в чем плюсы карбона
Плюсы и минусы карбона для автомобиля.
Каждый автомобилист со стажем не раз слышал о таком понятии как карбон. На сегодняшний день данный материал уже не является новинкой, детали в его исполнении можно встретить не только на кузове авто, но и в его салоне. Однако не все знают, в чем заключаются положительные и отрицательные качества этого материала, часто за карбон выдают совершенно другие аналоги.
Под понятием карбона понимают композитный материал, который представляет собой переплетение нитей углерода, а полученные слои ткани соединены между собой эпоксидными смолами. Нити углерода наравне со сталью являются очень устойчивыми к растяжению. Порвать или растянуть их просто невозможно. Единственный минус заключается в том, что при сжатии он все же может деформироваться. Для решения данной проблемы и решили переплетать эти нити между собой для большего зацепления материала. А благодаря соединению всех слоев по средствам смол полученный материал отличается высокой износостойкостью.
На сегодняшний день карбон используют в самых разнообразных сферах деятельности. Это и тюнинг авто, мото спорт, военные технологии и даже текстиль и украшения. С каждым днем сфера применения карбона увеличивается. Использованием карбона могут похвастаться многие мастерские, автозапчасти в Казани пользуются большим спросом, и многие автолюбители прибегают к тюнингу по средствам данного материала.
Карбон и его плюсы.
Основным достоинством карбона при его небольшом весе является высокая прочность. Он легче стали на 40% и легче алюминия на 20%, а его прочность не уступает любому металлическому сплаву. Именно поэтому его активно используют в деталях гоночных авто, такие характеристики для них имеют большое значение. Несмотря на небольшой вес, прочность остается прежней. Благодаря своему внешнему виду автомобили из карбона смотрятся престижно и красиво.
При всех положительных качествах карбон, как и любой другой материал, имеет свои недостатки. Он теряет свой первоначальный вид под действием солнечного света, и может поменять оттенок. После повреждения деталь из карбона не поддается восстановлению. Не стоит забывать и о стоимости материала, на сегодняшний день не каждый автолюбитель может позволить себе такой апгрейд автомобиля.
Тюнинг с использованием карбона.
Первое что приходит в голову при разговоре о карбоне это, конечно же, капот авто. Наверное, это самая востребованная автозапчасть, которая подвергается тюнингу с использованием карбона. Карбон используют и для внутреннего тюнинга автомобиля. Из него делают капот, бампер, зеркала заднего вида и даже спойлеры. Такое обновление придаст вашему автомобилю индивидуальность и стиль. Опытный специалист выполнит работу качественно, а результат прослужит вам в течение долгого времени.
Основной заслугой популярности карбона является его внешний вид. Однако не каждый автолюбитель может позволить себе использование натурального карбона. В таком случае есть несколько вариантов сделать карбоновую деталь с применением простых техник. Первое это использование пленки ПВХ, имеющей рисунок имитирующий карбон. Она наносится на деталь путем нагрева пленки при помощи направленного теплового потока.
Второй способ получения эффекта карбона – это аква печать. Пленка натягивается на запчасти под струей воды. Применение данной технологии позволяет обрабатывать детали нестандартных форм и размеров. Существует еще один способ, однако он менее эффективен, чем его предшественники. Речь идет об аэрографии под карбон, применение данного способа не желательно, поскольку для того чтобы добиться необходимой структуры придется нанести большой слой краски, а результат не всегда оправдывает ожидания заказчика. Какой бы вариант вы не выбрали, используйте услуги только проверенных мастеров, тогда качество работы обязательно порадует вас.
Преимущества и недостатки карбона
Все, кто более или менее интересуются велоиндустрией, знают, что самые дорогие и топовые велосипеды сделаны из карбона. Карбон это материал, который представляет собой нити из углеродного волокна, соединенные посредством полимерного материала, например, эпоксидной смолы. Крайне широко используется в производстве топовых гоночных велосипедов. Практически все велосипеды во всех дисциплинах маунтинбайка имеют карбоновые рамы и компоненты. Впрочем, с гоночными технологиями высшего уровня все понятно, там тысячи долларов оплачивают каждую сэкономленную секунду. А что же обычный рядовой пользователь? Карбоновые рамы и прочие компоненты доступны для всех, пусть и будет некоторая разница в цене. Так имеет ли смысл переплачивать? Рассмотрим преимущества и недостатки карбона в этой статье.
