карбон что это за материал для машин

Зачем нужен карбон в автомобиле

Карбон стал модным атрибутом в автомобильной отрасли. Сначала этот материал стали использовать в спортивных машинах, затем его переняли тюнинг-ателье, а теперь карбоновые вставки можно увидеть в отечественной Lada Priora Sport. Какие преимущества дает этот материал для автомобиля?

ПО ТЕМЕ

Зачем в автомобиле нужно двойное сцепление

Чем опасна низкопрофильная резина

Карбон или углепластик действительно используется в основном на спортивных автомобилях из-за легкости и прочности. Стоит он недешево, поэтому позволить его могут те автопроизводители, которые не стесняются повышать ценники на свои модели. Материал перекочевал в гражданское автомобилестроение из мира автоспорта. Впрочем, в последнее время гоночные технологии все чаще встречаются на дорогах общего пользования.

Однако один слой такой ткани не подойдет для использования в автомобиле. А потому итоговый материал формируется из нескольких слоев, «склеенных» между собой эпоксидными смолами путем опрессовывания или термической обработки.

На выходе получается материал, который прочнее традиционной стали и легче алюминия. Эти два качества делают карбон практически незаменимым для производителей спорткаров и многих тюнинг-ателье. Так, например, карбон легче стали на 40%, легче алюминия на 20% и, конечно же, легче, чем пластик. Еще одним плюсом углепластика является долговечность. А уж об эффектном внешнем виде можно и не упоминать. Кстати, при изготовлении можно подобрать не только фактуру, но и цвет карбона (при помощи добавления красителей в процессе производства).

Карбон можно использовать не только во внешнем тюнинге. Из этого материала изготавливаются также детали сцепления (фрикционные накладки и диск сцепления), крышка двигателя или тормозные диски. «Самым карбоновым» автомобилем (из серийных моделей) можно назвать американский Chevrolet Corvette ZR1 2009 года выпуска. При разработке этой модели General Motors (тогда еще не обанкротившийся) поставил себе цель сделать применение карбона максимально доступным. В этом автомобиле из углепластика изготовлены крыша, капот, передний спойлер, передние крылья, боковая «юбка» и, конечно, задний спойлер. Это позволило автомобилю «похудеть» почти на 16 кг.

Источник

Как делают карбон для суперкаров: чем он так хорош

В 2018 году на шоу винтажных автомобилей Pebble Beach Concours d’Elegance в США показали новый гиперкар Bugatti под орущим для русскоговорящих названием Divo. Эта тачка оказалась самой дорогой в ассортименте известного бренда. Всего выпустят 40 машин по 5 миллионов евро каждая — все они давно раскуплены.

Это не принципиально новая модель Bugatti — она построена на базе Chiron. Её внешний вид значительно отличается от прообраза. Гиперкар получил новый обвес, спойлер и другие детали, которые увеличивают его прижимную силу до более чем 450 килограмм — это на 90 килограмм больше, чем у предшественника. У машины такой же двигатель на 8 литров и 16 цилиндров, а максимальная скорость ограничена на отметке 380 километров в час. У Divo прокачанные ходовая и тормозная системы, его позиционируют для использования на треке, но гонять на таких точно будут и за его пределами.

Значимой разницей между Divo и Chiron также стал вес — он уменьшился на 35 килограмм. Это стало возможным за счёт повсеместного использования карбона. Да, настолько большой кусок текста в начале этой статьи нужен был именно для того, чтобы подвести вас к разговору об этом материале.

Карбоном называют композитный материал — углепластик

Карбон — это такое многослойное полотно, которое формируется из волокон углерода, завёрнутых в обёртку из полимерной смолы. Если же говорить о правильном нейминге, то именно карбоном называют углерод, из которого делают карбоновое волокно, также называемое углепластиком. Если же откинуть нудные рассуждения, то карбон = углепластик. Сегодня к числу таких веществ относят абсолютно все полотна, в состав которых входят углеродные волокна, а вот звенья между, которые их связывают, уже могут быть абсолютно разными. Таковы реалии.

Карбон — это современный материал. Но кроме уникальных особенностей у него также очень высокая стоимость. Когда за один килограмм стали обычно просят меньше одного доллара, качественный карбон оценивают в двадцать раз больше, и в ближайшее время его цена вряд ли опустится.

