Špeciálne ladenie - zaujímavé fakty o uhlíku
Každý to vie, každý to miluje. Pokiaľ ide o znižovanie hmotnosti alebo zušľachťovanie dieťaťa, uhlík sa nemusí obchádzať. Povieme vám, čo by ste mali vedieť o kúzelných veciach.
Thomas Alva Edison už pracoval s uhlíkovými vláknami. V roku 1881 dostal slávny vynálezca patent na žiarovku z uhlíkových vlákien, ktorú vyvinul s vláknami vyrobenými zo špeciálne upravených bambusových vlákien. Keď boli nite neskôr vyrobené z kovu, čierna látka zmizla v umývadle. Na Teraz. Potom v päťdesiatych rokoch oživenie. Letecký priemysel vyžadoval pre svojich pilotov ľahký a zároveň silný materiál - východiskový signál pre mimoriadnu kariéru. Ale až koncom 80. rokov 20. storočia bol uhlík objavený pre motocykle.
V tom čase sa však látka získavala veľmi ťažko a kvalita zostávala veľmi požadovaná. Dnes je našťastie iné. Každý dobrý predajca príslušenstva teraz predáva diely z uhlíka, niektoré v prvotriednej kvalite. Ako ich však spoznáte? A na čo si musíte dávať pozor pri kúpe? Ako sa vlastne vyrábajú uhlíkové diely? A ako sa surovina získavala? Nasledujúce stránky poskytujú tieto a ďalšie odpovede. Aby čierny materiál nevyvolával na scéne zelenú Minnu, je potrebné urobiť niekoľko dôležitých informácií: Karbónové diely z príslušenstva musia byť uvedené v dokladoch vozidla. Alebo môžete mať ABE pri sebe. To by sa samozrejme za Edisonových čias nestalo.
Čo je to uhlík?
Po navinutí do súvislých nití je materiál tkaný do rohoží.
Uhlík je kompozitný materiál vyrobený z uhlíkových vlákien a plastu. Jednotlivé vlákna sa získavajú z materiálov obsahujúcich uhlík termochemickým procesom (pyrolýza). Sú šesťkrát až desaťkrát tenšie ako ľudský vlas. Vlákna sú zviazané do súvislého vlákna, navinuté a tkané do rohoží. Počas tkania sa vytvára charakteristická štruktúra siete, ktorá sa pri zaťažení proti sebe neposúva.
To mu umožňuje odolávať vysokým ťahovým silám z každého smeru. Karbónové vzory navyše vyzerajú skvele. Pred spracovaním sú rohože namočené v syntetickej živici (impregnácia alebo laminácia) a vložené do foriem. Formy sa vložia do pece alebo do autoklávu na vytvrdenie. V prvom prípade sa hovorí o „temperovaní“, v druhom prípade o „pečení“. Vytvrdený materiál sa nazýva plast vystužený uhlíkovými vláknami (CFRP) alebo plast vystužený uhlíkovými vláknami (CFRP). Alebo jednoducho uhlík.
Výrobný proces
Sme hosťami spoločnosti CFP Driesch v Neustadt an der Weinstrasse. Tam sledujeme špecialistov na výrobu karbónových dielov. Najskôr sa vopred upravené rohože nastrihajú na veľkosť.
Čistenie formy
Čistenie formy.
Po vyčistení formy sa do nej položí polotovar.
Vkladanie rohoží bez vrások
Rohože musia byť vložené bez záhybov.
Pracovníci musia zabezpečiť, aby boli rohože vložené bez záhybov.
Vákuové vrecko
Prebytočné spojivá sú z dielov odstránené.
Počas pečenia vákuový vak odstráni z častí prebytočné spojivo.
Autoklávy
Časti sa pečú v autokláve.
Diely sa pečú v autokláve pod tlakom a pri vysokých teplotách.
Odpojte komponent z formy
Zložka sa uvoľní z formy.
Po upečení sa zložka uvoľní z formy.
Dodatočné ošetrenie pásom a excentrickou brúskou
Zamestnanec odreže vyčnievajúce okraje.
Nasleduje následná úprava pásom a excentrickou brúskou. Zamestnanec odreže vyčnievajúce okraje, odihli časť a pripraví ju na maľovanie. Maska poskytuje mužovi čerstvý vzduch.
maľovať
Posledný krok: maľovanie.
Posledným krokom je maľovanie - väčšinou čírou farbou, niekedy farebnou farbou. Alebo ako kombináciu.
Používa
Pokiaľ ide o tlmiče výfuku, výrobcovia buď pracujú s uhlíkovými vláknami, alebo dávajú dielcom vrstvu uhlíkových vlákien.
Športové rukavice
Uhlíkové vložky sa často používajú v športových rukaviciach.
Karbónové vložky sú obľúbené v športových rukaviciach. Nárazové testy potvrdili zvýšený ochranný účinok.
Prilby
Shark, X-Lite, Shoei & Co. - väčšina hlavných výrobcov prilieb má v súčasnosti vo svojom sortimente karbónové prilby.
