Пенкилер Форум

Карбона е материала, който буди възхищение у автомобилистите през последните 30 години откакто навлезе от космическите технологии във Формула-1, а от там и в серийните автомобили.

Какво всъщност е карбона: https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_(fiber) това са въглеродни нишки от които е изтъкан плат.
Карбона често е комбиниран с кевлар: https://en.wikipedia.org/wiki/Kevlar тогава имаме карбоново-кевларен плат. Във всички случаи изделията направени от карбонов или карбоново-кевларен плат се наричат "карбон" в разговорния език. Карбоновия плат се нарича още и карбонови нишки, двете понятия плат и нишки са взаимозаменяеми в разговорния език.

За да започна да разсейвам заблудите Ви още от самото начало ще посоча, че има две основни приложения на т.н. карбон:
1. Смола или полимер армирани с карбонови нишки, това са тънки листове за не структурни елементи, като спойлери, врати, тавани, капаци, декоративни елементи и т.н.; и
2. Карбонов или карбоново-кевларен композит. Най-голяма заслуга за славата на карбона има карбоново-кевларения композит с алуминиева пчелна пита от който е направено шасито на болидите от Формула-1.

Това, което обикновенно занимава въображението ни са карбоновите шасита на Формула-1, но това, което обикновено ни продават са смоли или полимери армирани с карбон.

При армираните с карбон смоли и полимери преимуществено влияние върху механичните свойства на изделието има смолата, а върху начина по който изглежда карбона.

Основната причина тези изделия от смола да бъдат изобщо армирани е метода за тяхното производство с елементарна позитивна форма, отделител и вакуумна торба. Ако няма армиращ пълнител вакуумната торба просто би залепнала за отделителите и вътре в нея не би останал материал. Тоест няма как детайлите да имат равномерна дебелина без армировката... която може да бъде почти всичко, стъкломат, метален плат, лен, коприна, памук, коноп, стар чаршаф (изпитано в редакцията), стар потник на дупки и дори карбон.

И така, статия за полимерите армирани с карбон: https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon-fiber-reinforced_polymer
Според мен най-важния цитат от нея:

Despite its high initial strength-to-weight ratio, a design limitation of CFRP is its lack of a definable fatigue endurance limit. This means, theoretically, that stress cycle failure cannot be ruled out. While steel and many other structural metals and alloys do have estimable fatigue endurance limits, the complex failure modes of composites mean that the fatigue failure properties of CFRP are difficult to predict and design for. As a result, when using CFRP for critical cyclic-loading applications, engineers may need to design in considerable strength safety margins to provide suitable component reliability over its service life.

Превеждам:
Въпреки високото първоначално съотношение между здравина и тегло, едно от ограниченията в дизайна на CFRP (carbon fiber reinforced polymer) е невъзможността да се определи неговата издържливост на умора. Това означава, теоретично, че не може да се изведе цикъла от напрежения, който води до разрушаване. Докато стоманата и много други структурни метали и сплави имат прогнозируеми лимити на издържливостта и умората, сложните начини по които композитите се чупят означават, че повредите поради умора са трудни за предсказване и вземане предвид в дизайните. Като резултат когато CFRP се използва за важни приложения с циклично натоварване инженерите може да трябва да предвидят съществен запас от здравина за да постигнат стабилна надеждност на компонента през проектния период на експлоатация.

Обяснявам: смолата армирана с карбон се състои от няколко структурно определящи свойства от които две са най-важни, като връзката между повърхността на влакната и заобикалящата смола е едното, а еластичността на смолата е другото. Първото означава, че при достатъчно напрежение всяко влакно се държи като поставено в канал в който се движи преодолявайки триенето със стените все по-лесно с всеки следващ цикъл. Второто е свойство на всички полимери и пластмаси да изпускат йоните затворени в структурата им при усукване, както и да се разрушават връзките между молекулите.
Пояснявам: това просто означава, че голяма част от теоретичното им предимство на еднакво здрави от стоманата и алуминия при по-ниско тегло се губи защото инженерите са принудени да ги правят по-тежки за да не се счупят изненадващо.