Первоначально карбон разрабатывали именно для автомобилей наивысшего класса и космической отрасли. Тем не менее, из-за небольшого веса и высочайшей прочности его используют в современных самолётах, для производства спортивного инвентаря, а также в технологической медицине.

Карбон состоит из отдельных нитей: как их производят

Чтобы сделать карбон, нужна нить из полимеров или органики: полиакрилонитрильная, фенольная, лигниновая, вискозная. Её термическим образом обрабатывают в открытом пространстве при температуре 250 градусов по Цельсию в течение суток. За это время она фактически обугливается.

По окончанию окисления начинается процесс карбонизации. На этом этапе происходит нагревание материала в азоте или аргоне — при этом уже используется температура порядка 800–1500 градусов по Цельсию. В итоге в ходе этого процесса получаются структуры, которые напоминают молекулы графита. После этого происходит насыщение углеродом, что называют графитизацией — оно осуществляется в той же среде, но уже при температуре 1300–3000 градусов. Данный процесс может повторяться несколько раз, чтобы добиться концентрации углерода на уровне 99% — при этом материал постоянно чистят от азота. После этого он достигает необходимой прочности.

Немного о том, какими могут получиться полотна карбона

Отдельные нити карбона можно «скручивать» в единое полотно несколькими способами. От того, какой используется, зависит не только рисунок получившегося материала, но и его технические характеристики: прочность, плотность, жёсткость и не только. А вот чтобы получить оптимальные значения по этим показателям, чаще всего используют послойную проклейку разных видов волокон. Именно тогда материал получается максимально практичным и технологичным. Здесь есть свои нюансы, но основных видов волокна четыре. Это полотно, ёлочка, сатин и корзина. Вот, как они выглядят.

Полотно. Этот вид плетения считается наиболее плотным. В данном случае нити карбона переплетаются по очереди один к одному. Главным преимуществом этого типа считается максимальная фиксация фактуры. Тем не менее, за счёт этого оно получается менее пластичным.

Ёлочка. Этот вид плетения называют саржевым. В данном случае используется схема два к двум: две основные нити вплетаются через пару других нитей. Это плетение куда прочнее, чем предыдущее, и считается самым востребованным. Чаще всего используют именно его.

Сатин. Такое плетение — антипод двум предыдущим. Оно считается наименее плотным, но наиболее пластичным. Каждая из основных нитей в данном случае проходит над несколькими дополнительными нитями — именно это даёт ему необходимую рыхлость.

Корзина. Фактура этого волокна считается наиболее привлекательной. Тем не менее, его очень сложно выложить, чтобы не исказить рисунок — с таким умеют работать только настоящие профессионалы. А вот практической пользы у него не так и много.

Чтобы сделать карбон, используют несколько способов

Выше мы рассмотрели, как делают карбоновые нити, а также поговорили о вариантах плетения, которые нужны, чтобы создать из них полотно. Дальше из карбона нужно сделать готовую объёмную деталь для современного автомобиля, велосипеда и так далее. Для этого используют три способа.

Прессование. Это чуть ли не самый простой способ создать деталь из карбона. В его рамках полотно выкладывают в специальную форму, а потом пропитывают эпоксидной или полиэфирной смолой. После этого лишнюю пропитку попросту вытесняют чем-то вроде пресса или используют для этого вакуумные машины. Когда смола застывает, получается необходимая деталь. Смола в этом случае должна пройти по дороге полимеризации. Чтобы ускорить этот процесс, можно использовать повышенный температурный режим. На выходе обычно получается полая деталь, которую называют листовым углепластиком.

Формование. Для этого способа работы с углеволокном понадобится макет готового изделия, который также называют матрицей. Её обычно делают из алебастра, гипса или монтажной пены. На неё накладывается пропитанное смолой полотно из карбона, а потом оно прокатывается специальными валиками, чтобы убрать весь воздух между материалом и заготовкой — это может происходить как в холодном состоянии, так и в горячем. После этого, как и в предыдущем случае, нужно дождаться, чтобы смола высохла. Затем готовое изделие можно отделять от заготовки и начинать сначала.

Намотка. Этот вариант работы с карбоновым волокном применяется только для создания труб и других аналогичных деталей. В данном случае оно всё так же пропитывается специальной смолой, а потом наматывается на заготовку соответствующей формы. Важно понимать, что и в этом случае, и в двух других, может быть не один слой волокна, а несколько. Как мы уже отмечали выше, если одновременно использовать карбон разного плетения, можно добиться оптимальных показателей по прочности, упругости и пластичности — это очень важно. Плюс ко всему, указанные операции обычно происходят не вручную, а на заводах в промышленных масштабах.