Väčšina hlavných výrobcov prilieb teraz ponúka ochranu hlavy vyrobenú z uhlíka.
Riadidlá
Riadidlá sú z vnútornej strany vyrobené z hliníka, ale zvonka sú zdobené karbónom.
Príliš krehký ako čistá uhlíková súčasť. Preto sú také riadidlá vyrobené z vnútornej strany z hliníka a sú zdobené karbónom.
bicykle
Obzvlášť exkluzívne: kolesá vyrobené z karbónu.
Špeciálne exkluzívne sú kolieska vyrobené z jemnej textílie. Pri jazdných skúškach však niekedy trpela jazdná stabilita bicyklov.
Rozhovor s Júliusom Ilmbergerom
"Niekedy sú na trhu veľmi dobre maskované podradné kvality." Pre laikov nie je ľahké rozlišovať ich. ““
Julius Ilmberger je vlastníkom spoločnosti Ilmberger Carbonparts v Oberhachingu neďaleko Mníchova. Bývalého pretekára vždy fascinoval uhlík a spoločnosť založil v roku 1990. V rozhovore pre PS špecialista vysvetľuje všetko, čo potrebujete vedieť o čiernom, ľahkom a elegantnom materiáli.
Aké ďalšie výhody má uhlík okrem úspory hmotnosti?
Vďaka svojmu konštrukčnému dizajnu je uhlík veľmi stabilný. Preto sa neroztrhne tak rýchlo ako plast vystužený sklenenými vláknami alebo skrátene GRP. Húževnatosť uhlíka veľmi dobre chráni podkladové časti. Okrem toho je riziko poškodenia motora alebo častí rámu v prípade pádu oveľa nižšie.
Čo okrem ceny hovorí o častiach podvozku, ako sú rám alebo otočné rameno vyrobené z uhlíka?
Uhlík možno v zásade vystaviť iba tlaku alebo pnutiu. Je preto mimoriadne dôležité, aby sa laminátové vrstvy pri zostavovaní dielov ukladali v určitých vzájomných smeroch, aby sa dosiahla požadovaná pevnosť. Pokiaľ ide o časti podvozku, karbón sa chová úplne inak ako hliník alebo oceľ, takže sa pružnosť rámu alebo výkyvného ramena, ktorá je niekedy požadovaná, výrazne mení. Takéto diely preto nemožno jednoducho vymeniť a vyrobiť z uhlíka. Ale existujú motocyklové rámy vyrobené z uhlíka, ktoré fungujú skvele.
Ak sa pozriete pozorne, všimnete si rôzne vzory v karbónových častiach. Ako to?
Uhlíkové rohože sú tkané dvoma spôsobmi: keperom a plátnovou väzbou. Mierne sa líšia pevnosťou v ťahu, ale je to zanedbateľné. Okrem plátna a keprovej väzby sa rozlišuje aj gramov. To potom naznačuje veľkosť a šírku tkaných prameňov nití. Pri výrobe príslušenstva sa väčšinou používa kepr alebo plátno.
Ako sa rohože spracovávajú ďalej? Existujú rôzne postupy?
Základné rozlíšenie sa robí medzi mokrou lamináciou a použitím takzvaných predimpregnovaných rohoží. V prvom prípade sú rohože krátko pred spracovaním namočené v živici a vložené do formy. Potom forma vyschne v bežnej rúre na asi 50 stupňov. Tomu hovorím žíhanie. Ak je táto metóda implementovaná správne, poskytuje slušné vizuálne výsledky. Nedosahuje však vysokú tuhosť a stabilitu, ktorá sa dosahuje pri pečení v autokláve. Mokré lamináty navyše nie je možné natrieť tak dobre kvôli ich zlej kvalite povrchu, obsahu vzduchu a živíc. V niektorých prípadoch výrobcovia pracujú aj s lisovacou technológiou. Látka je do formy vtlačená pečiatkou. Až na tento rozdiel zodpovedá proces mokrej laminácii - s rovnakými nevýhodami. Použitie predimpregnovaných rohoží (prepreg = "preimpregnatet vláken", anglicky: preimpregnovaných vlákien, červená.), Na druhej strane zaručuje trvalo nízky podiel spojív, ktoré sa vyrábajú strojovo. Výsledkom je, že komponenty sú veľmi rozmerovo stále a majú jasne definovanú stabilitu.
Tento kryt nádrže má oba typy uhlíkovej väzby: keprovú väzbu zvonka, hladkú väzbu zvnútra.
Musia sa rohože z predimpregnovaného laminátu ešte raz laminovať? A časom sami nestvrdnú?
Karbónové rohože Prepreg už obsahujú potrebné spojivá a už ich nie je potrebné nasiaknuť živicou alebo podobne, ako to bolo v minulosti, ani vlhkými laminátmi. Podľa druhu aplikácie používame rôzne predimpregnované textílie s rôznou teplotnou odolnosťou a rôznymi teplotami a časmi vytvrdzovania. Tkaninu Prepreg je potrebné piecť, aby sa vytvrdila. Mali by ste to ale spracovať za určité časové obdobie, inak bude nepoužiteľné.