Преимущества
Небольшой вес
Когда мы говорим о карбоне, мы сразу вспоминаем то, что карбон отличается крайне низким весом. И это действительно так. Если для эндуро или даунхилла масса велосипеда не имеет настолько критического значения, то, например, в кросс-кантри счет идет на каждый грамм. Не сказать что разница в весе между алюминиевой и карбоновой рамами будет прямо драматической, однако, все же она весьма ощутима. А если использовать помимо рамы и другие карбоновые компоненты, то экономия будет солидная.
Амортизационные свойства
Едва ли не более важное свойство карбона, чем его низкий вес. Однако, об этом, как правило, знают не все. Дело в том что карбон гасит удары, получаемые вашим велосипедом при езде. Особенно это становится заметно и критично при отсутствии подвески. Если вы попробуете прокатиться на карбоновой раме, а затем на алюминиевой вы безусловно заметите разницу, и разница эта будет явно не в пользу алюминия. Да и не только рамы дают этот бонус. Карбоновый руль например, тоже будет немного гасить удары и, соответственно, ваши руки будут меньше уставать.
А также, карбоновая рама не накапливает усталость и не теряет в жесткости, в отличие от того же алюминия.
Ремонтопригодность
Даже если вы разобьете раму в щепки, ее можно будет собрать заново. А особенно приятным будет тот факт, что заново склеенная рама не потеряет ни жесткости, ни прочности. Алюминий или сталь в месте трещины навсегда приобретут уязвимость, и потеряют жесткость, а карбон после ремонта будет как новый, а то и лучше.
Недостатки
Высокая цена
За технологичность надо платить. Поэтому цена карбонового велосипеда будет значительно выше цены алюминиевого. А цена некоторых вещей, например, карбоновых ободов ENVE может быть соизмерима с ценой целого велосипеда. Поэтому, их покупка может быть приемлема и оправдана далеко не для всех.
Уязвимость к точечным ударам
Там, где на алюминиевой раме будет вмятина или царапины, на карбоновой будет пролом. Натурально выломанный кусок. Карбон, к сожалению, не умеет вминаться и намного хуже распределяет инерцию удара по всей поверхности. Это значительный минус, но, во-первых, точечные удары случаются довольно редко. А во-вторых, как уже было написано выше, карбон абсолютно ремонтопригоден и любой пролом можно будет заклеить и вернуть в состояние нового.
Прикипание
Это такое занимательное свойство карбона, при котором, используя, например, карбоновый подседел с карбоновой рамой или карбоновый вынос с рулем, вы к концу сезона с удивлением обнаружите, что ваши две детали превратились в одну монолитную. И даже WD-40 не поможет. Говорят, существуют способы таки разъединить две детали, сохранив обе, но повезти может не всегда.
Впрочем, этот процесс можно предотвратить при помощи специальных смазок, которыми надо вовремя пользоваться.
Резюме
Карбоновые детали занимают доминирующее положение в производстве топовых велосипедов неспроста. Если у вас есть возможность, обязательно купите себе хотя бы карбоновую раму. Разницу с алюминием вы почувствуете практически сразу и переходить обратно на алюминий вам вряд ли захочется. Преимущества карбона явно превосходят его недостатки.
Карбон. Свойства и применение. Плюсы и минусы. Особенности
Карбон – это полимерный очень прочный композитный материал, состоящий из эпоксидной или другой смолы, и армированный углеродными волокнами. Также его называют углепластиком или карбонопластиком. Главная особенность композита в высокой прочности при небольшой толщине и легкости.