Немного технических особенностей для понимания карбона

Так как карбон делается из нескольких материалов (углеродное полотно в качестве основы и эпоксидная смола для связки), которые отличаются свойствами, он получается достаточно интересным и необычным по своим техническим характеристикам. Именно поэтому его и используют в суперкарах и не только.

У карбона есть не только достоинства, но и недостатки

Карбон отличается сложностью в производстве — сделать его куда труднее, чем стеклопластик или стекловолокно. Именно поэтому он стоит достаточно дорого: тут сказывается и время в работе, и дороговизна необходимого оборудования. На выходе у него есть неоспоримые преимущества и недостатки, про которые нужно помнить.

Преимущества:

Недостатки:

В общем и целом, карбон — суперинтересный и действительно высокотехнологичный материал, из которого можно делать детали для тех же суперкаров. Тем не менее, сферы его реального применения только этим не ограничены — дошло до того, что из него уже делают даже аксессуары для смартфонов.

Источник

Карбоновая пленка: плюсы и минусы, особенности и виды материала

Рано или поздно облик новой, горячо любимой вещи все-таки поднадоедает, или изменяется не в лучшую сторону. Поэтому «голову хозяев» в один прекрасный момент посещает идея изменить его, причем лучше почти до неузнаваемости, кардинально. И в этом случае на помощь приходят удобные, практичные материалы — разнообразные пленки, работа с которыми относительно легка и не отнимает много времени. Если говорить только об автолюбителях, то у них уже довольно давно появился свой фаворит — изделие под карбон. Чтобы понять, почему оно быстро завоевало «бешеную» популярность, секрет его привлекательности надо раскрыть. И попутно узнать, что такое карбоновая пленка, оценить ее плюсы и минусы, а также целесообразность оригинальной отделки железного друга данным материалом.

Что такое карбон?

Прежде чем переходить непосредственно к пленочному материалу, в большей мере используемому в тюнинге автомобилей, нужно рассмотреть оригинал — настоящий углепластик, или карбонопластик. Это композит — материал, изготовленный из нескольких видов сырья.

Карбон — это инновационный материал: он представляет собой полотно из углеродных нитей с добавлением эпоксидных смол и каучуковых волокон. Особенность материала — его оригинальная, узнаваемая текстура, причина — уникальное переплетение нитей. Самым популярным вариантом до сих пор остается «елочка».

Сферы применения углепластика

Сейчас карбон используется в тех отраслях, где необходимы материалы эластичные, суперпрочные, но максимально легкие. Например, углепластик стал незаменимым в авиационной и космической промышленности, при производстве протезов. Автомобилестроение — еще одна «сфера деятельности» углепластика. Поскольку материал этот дорогой, используют его только для моделей премиум-класса: из карбона изготавливают ручки АКП, вставки для руля, панелей и другие декоративные элементы.

Спорт — еще одна область применения углепластика. Карбон активно используют для отделки салонов и корпуса гоночных болидов, из него изготавливают основные детали мотоциклов, катеров, снегоходов и т. д. В этом случае основным достоинством материала является сочетание «минимальный вес и легкость». Карбон легче алюминия и стали: на 20% и 40% соответственно. Однако в прочности он не уступает ни одному сплаву.

Недостатки карбона

Его высокая цена — самый существенный минус почти безупречного материала, если говорить о автовладельцах, страстно желающих изменить вид своего «коня». По этой причине тюнинговать автомобиль дорогим карбоном позволить себе могут далеко не все, причем смысла в таких тратах многие владельцы в России попросту не видят. Основание для этих сомнений одно: это другой недостаток натурального материала.

Оригинальный карбон имеет «ахиллесову пяту»: это невозможность противостоять точечному сильному воздействию. Даже небольшой камень, вылетевший из-под колеса едущего автомобиля, способен стать причиной замены карбонопластикового элемента, который при наших «чудесных» (в большинстве регионов) дорогах превратится в очень дорогое удовольствие. Восстановлению поврежденные детали не подлежат.

Еще один огромный минус оригинального карбонопластика — его нелюбовь к солнечным лучам. Если владельцы привыкли оставлять средство передвижения на улице, то вскоре карбоновые детали потеряют первоначальный цвет.