Всички полимерни детайли подсилени с карбон страдат от един нерешим проблем и той, е че когато бъдат нагряти до не големи температури губят повечето си механични свойства и стават пластични. Така например всеки карбонов преден капак след време се сгъва под влиянието на топлината отдолу и натиска на въздуха отгоре. Това е причината двигателния отсек на Макларън Ф-1 да има топлоизолация от златно фолио, ако не знаехте, сега вече знаете! Ако макларъна не е изолиран със златното фолио карбоновата му каросерия ще се нагрее, ще стане пластична и ще се разпадне.

Освен това, карбона и смоличката са невъзможни за поправяне. Да, дупка или пукнатина могат да се скрият и с тиксо, то първоначалната здравина или дори близо до тази стойност не може да бъде възстановена никога и по никакъв начин.

И сега стигаме до истинските композити - матрица от метал или полимер със съществена дебелина и определена форма облечена с карбон. Матрицата може да е плътна, а може да бъде и пчелна пита. Пчелна пита има както от алуминий, така и от пластмаса. Например инженерите на БМВ са решили, че им е прекалено скъпо да използват алуминиева пчелна пита в новото i3 и за предпочели по-стежката и долнопробна пластмаса.
Тези материали са дефинируеми с това, че всяка точка може да бъде свързана с всяка друга по път, който минава през вътрешността на детайла.
Уикипедия: https://en.wikipedia.org/wiki/Metal_matrix_composite
Прави ми впечатление, че докато за CFRP има доста източници, дори е пълно и с направи си сам ръководства (реално това е същата технология като стъкломата), за композитите с метална или полимерна матрица същото изобилие напълно отсъства.

При истинския карбоново-алуминиев композит обемната метална матрица позволява да се използват наистина качествата на карбона да бъде много издържлив на опън. Така двустранно ламиниран метал придобива свойства катж на влътна стомана, но без нейното тегло.

Ето от тук например можете да си купите алуминиева пчелна пита:
http://www.easycomposites.co.uk/Category/Core-Materials/Aluminium-Honeycomb.aspx
Цените са много приемливи!
Ето и листи от карбон и смола:
http://www.easycomposites.co.uk/Category/Carbon-Fibre-Products.aspx
100 паунда ми се струва справедлива цена за 100х120 сантиметра еластичен лист CFRP: http://www.easycomposites.co.uk/Products/Flexible-Carbon-Fibre-Sheet.aspx
Ако желаете има и твърди листи: http://www.easycomposites.co.uk/Products/Wet-Lay-Carbon-Fibre-Sheet.aspx

Както виждате, карбона не е нито твърд, нито мек, нито никакъв, а просто тъмно сиво-кафяв плат в смоличка! Карбона е един и същи, а свойствата зависят изцяло от смоличката.

Ето колко струма 1 м2 от най-дебелия и тежък карбон: http://www.easycomposites.co.uk/products/carbon-fibre-cloth-fabric/heavyweight-carbon-fibre-cloth-22-twill-650gsm-12k-1m.aspx - да, 24 паунда са 60 лева и да, ако си купите епоксидна смола и валяк за тапети и наплескате карбоновия плат върху нещо, например шперплат, алуминиева пчелна пита, фундермакс: https://www.fundermax.at/en/interior/products/detail/max-alucompact-42-f-quality.html или просто върху тавана на автомобила си и размажете смолата с четка и валяк ще стане абсолютно същото както ако платите на някой измамник 1000 лева!

Ето ги и възможните матрици или сърцевини:
http://www.easycomposites.co.uk/Category/Core-Materials.aspx

Обяснено с думи и малко картинки как вкъщи да си направим стелт бомбардировач от карбонче и смоличка: http://www.bit-tech.net/modding/guides/2012/09/10/carbon-fibre-a-modders-guide/1

Едно смислено приложение на карбона в конструкция на крило: http://www.goodaero.com/JSG/GOODAero.nsf/RaptorBottom_350.jpg

Алуминиево шаси с карбонови панели за Шевролет Корвет
http://crottyblog.com/2012/08/16/fiberglass-to-carbon-fiber-corvettes-lightweight-legacy/

Тук един си купил Формула-1 на старо и като съвестен гражданин ни дава да я разгледаме отблизо:
http://hooniverse.com/2011/10/17/how-a-man-bought-a-retired-honda-f1-car/
Цитат:

Construction:   Moulded carbon fibre and honeycomb composite structure that surpasses latest FIA impact and strength regulations

Превод:
Кострукция: Отлята по калъп композитна конструкция от карбонови влакна и пчелна пита, която надминава най-новите регулации на ФИА за сблъсъци и здравина.