O spracovaní ste sa už zmienili o autokláve. Čo to presne je?
Autokláv je plynotesná uzatvárateľná tlaková nádoba, v ktorej sa časti pečú pod tlakom a pri vysokých teplotách.
Aká je výhoda tejto metódy?
V dôsledku pretlaku sa látka silnejšie vtláča do formy, čo znamená, že jednotlivé laminátové vrstvy sú navzájom pevnejšie spojené. Vďaka tomu sú diely oveľa stabilnejšie, ako keby boli položené jednoducho na seba. Navyše si diely vyrobené v autokláve zachovávajú svoju pevnosť a nezmäknú. U mokrých laminátov sa to môže stať, keď sú zahrievané, napríklad vystavením slnečnému žiareniu.
Aký tlak a aké teploty sú v autokláve?
Pochopte, prosím, že nemôžeme poskytnúť žiadne presné informácie. Ale autokláv zvyčajne pracuje s tlakom až 10 bar pri teplote do 250 stupňov. Tieto limitné hodnoty sa však nemusia dosiahnuť pomocou technológie prepreg.
Pred pečením v autokláve sú časti zabalené vo vákuových vreciach. Prečo je to nevyhnutné?
Konštantné sanie vytvára vo vreci určitý podtlak. Tým sa z častí odstráni prebytočné spojivo. Príliš veľa spojiva a živice narúša stabilitu uhlíka. Preto by v komponente malo zostať iba vopred určené množstvo.
Prečo používate CNC obrábané hliníkové formy?
Aj keď je výroba hliníkových foriem veľmi nákladná, majú výhodu v tom, že sa prakticky neopotrebujú a zaručujú stálu kvalitu komponentov. Formy vyrobené zo špeciálneho CFRP sú možné bez problémov, ale bohužiaľ majú veľmi obmedzenú životnosť a veľa sa opotrebovávajú.
Čím stabilnejšia súčasť musí byť, tým viac vrstiev logicky potrebuje. Ale z koľkých vrstiev sa skladá napríklad bočný panel superšportového automobilu?
Na túto otázku neexistuje všeobecná odpoveď. Počet vrstiev závisí od oblasti. Povrchy, ktoré sú obzvlášť ohrozené pádom alebo vystavené vysokému zaťaženiu, môžu mať tiež päť alebo šesť vrstiev. Zatiaľ čo v iných oblastiach môže stačiť jedna alebo dve vrstvy.
Ako laik spozná vysoko kvalitné karbónové diely?
Pre laikov nemusí byť diferenciácia ľahká, pretože niekedy existujú veľmi dobre maskované podradné vlastnosti. Vysoko kvalitné uhlíkové diely sú vo svojej podstate veľmi stabilné a dajú sa deformovať iba veľmi ťažko, pokiaľ ide o ich pevnosť a hmotnosť. Mokré lamináty spoznáte podľa povrchu. Pri bližšom skúmaní existuje veľa malých mikrootvorov. Na trhu je tiež veľa mokrých laminátových dielov, ktoré už boli pokryté bezfarebným lakom. Ale sú pomerne ťažké kvôli mnohým vrstvám farby. Ako už bolo spomenuté, mokré lamináty po zahriatí tiež zmäknú.
V niektorých prípadoch sú diely z GRP pokryté rohožou z uhlíkových vlákien. V nainštalovanom stave je však ťažké odlíšiť od skutočných uhlíkových častí, nie?
To je pravda. Pretože v takýchto prípadoch je zvyčajne iba horná vrstva vyrobená z uhlíka, môžete vnútri vidieť štruktúru GRP. Aj keď je zafarbený na čierno. Takéto zmiešané časti sú navyše zvyčajne veľmi nestabilné. Od skutočných častí z uhlíkových vlákien sa dajú odlíšiť jednoduchým stlačením povrchu. Časti vyrobené výlučne z uhlíka majú tiež vnútornú typickú štruktúru. Vyzerá to však trochu inak ako na povrchu.
Vaša spoločnosť používa ako tesnenie práškové lakovanie. Prečo nepracujete s farbou v spreji?
Plastika uhlíkových častí nie je obvyklým štandardom. Spravidla, ak vôbec, sa používa iba nastriekaný bezfarebný lak. Náš plastový povlak vyzerá podobne ako tenký číry lak, ale výrazne ho prekonáva, čo sa týka stability a odolnosti proti poškriabaniu. Osvedčili sme zvýšenú ochranu pred poškriabaním a UV svetlom. Na trhu sa často ponúkajú úplne nenatreté iba leštené diely.
Vaša spoločnosť sa teší prvotriednej povesti na scéne a podľa vlastných vyhlásení vedie so svojimi uhlíkovými produktmi na medzinárodnej úrovni. Aká vysoká je unriskovať podiel na trhu v percentách?
Sme aktívni v mnohých rôznych oblastiach. Preto je dosť ťažké špekulovať o podiele na trhu.