Знакомство с карбоновой пленкой

Желание иметь прекрасное оформление, не нежелание отдавать за относительно хрупкую красоту большую сумму вполне резонно. Поэтому вскоре после углепластика на рынке появилась карбоновая пленка — альтернатива, которая, наоборот, доступна всем. Внешне она практически неотличима от дорогого оригинала, но может быть прозрачной, с характерным рисунком, или цветной. Эта имитация состоит из 3 слоев.

Поскольку спрос на этот чудо-материал неуклонно растет, на рынке регулярно появляются новые производители. Не вся «новоприбывшая» продукция имеет высокое качество, однако есть фирмы, успевшие создать себе безупречную репутацию. К ним можно с полным правом отнести Hexis, Suntek, 3M, Eclat, Graphjet.

Основы изделий под карбон

Изучение карбоновой пленки на этом не заканчивается, так как в роли ее основы может выступать или винил, или полиуретан. Выбор полимера важен: тип основы влияет на качества (толщину, надежность) материала и на его стоимость.

Еще один минус полиуретана — необходимость оклеивать автомобиль целиком. Этот материал способен пропускать ультрафиолетовое излучение, поэтому изменение цвета лакокрасочного покрытия будет очень заметно, особенно после снятия пленки.

Для чего используется карбоновая пленка?

Из настоящего карбона изготавливается только определенный набор элементов. Для спортивных, гоночных болидов производят большое количество кузовных деталей, для машин в массовом сегменте карбон используют для создания спойлеров, обвесов и декоративных элементов салонов.

Карбоновая пленка в этом случае более универсальна. Ее можно наклеивать на любую часть автомобиля — на кузов, на пластиковые элементы, в том числе и в салоне. Чаще всего автолюбители используют пленку для защиты:

Большинство автомобилистов не забывают оклеить самый «тяжело эксплуатируемый» элемент в салоне — «многострадальную» торпеду.

Карбоновая пленка: плюсы и минусы

Прежде чем принять окончательное решение насчет целесообразности покупки, всегда знакомятся с преимуществами и недостатками материала, причем любого. Карбоновая пленка, которую приобретают для преображения средств передвижения, ноутбуков, смартфонов и мебели, не исключение.

Начинать принято с плюсов, и здесь именно главное достоинство многими воспринимается как недостаток. Речь идет о кардинальном изменении внешнего вида автомобиля. Некоторым владельцам он безумно нравится. Другие автолюбители, наоборот, не в восторге: они считают такое оформление проявлением «дурновкусия».

Преимущества «недокарбона»

Теперь о том, что действительно можно считать плюсами карбоновых пленок. К этой категории относится:

Главное же преимущество этих альтернативных изделий — вполне «удобоваримая» цена. Для достижения лучшего результата при оклеивании все-таки рекомендуют использовать профессиональный инструмент. И это можно считать первым минусом данной продукции.

Недостатки пленки под карбон

Второй минус — требование к объекту. Лучше оклеивать новую машину, так как невозможно предсказать, как поведет себя пленочная замена карбона. Она может дать два противоположных результата: либо успешно скрыть имеющиеся недостатки, либо сделать их более заметными.

Другие претензии в большей мере относятся к низкокачественной продукции. Главный из них — недолговечность. Такая карбоновая пленка прослужит недолго: покрытие может преподнести неприятный сюрприз уже через несколько месяцев. Чтобы не столкнуться с подобными изделиями под карбон, лучше отдавать предпочтение пленкам средней либо высокой ценовой категории.

Виды композитной пленки

Теперь надо рассмотреть карбоновый материал, принимая во внимание именно качество продукции. Разновидностей карбоновой пленки существует несколько. Отличаются они качеством, а значит, и ценой. Самый недорогой вариант — однотонная матовая или глянцевая продукция.

Существуют еще 3 разновидности карбоновых пленок — 5D, 6D и 7D. Это самые качественные изделия, покрытые несколькими слоями лака. С одной стороны, такие пленки гарантируют полную защиту поверхностей. Однако из-за стоимости их логичнее приобретать для отделки салонов.

Ни для кого не секрет, что высокому качеству всегда соответствует такая же цена. Сохранить часть денег позволяет практичный способ. Например, детали, которые находятся на виду, декорируют дорогим видом материала — 4-7D. Другие поверхности, менее бросающиеся в глаза, закрывают более дешевыми пленками.