Что такое карбон, как его получают
Углепластик является сложным композитным материалом, при изготовлении которого требуется прикладывание ручного труда. В связи с этим цена на него примерно в 20 раз выше, чем на качественную сталь европейского производства.
Вся сложность процесса его изготовления заключается в применяемом армирующем компоненте – углеволокне. Оно представляет собой тончайшие нити, практически на 99% состоящие из атомов углерода. Их получают путем сложного сжигания органических волокон с поэтапным поднятием температуры. В результате от них остается только углерод, который меняет свою структуру, приближаясь к графиту.
Нити углеволокна имеют толщину всего 0,005-0,10 мм. Они тоньше, чем человеческий волос. Каждую из них по отдельности очень легко сломать, но трудно разорвать. Из волокон сплетают полотна, которые и применяются для изготовления карбона.
Углеволокно работает как армирующий компонент карбона. Из него изготавливаются различные тканые и нетканые материалы. Такие холсты пропитываются полимерными смолами, чаще всего эпоксидными. Слои углеволокна наклеиваются друг на друга. В итоге по застыванию смолы, композитный материал приобретает повышенную прочность, гибкость и стойкость к излому. Практически нет аналогичных композитов, которые можно сопоставить по этим качествам с карбоном. Ему уступает стеклопластик и прочие аналоги.
Сфера использования
Изначально карбон был предназначен исключительно для изготовления облегченных деталей спортивных гоночных автомобилей, а также космических аппаратов. Позже себестоимость его производства снизилась достаточно, чтобы применять его и для других целей.
Сейчас из него делают:
Технологии изготовления карбоновых изделий
Чтобы получить карбон, необходимо пропитывать слои ткани из углеволокна смолой, и склеивать их между собой. Это можно делать тремя основными способами:
Чаще всего пользуются самым простым способом, заключающимся в наклейке холста на поверхность. Затем он пропитывается сверху смолой, и на него вклеивается следующий слой. Таким образом, набирается нужное количество слоев, чтобы достигнуть требуемого уровня прочности материала и его толщины. Этим методом пользуются в домашних условиях особенно часто, так как для него не требуется особый инструмент и различные приспособления. Смола наносится на углеволокно кистью, тщательно пропитывая ее. Стоит отметить сложность и кропотливость процесса. Зачастую чтобы получить слой карбона толщиной всего в 1 мм, нужно клеить холст в 4 слоя.
Изделия из углекарбона на производствах зачастую получают методом прессования. Это позволяет добиться лучшего удаления воздуха между слоями. В итоге готовое изделие получается более прочным и надежным. Преимущество метода еще и в том, что спрессованная заготовка может разогреваться, для ускоренной полимеризации смолы. При этом благодаря прессу композит будет все время держать правильную форму, пока не затвердеет. Эта технология дает более высокую производительность.
Также изделия их карбона цилиндрической формы можно получать методом намотки. Эта технология подходит как для заводского, так и домашнего производства. Именно этим методом делаются удилища для рыбалки, спиннинги, рамы велосипедов и т.д. Холст углеволокна наматывается на трубку, и пропитывается смолой. В итоге достаточно быстро набирается большое количество слоев, которые в итоге дают высокую прочность изделию. Трубка же, на которую все изначально наматывалось, вынимается. Чтобы она не приклеилась, ее предварительно смазывают специальным разделительным составом. Тогда адгезии смолы к ней не происходит.
Преимущества карбона
Карбон это очень востребованный материал, что обусловлено его положительными качествами:
Изделия из карбона нельзя назвать легкими, но если сравнивать его с металлами такого же объема, то он неоспоримо легче. К примеру, сталь тяжелее на 40%, а алюминий на 20%. Но нужно сразу же отметить прочность карбона. Из него можно делать тонкие изделия и использовать в таких условиях, в которых бы не справились аналоги из стали такой же толщины.
Материал обладает очень высокой термической стойкостью. Отдельные образцы карбона нормально переносят нагрев до температур до +2000С. Само углеволокно легко переносит такие условия, но только в бескислородной среде. Но так как оно находится в толще застывшей смолы, то не контактирует с воздухом. В конечном итоге температурная стойкость карбона продиктована больше свойствами смолы, из которой он изготавливается.