Бадещето преандалеши ан карбона?!
- Ен мислиа!

Вижте тук: http://www.tgdaily.com/trendwatch/34052-revolutionary-aluminum-composite-stronger-and-lighter-than-carbon-fiber


"Откриха революционен алуминиев композит, който е по-здрав и по-лек от карбоновите влакна!"
- И освен това не страда от умора на материала и издържа на топлина!

Всъщност тази тема се роди след спор с един приятел, който много ревностно защитава чудодейния карбон:

Toshko
Тия карбонови детайли ги мани
Тука се научиха да какуумират смола с карбон и се радват като олигофрени на лампичка
И си ги кичат тжво по колите
Това нито е структура, нито е композит, нищо не е, никаква разлика със стъкломат

Ванката
Тоя го прави с кевлар и карбон С усилки И е много здраво и добро И не е със стъкломат

Toshko
Не слага ли пчелна пита или нещо друго си е стъкломат с усилки
Ванката
Въобще Нищо общо

Toshko
Не е със стъкломат, но е абсолютно същото

Ванката
Къде сравни Тоше кевларен и карбонов плат със стъкломат Тоше Нищо общо Хахаха

Toshko
Само ще ти кажа, че карбона държи на опън
Ванка, когато няма композит от материали и детайла е практически двуизмерен, пълнителя в смолата играе роля на присъствие и армировка при изливането, просто служи за дистанционна шайба на калъпа.
Само ти казвам, че карбон, кевлар и т.н. работят само при опън
Ти в един калник или таван реално не можеш да му използваш свойствата

Ванката
Е нали затова се разминават двата плата и тн другото което материала е 10 пъти по еластичен и понася деформация докато стъкломата се чупи директно И е 10 пъти По тежък

Toshko
Е добре, но не е структурен детайл

Ванката
Ама няма сравнение между двете никаква

Toshko
Формулата не е направена по този начин, навсякъде има алуминиев пълнител
Всичко е обемно
По-леко е да облечеш лист алуминий или кутия, отколкото да правиш същата здравина със смола, защото карбона не участва в еластичността, здравината и т.н.

Ванката
Зависи от много неща Само като знам колко вида алуминий Има

Toshko
Е да

Ванката
Това което говорим са празни приказки В момента

Toshko
Но една кутия за обувки от алумин 0.2 облечена с карбон отвътре и отвън ше бъде нещо невероятно здраво Същото само със смола и карбон ще тежи 10 пъти повече за същата здравина Не са празни приказки, правят си колите опасни

Ванката
Погледни колко огъвам карбона Кви смоло говориш кви стъкломати

Toshko
Това е доказателството, че това не е никакъв карбон

Ванката
Ето ти карбон кевлар Виж как се разминават платовете За да е здрав Тези са за различни Приложения

Toshko
Ванка с тези неща съм се занимавал в 7-ми клас и съм правил крила на самолети от тях Кефиш се на парче смола със скъп пълнител

Ванката
Тоше аз и сега имам приятел дето прави И има един от най хубавите

Toshko
Щи дам идна пластмаса, коато можеш да я дъвчеш и да я мачкаш и нищо няма да й стане

Ванката
Самолети в бг И са само от карбон

Toshko
Ти защо отказваш да разбереш какво ти обяснявам?!
Това не е карбонов композит, а смола армирана с карбон, какво има да говорим

Ванката
Акробатични
По 2 м размах

Toshko
И твоя приятел където иска ползва твърда смола, където иска еластична и готово Това просто има фасон, какъв е тоя карбон и за какво ти е ако ще го чекнеш така?! И бате това е дебело и тежко

Ванката
Тоше ти не четеш кво ти пиша Ами си говриш нещо Карбон кевлара Втория дето го снмах Е от това

Toshko
Говориш ми за приягелите си, аз съм ги правил тези самолети преди твоя приятел Абе човек, това е смола с армировка Как да ти обясня?! Това не е материала на НАСА

Toshko
Нито е материала на формула-1 Това е стъкломат със заменен стъкломата

Ванката
Оня дето викаш прави детайли за ферари

Toshko
Смятай колко са отговорни за да ги дадат на гаражен майстор от София!