Отдельно надо сказать об отличиях изделий разных производителей. Для 3D-пленок, которые выпускает компания Eclat, характерна более низкая зернистость, даже в сравнении с аналогичной продукцией Graphjet и 3M. Поэтому при выборе рекомендуют всегда знакомиться с демонстрационными образцами. Только так можно объективно оценить вид и текстуру материала.

Как наклеивают карбоновую пленку?

Способов существует два — сухое и влажное оклеивание. Перед операцией обязательно проводят подготовку. Поверхности, на которые будет приклеиваться карбоновая пленка, моют, а затем обезжиривают. В помещении для работы обеспечивают оптимальный температурный режим (от 15 до 20°).

Чтобы минимизировать риск попадания под покрытие пыли или грязи, процедуру рекомендуют проводить в малярной камере. После завершения преображения автомобиля ему необходимо сделать перерыв в работе. На улицу машину лучше «выпустить» только через 24 часа, независимо от вида основы пленки.

Главное, на что необходимо обратить внимание при наклеивании пленки, — корректный раскрой материала. Поэтому перед началом операции определяют общее направление рисунка, так как куски, которые будут «смотреть» в разные стороны, машину не украсят, а, наоборот, «изуродуют».

Сухой метод

В этом случае пленку во время операции нагревают строительным феном. Цель процедуры — придание ей эластичности. Эта работа достаточно сложна, поэтому ее лучше доверить профессионалам. Противопоказания — сильная коррозия и крупные дефекты кузова.

После тщательной очистки и обезжиривания выбранных участков автомобиля ждут, пока поверхности высохнут. Вырезанные элементы с припуском на загиб (5 мм) примеряют вместе с подложкой, затем избавляются от нее и прикладывают пленку к автомобилю.

Материал аккуратно разглаживают от центра к краям с помощью резинового ракеля (либо широкого, но не металлического шпателя). Пузыри ни в коем случае не прокалывают. После завершения этого этапа нагревают поверхность строительным феном. Подгибы тщательно проклеивают герметиком.

Влажный способ

При наклеивании используют либо мыльный раствор, либо парогенератор. Оба варианта дают шанс избавить поверхности от пыли и грязи, которая помешает сцеплению (адгезии) материалов. Однако мыльный раствор используют чаще.

После подготовки и примерки деталей переходят к обработке поверхности. Ее опрыскивают мыльным раствором из пульверизатора, потом с заготовки снимают подложку и прикладывают к поверхности, потом, немного натягивая, фиксируют на «законном месте».

Вооружаются ракелем, разглаживают пленку. Если образовались пузыри, то проблемный участок отклеивают, затем этап повторяют. После того как от дефектов удалось избавиться, поверхность прогревают феном, а подгибы аналогично фиксируют герметиком. Сутки — время, которое необходимо дать на высыхание пленочного покрытия.

Существуют еще два способа, позволяющих получить эффект, который называют «под карбон». Аквапечать — процесс, при котором пленка соединяется с поверхностью с помощью давления струи воды. Этот вариант невозможно повторить самостоятельно, зато он дает шанс покрыть пленкой детали любых сложных форм и размеров. Аэрография — второй способ имитации текстуры карбона, но здесь не участвует пленка. Используется большое количество слоев краски, но результат не всегда и не совсем оправдывает ожидания.

Что надо учесть?

Такие операции кажутся совершенно простыми, однако свои особенности есть у любой работы. Перед оклейкой кузова нужно узнать некоторые детали.

Нередко для защиты и преображения автомобиля выбирают именно карбоновую пленку, так как она кажется самым подходящим вариантом. Однако если нет уверенности в том, что мастер сможет выполнить оклейку безупречно, то лучше обратиться к профессионалам. В этом случае автовладельца, скорее всего, не разочарует качество работы.

Простая ли процедура изменение облика машины с помощью карбоновой пленки? Чтобы ответить на этот вопрос, можно самим потренироваться на подходящих (но не автомобильных) поверхностях. Однако для этого необходимо будет купить рулон пленки, длина-минимум у компаний отличается. «По чуть-чуть» этот материал, как правило, не продают.

С ценами на карбоновые пленки можно познакомиться здесь:

Те мастера, что уже сталкивались с такой работой, утверждают, что лучше переложить ее на «плечи» автоателье. Однако тем, кто загорелся этой идеей, не помешает увидеть, как другие «расправляются» с автомобилем. Например, представление о грядущей работе даст этот оцененный ролик:

Источник