavisnosti od marke smole, vreme tečnog stanja obično traje od nekoliko sati do nekoliko nedelja. Kako bi se produžio vijek trajanja, pripremljeni prepregi se ponekad čuvaju u frižiderima. Neke marke smola "žive" godinama u gotovom obliku. Prije dodavanja učvršćivača, smole se zagrijavaju na 50-60 C, nakon čega se, nakon miješanja, nanose na tkaninu pomoću posebne opreme. Zatim se tkanina obloži plastičnom folijom, umota i ohladi na 20-25 C. U ovom obliku materijal će se čuvati jako dugo. Štaviše, ohlađena smola se suši i postaje praktički nevidljiva na površini tkanine. Direktno tokom izrade dijela, zagrijano vezivo postaje tečno poput vode, zbog čega se širi, ispunjavajući cijeli volumen radnog kalupa i proces polimerizacije se ubrzava.
Smjesa za vruće stvrdnjavanje.
Postoji veliki izbor "vrućih" spojeva, svaki sa svojim temperaturnim i vremenskim režimima očvršćavanja. Tipično, što je više očitavanje termometra potrebno tokom procesa oblikovanja, to je gotov proizvod jači i otporniji na toplinu. Na osnovu mogućnosti raspoložive opreme i traženih karakteristika konačnog proizvoda, ne samo da možete odabrati odgovarajuće smole, već ih i izraditi po narudžbi. Neki domaći proizvođači nude ovu uslugu. Naravno, ne besplatno.
Prepregovi su idealni za proizvodnju ugljenika u autoklavima. Prije utovara u radnu komoru, potrebna količina materijala pažljivo se stavlja u matricu i pokriva vakuum vrećicom na posebnim odstojnicima. Vrlo je važno pravilno postavljanje svih komponenti, inače se neće izbjeći neželjeni nabori koji nastaju pod pritiskom. Kasnije će biti nemoguće ispraviti grešku. Kada bi se priprema vršila tečnim vezivom, to bi postalo pravi test za nervni sistem radnika sa nejasnim izgledima za uspeh operacije.
Procesi koji se odvijaju unutar instalacije su jednostavni. Visoka temperatura topi vezivo i „uključuje“ polimerizaciju, vakuum vreća uklanja vazduh i višak smole, a povećani pritisak u komori pritiska sve slojeve tkanine na matricu. I sve se dešava u isto vreme.
S jedne strane, postoje neke prednosti. Snaga toga je gotovo maksimalna; predmeti najsloženijih oblika izrađuju se u jednom "sjedenju". Same matrice nisu monumentalne, jer je pritisak ravnomjerno raspoređen u svim smjerovima i ne narušava geometriju opreme. Što znači brzu pripremu novih projekata. S druge strane, zagrijavanje do nekoliko stotina stupnjeva i pritisak, koji ponekad doseže 20 atm., čine autoklav vrlo skupom strukturom. U zavisnosti od njegovih dimenzija, cene opreme kreću se od nekoliko stotina hiljada do nekoliko miliona dolara. Dodajmo ovome nemilosrdnu potrošnju električne energije i složenost proizvodnog ciklusa. Rezultat su visoki troškovi proizvodnje. Postoje, međutim, skuplje i složenije tehnologije, čiji su rezultati još impresivniji. Ugljiko-ugljični kompozitni materijali (CCM) u kočionim diskovima na bolidima Formule 1 i u mlaznicama raketnih motora izdržavaju ogromna opterećenja na radnim temperaturama koje dostižu 3000 C. Ova vrsta ugljika se proizvodi grafitizacijom termoreaktivne smole koja je impregnirana komprimiranim karbonskim vlaknima prazno. Operacija je donekle slična samoj proizvodnji karbonskih vlakana, samo što se odvija pod pritiskom od 100 atmosfera. Da, veliki sportovi i vojno-svemirski sektor su u stanju da konzumiraju jedinstvene artikle po previsokim cenama. Za podešavanje, a posebno za serijsku proizvodnju, takav omjer cijene i kvalitete je neprihvatljiv.