Материал не ржавеет и не подвергается другим видам коррозии. Это делает его альтернативным решением для применения вместо стальных изделий в сложных условиях. Он нормально переносит воздействие ультрафиолета, так что может эксплуатироваться практически где угодно.
Карбон является очень упругим материалом, который сложно сломать. За счет этого он так ценится при изготовлении различного спортивного инвентаря. Не последнюю роль в этом играет и его сравнительная легкость, и то что изделия из него за счет прочности можно делать меньшего сечения, чем из дерева, металла или другого пластика. Высокий предел упругости подтверждают хоккейные клюшки, теннисные ракетки и луки, которые делают из карбона.
Качество карбона во многом зависит от того, каким образом был сделан холст из углеволокна, и во сколько слоев уложен. Дело в том, что ориентируя направление волокон в слоях можно добиваться большей стойкости готового изделия на воздействие под определенным углом. Так можно корректировать упругость и стойкость на излом.
Недостатки карбона
Карбон является весьма ценным материалом, поэтому изделия из него очень качественные. Они более удобные в эксплуатации, однако, все же не идеальные. Проблема в том, что материал боится ударной нагрузки. От этого на нем появляются трещины и сколы. Зачастую они незаметны, но их появление существенно уменьшает прочностные характеристики композита. Зачастую достаточно деформации карбона даже на 0,5%, чтобы вызвать его структурные нарушения. Однако это не означает, что в итоге изделие из него покроется видимыми трещинами и сколами, а потом сразу же сломается. В композите просто появляются микротрещины, но он все равно остается достаточно прочным, чтобы справлялся с теми задачами, которые перед ним стоят.
Качество композита может сильно отличаться, так как напрямую зависит в первую очередь именно от применяемого углеволокна. В процессе его получения нарушить технологию нельзя, в частности не допускается делать даже небольшое отклонение в температурном режиме или продолжительности воздействия на него, так как прочность готового армирующего компонента снижается. В итоге карбон из него также будет менее стойким на излом. Таким образом, стоимость на композитные изделия из карбона разных производителей существенно отличается.
Материал все же не разлетается на осколки при ударах, так как его части удерживаются между собой слоями из углеволокна. Проблема композита в том, что в нем сложно найти баланс между эластичностью и упругостью. Если он отлично переносит воздействие на разрыв, то зачастую достаточно легко ломается при прикладывании усилия на излом. В связи с этим существует большой процент изделий из карбона, которые в результате нарушения расчетов при изготовлении служат не так долго как заявлено для этого композита. Это яркое подтверждение того, почему одни предметы из карбона стоят в разы дороже, чем на первый взгляд такие же других производителей.
Карбоновые пленки
Высокая стоимость карбона, не позволяет его использовать в направлениях, где это экономически нецелесообразно. Композит имеет очень привлекательный внешний вид, поэтому не нуждается в декорировании. По причине его внешних качеств, производятся различные полимерные пленки, имитирующие карбон. При этом они сами по себе им не являются. Это просто декоративные изделия, похожие на него внешне за счет характерного рисунка.
Никакого увеличения прочности поклейка такой пленки не дает, так как она далека от карбона. Она просто обеспечивает декоративный эффект, а также дает некоторую защиту от влаги. По сути это просто слой декорации, ничего более. Так что не стоит путать композит и карбоновую пленку.
Карбон. ч1. обзор материалов.
КАРБОН
Carbon fiber (CF, углеродные волокна) — материал из тонких нитей (5-15 микрон в диаметре). Несколько тысяч углеродных волокон скручены вместе образуя нити, из которых, собственно, плетут ткань. Способы плетения влияют на некоторые физические свойства ткани.
Такая ткань обладает хорошей гибкостью, высокой прочностью на разрыв, малым весом, высокой устойчивостью к температуре.