Ванката
Ти говориш за някво люботелско самолетче Стегни се започна като ЕдиН там батко да говориш

Toshko
Ти се стегни и чети какво ти обяснявам

Toshko
Армираната смола си е армирана смола

Ванката
Не мога пвече празни приказки

Toshko
Няма функция

Ванката
Чуваме се smile emoticon

Toshko
Ти ако искаш се кланяй на смолички и карбони!

Toshko
Ето сега Ванка да видиш, че съм точен ще те просветля
Ето това е композит:
https://www.fundermax.at/en/interior/products/detail/max-alucompact-42-f-quality.html

Toshko
полимерен пълнител, двустранно ламиниран с алуминий със покритие ос специални полимерни гуми

Toshko
това може да се поръча по гол алуминий и да се ламинира допълнително с карбон, карбон-кевлар, само с кевлар и т.н., различни дебелини, плетки и грамажи

ИНЖЕНЕРА, а не кварталния невежа (гуната, мотко, чвор и т.н. космати питекантропи) трябва да каже каква смола с каква твърдост и какви други качества да се използва, колко да се вакуумира, колко и дали да се пече
И ТОГАВА ВЕЧЕ МОЖЕМ ДА ГОВОРИМ ЗА "КАРБОН", МОДЕРНИ ТЕХНОЛОГИИ И Т.Н.!
НЯМА РАЗЛИКА МЕЖДУ МЕТОДА ЗА ЗАПЪЛВАНЕ НА ДУПКИ ОТ РЪЖДА НА МОСКВИЧ СЪС СТАР ПОТНИК И ЕПОКСИДНА СМОЛА И ТОВА, КОЕТО ОНЯ ДЕБ*Л ПРАВИ повече тук: Кисел, по-кисел... Много кисел майстор на карбонови детайли
има химически устойчиви смоли има всякакви
По начало за капаци тези смоли са най-неподходящи, защото не издържат на топлина и омекват, след каране по магистрала такъв капак е сгънат на около педя от предния ръб защото омеква и го духа вятъра

Та така се стигна до настоящата тема с която се надявам да разсея част от невежеството на обществото по въпроса!

И аз си мислих за карбонови детайли и се образовах по въпроса за да си ги направя сам от адекватни за целта пълнители, матрици, смола и карвонов плат! А не от каквито са по-красиви или каквито има някой надут пуек! Например един РАБОТЕЩ дифузьор е подложен на много сериозни натоварвания, отделно на него стъпва и задния спойлер ако има такъв. Една предна вакуумна престилка е много отговорен детайл, който никой не поверява на смоличката - проверете, предпочитат пластмасата или дори шперплат, ако е карбон, задължително е композит с матрица. Една внезапно счупена при висока скорост вакуумна престилка може да накара колата Ви да излети!
Така че карбончето и смоличката не са най-добрия избор особено в голия и скъп вариант, който упражняваме у нас къде от невежество, къде от гъзоснобие! Да не говорим за пълната негодност за ремонт за която вече споменах и която е подчертана във всички източници!
И докато един композитен материал с пълнител или матрица подлежи на някаква поправка, смоличката с плат отива директно на боклука, където й е било мястото от самото начало!

Проба... Пробвам да напиша мнение...

Подкрепям факта,че за постигане на оптимални свойства на структурни и отговорни детайли,трябва да се използва конструкция с пчелна пита.Смятам,че има и изключения при някои конструкции,но тези изключения са поради конструктивни компромиси,а не,защото не е нужно да се ползва пчелна пита.Това не пречи декоративни и не натоварени детайли да се произвеждат от прост ламиниран карбон(какъвто и да е плат).
Качвам малко снимки от кухнята,ремонти на структурни и отговорни детайли.Последната снимка е на панелче с пита и фибростъкло.

Тези неща ти ли ги правиш?