Ako se nađe rješenje, ono izgleda tako jednostavno da se pitate: „Šta vas je spriječilo da o njemu ranije razmišljate?" Međutim, ideja da se razdvoje procesi koji se odvijaju u autoklavu pojavila se nakon godina istraživanja. Tako se pojavila tehnologija koja je počela uzimati zamah, čineći vruće kalupljenje karbona sličnim štancanju. Prepreg se priprema u obliku sendviča. Nakon nanošenja smole, tkanina se s obje strane prekriva ili polietilenom ili filmom otpornijim na toplinu. “Sendvič” se provlači između dvije osovine pritisnute jedna na drugu. U tom slučaju, višak smole i neželjeni zrak se uklanjaju, na isti način kao i kod predenja odjeće u a mašine za pranje veša uzorak iz 1960-ih. Prepreg se udarcem utiskuje u matricu, koja je fiksirana navojne veze. Zatim se cijela konstrukcija postavlja u ormar za grijanje.
Tuning kompanije proizvode matrice od istih karbonskih vlakana, pa čak i izdržljive marke alabastera. Međutim, kalupi za obradu gipsa su kratkotrajni, ali su prilično sposobni za izradu nekoliko proizvoda. „Naprednije“ matrice izrađene su od metala i ponekad su opremljene ugrađenim grijaćim elementima. Optimalni su za masovnu proizvodnju. Inače, metoda je pogodna i za neke dijelove zatvorenog dijela. U tom slučaju, lagani pjenasti udar ostaje unutar gotovog proizvoda. Mitsubishi Evo krilo je primjer ove vrste.
Mehaničke sile vas tjeraju da razmišljate o snazi opreme, a sistem matrix-punch zahtijeva ili 3D modeliranje ili vrhunskog modelara. Ali ovo je još stotinama puta jeftinije od autoklavne tehnologije.
Alexey Romanov urednik časopisa "TUNING Cars"
Za mnoge entuzijaste automobila, želja za podešavanjem automobila postala je prava opsesija. Želim promijeniti svog „gvozdenog konja“, učiniti ga svjetlijim, drugačijim od ostalih. Dakle, jedno od najpopularnijih područja vanjskog i unutarnjeg podešavanja je upotreba karbonskih vlakana. Ali kakav je to materijal, koje prednosti i nedostatke ima, kako se može koristiti. Pogledajmo ova pitanja detaljnije.
Šta je ugljik i po čemu se razlikuje od karbonskih vlakana?
Proizvodnja tako popularnog kompozitnog materijala uspostavljena je dugo vremena. Početkom 20. veka Britanci iz Farnboroa pokazali su javnosti prve delove napravljene od ovog čudesnog materijala. Zasnovan je na ogromnom broju isprepletenih karbonskih niti, koje su pričvršćene jedna za drugu pomoću epoksidne smole. Kako bi materijalu dali maksimalnu čvrstoću, polažu se pod određenim kutom jedan prema drugom. Ugljične niti su glavni element ovog kompozitnog materijala. Unatoč minimalnoj debljini, ne mogu se slomiti ili pocijepati. Uzorak modernog polimera od stakloplastike može se napraviti u obliku prostirke, riblje kosti i drugih oblika.
Karbonski stražnji difuzor
Ugljik se aktivno koristi u mnogim područjima života, ali najviše u tuningu automobila. Od ovog materijala izrađuju se spojleri, haube, razni elementi unutrašnjosti i karoserije. Ako namjeravate izgraditi ultra-laki Korch, tada je korištenje ovog karbonskog materijala jednostavno neophodno. Osim toga, karbonska vlakna su našla svoju primjenu ne samo u automobilima - aktivno se koriste za proizvodnju osnovnih dijelova za čamce, motorne sanke, motocikle i druge vrste transporta.
Prednosti i nedostaci plastike od karbonskih vlakana
Ugljični materijal je prilično specifičan po svojoj strukturi i karakteristikama, tako da ima i pozitivne i negativne strane. Glavne prednosti uključuju lakoću i snagu. Što se tiče čvrstoće, zahvaljujući posebnom tkanju niti, ovaj kompozitni materijal nije inferioran mnogim modernim metalima. Ugljična vlakna su teška skoro upola manje od čelika i 1/5 manje od aluminija.
Karbon: koja je vlačna čvrstoća?
Jeste li čuli za jedinstvenu snagu fiberglasa? Dakle, dio napravljen od karbona ima mnogo najbolje karakteristike u tom pogledu. Stoga se ovaj kompozit koristi u motosportu, gdje Posebna pažnja fokusira se na sigurnost pilota i postizanje rezultata. Svako smanjenje težine automobila uz održavanje maksimalnog nivoa snage je samo plus.
Vrata i hauba
Koliko je ovo karbonsko vlakno jače od metala?