Однако, при тюнинге автомобилей например, под словом КАРБОН подразумевают не само волокно или ткань — а некий композит. В основном это углеродное волокно армированное пластиком: carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP или CRP) — углепластик. В качестве армированного пластика (полимера) выступает эпоксидная смола + отвердитель (но также может быть полиэстер, нейлон, виниловый эфир и др.).
Углепластики обладают высокой прочностью, жесткостью, но очень хрупкие.
Еще один композит углеродных волокон — (углеродистое) графитовое волокно. По англ.: graphite-(fiber)-reinforced polymer (GFRP), но чаще просто graphite fiber, так как маркировка GFRP конфликтует с другим материалом glass-(fiber)-reinforced polymer (Стекловолокно армированное полимером). Данный композит отличается хорошей устойчивостью к температурам.
Для достижения некоторых физических свойств материала углеволокно композиционируют также с кевларом, алюминием, стекловолокном и др.
КЕВЛАР
Kevlar — синтетическое волокно высокой механической и термической прочности, арамид. В 5-10 раз прочнее карбона, но имеет более ощутимые недостатки перед карбоном — теряет свои свойства под действием температуры и влаги, служит не более 5 лет. Изначально использовался в военной промышленности — каски, бронижелеты и т.д. Нам интересен в связке КАРБОН+КЕВЛАР.
также множество других цветов:
Вариации цветов и рисунки плетения можно погуглить на «colored carbon fiber»
compositeenvisions.com/
СТЕКЛОВОЛОКНО
Glass fiber — волокно из стекла. Имеет примерно сопоставимые свойства с карбоном — не обладает такой прочностью и жесткостью, но зато менее ломкий и значительно дешевле. Альтернатива карбону в качестве легкого жесткого материала но не по внешнему виду.
САМОКЛЕЮЩАЯСЯ ПЛЕНКА ПОД КАРБОН
винил, поливинил хлорид, ПВХ, PVC, латекс — пластичная пластмасса. По своим свойствам и рядом не стоит со всеми вышеописанными материалами, но тем не менее имеет свои плюсы — легок в применении, внешне практически полностью повторяет карбон.
Некоторые производители обещают срок службы более 10 лет.
Вариант — пленка 3M DI-NOC
P.S. в дальнейшем напишу детальнее про сам карбон (плетения, композиты, нагрузки) и его ценообразование. Также про его использование в автотюнинге — где есть смысл, а где лучше и проще обойтись пленкой или стекловолокном.
Комментарии 16
пишут что карбон обладает хорошей теплоёмкостью, а это значит хорошо поглощает тепло, но зачем тогда холодный впуск делают из карбона?
Вопрос.
У меня карбон спойлер. Верхняя часть постоянно подвергается солнцу и влаге.
Не знаю связано ли это или нет… но он как бы стал с верху шуршавым, как если на машине начнет облезать лак. Его цвет стал более матовым а не глянц…
Подскажите что можно сделать?
шуршавый — значит дошло до самого волокна и оно будет дальше разрушаться.
я бы просто прошелся слоем эпоксидной смолы для глянца и для приостановки разрушения, а вообще верхний слой зачищают и накладывают новый слой карбона, т.к. прочность уже не та будет.
Ну там выглядит будто лак слез или чтот такое. Он не совсем шуршавый, больше просто матовова цвета стал
ну тогда просто автомобильным лаком пшикнуть)
Мона. Я создал тему у себя в борт журнале с фотками. Глянь если интересно
шуршавый — значит дошло до самого волокна и оно будет дальше разрушаться.
я бы просто прошелся слоем эпоксидной смолы для глянца и для приостановки разрушения, а вообще верхний слой зачищают и накладывают новый слой карбона, т.к. прочность уже не та будет.
бред, полный бред, во первых не понятно из чего сделано крыло, может из галькоута а может из самого дешеврго топгоута и как правило эти композиты с эпоксидной смолой ни как не связываются а уж тем более тонкий слой, нужно просто вышкурить и перелачить
Вопрос.