И според мен декоративните детайли всъщност имат свойствата на смолата, докато плата просто не е в условия в които да работи.
Наскоро наивно направих запитване в една пловдивска фирма за плоскости от карбон. Сега като се замисля се сещам, че грешката ми беше, че посочих прекалено голяма дебелина от 3 мм, която изисквала 10-11 слоя плат. Аз всъщност исках облицовки примерно с размери 1000х200 мм и излизаха по 1600 лева. Били правили за ТУ-София за колата с която участвали на някакво студентско състезание. До колкото разбирам пчелна питаТне ползват и автоклав с вакуум нямат, А колата е с конвенционално шаси с карбонови панели. Не разбрах дали поне са ги ползвали за втвърдяване на рамката... Май не, бутафорна история.

Композита, който ще ползвам ще бъде от едностранно ламиниран Фундермакс за предно плоско дъно и аеродинамичен нож. Като ламинирането отгоре ще допринесе на съпротивлението на огъване надолу - посоката в която ще го натиска въздуха.
Другото, което ще направя, е че ще ламинирам задната маска заедно със страниците под бронята напред д калниците и това ще го пусна и под двете легенчета отстрани. Всичко това е донаждано и карбона ще го усили малко и срещу вибрации и да не се дезинтегрира при удар.

Набелязал съм си няколко места, където бих сложил пчелна пита с карбон/кевлар за поглъщане на удари, но у нас пчелна пита се ползва само за фсди на сгради и на дребно не продават.

https://www.facebook.com/En.CocktailVP/videos/698976190257546/  Ясно се вижда,че слагат пита,където може.

Не ги правя аз,а колеги в работата.Фундермакс не са ли ПДЧ плоскости според гугъл?Не ти се занимава да правиш матрици ли?Преди няколко години си купих 30 метра много готина оплетена мрежа от фибростъкло,за без пари някъде до земляне,житница.Пък и ако имаш матрица,във времето ще ти е много по-лесно да правиш нов детайл,ако го потрошиш.Все пак ще посреща всичко ножът.
А за алуминиев преден под мислил ли си?Не за друго,но е доста по-лесна изработката.

Здравейте. Темата е старичка, но виждам, че и двамата разбирате от каквото ме интересува
Реших да си направя нещо декоративно с карбонов плат и еп. смола - ръчно ламиниране (без вакуум или печене). Като за първи път, получи се - плата се залепи за основата (пвц). Радостта ми обаче трая кратко Проблемът е, че въпросното изделие е на слънце и смолата постоянно омеква и се втвърдява. Въпросът ми е, има ли някакъв начин да се предотврати това? Смола или лак с UV ще реши ли проблема? В момента е само карбон и епоксидна смола, без лаково покритие. Надявам се да ми помогнете, благодаря и лек ден.

Не можем да ти помогнем, защото си използвал еластична смола.
Освен това, смолата е прозрачна, а онова отдолу е черно и се нагрява много на слънце.

Има различни смоли, от по-еластични до по-твърди. Когато бях моделист, твърдостта на смолата се регулираше с количеството втвърдител. Но тогава имаше една смола (много добра), сега сега има всякакви.

Имай предвид, че ПВЦ-то също омеква на слънце.

Проблема може частично да се реши с още един слой твърда смола с повечко втвърдител. Отгоре ще я шкуриш докато се полира

Няма UV защита, която да помогне, защото нагряването е основно от IR лъчението.

Какво е изделието? Дай снимка.
Добре дошъл!

Добре заварил и благодаря за бързия отговор! Имам снимка на смолата и втвърдителя, но реших, че може да се приеме за реклама Не знам дали ще е някакъв ориентир, ако ги покажа. Надявам се да не е твърде нахално, но може ли да ми препоръчате смола, с която да избегна този проблем? На двете снимки е една тръба облечена карбон, тя е от пвц. На другите две е една капачка от кутия разтворимо кафе (просто се чудех каква щуротия да измисля с малко останал карбонов плат) 
И двете са почти цял ден на слънце, половинката ми им намери приложение, но се дразним от факта, че ако ги пипнем неволно и лепкат

Май не си сложил достатъчно втвърдител.
Покажи смолата и материала спокойно.