Ali ugljenik ima i očigledne nedostatke. Mnoge entuzijaste tuninga odvraćaju od kupovine elemenata od karbonskih vlakana visoka cijena. U poređenju sa istim staklenim vlaknima, ugljenik je mnogo skuplji. Razlog se može navesti upravo zbog jedinstvene tehnološke složenosti proizvodnog procesa. A same sirovine koštaju proizvođače prilično peni. Na primjer, lijepljenje različitih slojeva u materijalu izvodi se pomoću visokokvalitetnih i skupih smola. Osim toga, proizvodne kompanije za proizvodnju karbonskih vlakana prisiljene su kupovati specijaliziranu i skupu opremu.
Zadnji spojler
Ali to nisu svi nedostaci popularnog materijala za podešavanje. Kao što pokazuje praksa, ovaj kompozitni materijal je vrlo otporan na precizne i jake udare. Snažan udar čak i malog kamenčića dovoljan je da probije karbonski element automobila. Nakon samo nekoliko godina rada, ista napa može izgledati kao pravo sito. Osim toga, ugljenik zaista ne voli sunčevu svjetlost. Ako ne sakrijete automobil u garaži i ostavite ga na ulici, uskoro će se izgubiti originalna boja.
Okvir i naramenice
Već smo spomenuli osjetljivost ovog kompozita na različite utjecaje. Dakle, ako je oštećen, ovaj materijal se ne može popraviti. Jedino rješenje za entuzijaste automobila je potpuna zamjena dijela, a to je, kao što već razumijete, ozbiljan trošak.
Hauba od karbonskih vlakana
Da li je moguća imitacija ugljenika?
Prosječnom automobilskom entuzijastu nije važno koliko je karbonski jak ili lagan. Glavna stvar je da izgleda vrlo lijepo - to je ono što privlači ljubitelje tuninga. Stoga nema potrebe za korištenjem originalnog skupog materijala - dovoljna je njegova imitacija.
Kvake za vrata sa efektom ugljenika
PVC folije
Danas možete imitirati karbonska vlakna koristeći nekoliko različitih metoda. Najpopularniji (upravo zbog svoje dostupnosti) bio je specijal PVC folija, dupliranje originalnog crteža. Danas postoji mnogo takvih "zamjena", u širokom spektru dizajna. Koristeći fen za kosu i film, možete pokriti gotovo svaki dio unutrašnjosti i eksterijera automobila, dajući mu neobičan izgled karbonskih vlakana. Naravno, nije uvijek moguće uklopiti male elemente prvi put, ali ako vježbate, čak i ovaj zadatak postaje izvodljiv. Ako se i dalje jave problemi u Vašem radu, uvijek se možete obratiti stručnjacima u njihovoj oblasti. Danas postoji dovoljno organizacija koje se bave ovom vrstom tuninga.
Akvapechat
Druga opcija za imitaciju ugljika je tzv hidrografska štampa. Ovdje se nanosi i poseban film, ali se nanosi pod pritiskom vode. Takav posao više neće biti moguće obavljati u "garažnim" uvjetima - potrebna je dodatna oprema. Prednost ove metode je što je više visoka kvaliteta tuning. U ovom slučaju, film se, za razliku od prethodne metode, može primijeniti čak i na najzakrivljenije dijelove. Ako se obrada obavi kvalitetno i u skladu s tehnologijom, tada se izgled uopće neće razlikovati od pravih karbonskih vlakana.
Inače, danas je vrlo popularna formulacija "telo ili unutrašnjost od karbonskih vlakana". Dakle, to uopće ne znači da su elementi izrađeni od skupog materijala - jednostavno su prekriveni posebnim filmom pomoću jedne od gore opisanih tehnologija.
Airbrushing "under-carbon"
Budući da smo već počeli opisivati sve opcije imitacije, treba spomenuti treću metodu - primjenu airbrushinga. Naravno, u pogledu konačnog izgleda ova metoda je lošija od prethodne dvije, ali je u određenim krugovima auto-entuzijasta i popularna. Airbrush, nažalost, nije u stanju precizno prenijeti dizajn kompozita - tu nastaju određeni problemi.
Kako uštedjeti na kupovini i koja je cijena izdanja?
U svakom slučaju, kompozitno podešavanje je danas vrlo popularno. Malo troškova i možete transformisati svoj automobil, učiniti ga prepoznatljivim i svijetlim. Osim toga, karbonska folija nanesena na vanjske elemente karoserije može zaštititi metal i boju od vanjskih utjecaja. Bez sumnje, bolje je koristiti prirodni ugljični ili polimer od karbonskih vlakana. Ali ako potrebna količina nije dostupna, onda je folija s ugljičnim izgledom najbolja opcija.