У меня карбон спойлер. Верхняя часть постоянно подвергается солнцу и влаге.
Не знаю связано ли это или нет… но он как бы стал с верху шуршавым, как если на машине начнет облезать лак. Его цвет стал более матовым а не глянц…
Подскажите что можно сделать?
совет, вышкури его и перелач- блоьше ничего, а еще отпалируй как полагается
Про не лечится.
скол карбона просто заделывается смолой? Если есть повреждение ткани то обычной смолой не обойтись, а ремонт ее может быть выше стоимости самого изделия, и прежний внешний вид не восстановить (будет заплатка), и сам по себе ремонт очень сомнителен, так как прежних свойств практически не достичь. Сделать хреновый ремонт или вообще оставить без ремонта приведет к болезни карбона — он будет расслаиваться и разрушаться. Это болезнь как коррозия металла, но ржавчину на ранней стадии легко и дешево залечить и это не приведет к каким либо изменениям физических свойств металла, чего не скажешь о карбоне. «Залечить» углепластиковую раму горного велосипеда, углепластиковое удилище — возможно да. «Залечить» углепластиковый мотоциклетный шлем — нет (понятно почему). «Залечить» карбоновую деталь для тюнинга — нет, потому что прежний вид не вернуть. Пленка кстати шлифуется после камушек.
Сильные стороны карбона — жесткость при малом весе, разрывная нагрузка. Это очень хороший материал для спорткаров, где он реально нужен (для облегчения авто). Слабая сторона карбона — хрупкость, механические повреждения. Ставя карбоновый капот или передний бампер нужно понимать что с ним может тоже самое случится что и на лобовом стекле от камушка.
И что я хотел вообще сказать про спорткары — там карбон уместен везде. Но у меня не спорткар а обычная повседневная десятка и я хочу ее «закорбонить». Капот я обклею пленкой. Передний бампер я слеплю из стекловолокна и обклею пленкой. споллер и, возможно, боковые зеркала я сделаю из чистого карбона. Внутри, в салоне, на некоторые детали я просто наложу один слой карбона (карбон-кевлара). Я считаю это оптимальной карбонизацией для повседневного авто
Очень полезная информация, раньше не обратил внимания. Спасибо.
По теме. Прошло пол года с тех пор как я «полечил» споилер. Результат-стало хуже. Если раньше вид был буд-то он стал просто матовый… то теперь это выглядит как будто под слоем лака образовалась соль… там появились белые пятна и разводы. Самое странное что лечили его с 2х сторон, Но только верхняя часть такая. Нижняя осталось прежней (хорошой, как новая)
что значит «не лечится» если скол то он также заделывается смолой, если он после дтп то и железку не сделаешь, и пленка тоже после камушек не ремонтно пригодна… и причем тут спорт кар? там карбон тупо красится, а если мы говорим о споркарах для понтов типа зонды… то и цена другая уже… и карбон не так уж и дорог как многие думают, работа дорогая сним)
верно при желании все лечится, только как правило реставрация стоит дороже
Именно карбон выглядит гораздо интересней пленки, хотя сним гораздо сложней работать) но эффект того стоит)
Согласен) но, к сожалению, карбон не всегда уместен… Если речь идет не о спорткаре, а о повседневном городском авто — то карбон для внешней отделки авто окажется слишком дорог, так как мелкие камушки из-под колес других авто могут его повредить… а карбон не лечится.
(например, капот из карбона)
А если пластмассовые встаски в салоне? Видел человечек на десятке проделывал процедуру карбонизации стеклоткани как на фото и эпоксидная смола, затем зачистка и несколько слоев лака, эффект просто потрясающий… Смотрится как глубокий карбон…
Согласен) но, к сожалению, карбон не всегда уместен… Если речь идет не о спорткаре, а о повседневном городском авто — то карбон для внешней отделки авто окажется слишком дорог, так как мелкие камушки из-под колес других авто могут его повредить… а карбон не лечится.
(например, капот из карбона)
ответ прост — полачте капот керамическим лаком и вся любовь и практично и на долго