Włókno węglowe zyskuje popularność w tworzeniu rowerów, samolotów, a nawet niektórych samochodów, ponieważ jest zarówno wytrzymałe, jak i lekkie. Chociaż produkty wykonane z włókna węglowego są często dość drogie, niektóre produkty z włókna węglowego można wyprodukować w domu za ułamek ceny tradycyjnych sprzedawców. Wystarczy stworzyć dobrą formę, nałożyć włókno węglowe i wykończyć część po wyschnięciu.
Kroki
Metoda 1 z 4: Tworzenie dobrej powierzchni
Krok 1. Znajdź odpowiednią formę
Zanim zaczniesz robić coś z włókna węglowego, musisz mieć formę. Forma kształtuje włókno węglowe w pożądany kształt. Formy można kupić online lub u innych sprzedawców. Części z włókna węglowego są popularne w przemyśle samochodowym i motocyklowym, a formy często można kupić od dostawców.
W niektórych przypadkach można użyć oryginalnej części jako formy do wykonania części z włókna węglowego. To nie zadziała dobrze, jeśli część jest uszkodzona
Krok 2. Podczas pracy z włóknem węglowym noś odpowiedni sprzęt ochronny
Należy nosić przynajmniej rękawice ochronne, okulary i maskę na twarz. Ten sprzęt pomoże zapobiec wdychaniu potencjalnie śmiertelnych oparów lub wchłanianiu szkodliwych rozpuszczalników przez skórę. Oprócz sprzętu pracuj w stosunkowo dobrze wentylowanym pomieszczeniu, aby uniknąć nadmiernego gromadzenia się gazu.
Krok 3. Przygotuj formę
Przed kontynuowaniem formę należy spryskać materiałem, który umożliwi oddzielenie części od formy po jej zakończeniu. Materiały te są zwykle wyspecjalizowanym rodzajem wosku, który nie zakłóca procesu utwardzania części. Możesz zamówić środek smarny do form online lub kupić go u sprzedawcy włókna węglowego.
Wosku nie należy mylić z żywicą. Wosk tworzy warstwę pomiędzy formą a żywicą i nie twardnieje
Krok 4. Spryskaj wnętrze żywicą
Aby uzyskać najlepsze wyniki, upewnij się, że wszystkie zakamarki formy są całkowicie nasycone żywicą. W zależności od wielkości formy, możesz potrzebować wielu puszek żywicy. Stworzy to powierzchnię potrzebną do nałożenia włókna węglowego.
W przeciwieństwie do wosku, żywica stwardnieje i zostanie usunięta z formy jako część kawałka włókna węglowego
Metoda 2 z 4: Układanie włókna węglowego
Krok 1. Zastosuj szmatkę z włókna
Szybko wciśnij arkusze tkaniny z włókna węglowego do formy. Podobnie jak w przypadku nakładania żywicy, upewnij się, że całkowicie pokryłeś wszystkie części formy wewnętrznej włókniną. Jeśli występują szczególnie małe rogi lub kąty, możesz rozważyć wciśnięcie włókniny w zagłębienia za pomocą śrubokręta lub innego małego narzędzia.
Krok 2. Dodaj dodatkową żywicę
Spryskaj wnętrze formy większą ilością żywicy. Tkanina włóknista powinna być całkowicie nasycona żywicą. To właśnie łączy ze sobą włókna tkaniny i nadaje włóknu węglowemu jego wytrzymałość.
Krok 3. Zapakuj formę
Aby zapobiec przedostawaniu się brudu i kurzu do żywicy oraz aby tkanina z włókna lepiej dopasowywała się do formy, możesz umieścić ją w worku. Oznacza to umieszczenie worka na formie z przystawką próżniową. Następnie użyj pompy próżniowej (lub w przypadku surowej wersji odkurzacza), aby zassać worek. Pomoże to również szybciej wyschnąć żywicy.
Krok 4. Podgrzej włókno węglowe
Ogrzewanie części z włókna węglowego przyspieszy proces utwardzania. Należy podgrzać część do temperatury między 250 °F (121 °C) a 350 °F (177 °C) przez kilka godzin. Alternatywnie można pozwolić części na wolniejsze utwardzanie się bez nagrzewania. Zwykle zajmuje to co najmniej 24 godziny.
- Większość żywic nie utwardza się znacznie poniżej 60°F (16°C).
- Nie należy leczyć tej części w kuchence kuchennej. Wydzielane opary pachną okropnie i są toksyczne. Do procesu utwardzania potrzebny jest autoklaw lub inne źródło ciepła.
Metoda 3 z 4: Wykańczanie części
Krok 1. Nałóż jeszcze co najmniej trzy warstwy żywicy
Te warstwy żywicy mają na celu poprawę wyglądu części, a nie wytrzymałości lub funkcjonalności. Pozwól, aby każda warstwa żywicy ułożyła się przed nałożeniem kolejnej warstwy. Może to zająć od kilku minut do godzin, ale będziesz w stanie to stwierdzić, ponieważ żywica stanie się lepka (lepka), gdy będzie gotowa na kolejną warstwę.
Krok 2. Przeszlifuj górną warstwę żywicy
Po nałożeniu trzech do siedmiu warstw żywicy nadszedł czas na jej przeszlifowanie. Wszelkie niedoskonałości żywicy, takie jak drobinki kurzu czy nierówne powierzchnie, należy wyszlifować. Uważaj, aby nie przejść przez żywicę, jeśli przeszlifujesz włókna pod spodem, zniszczysz część.
Krok 3. Wypoleruj część
Po zeszlifowaniu niedoskonałości żywicy można ją wypolerować. Możesz kupić pastę odpowiednią dla twojej żywicy u tego samego sprzedawcy, w którym kupiłeś żywicę. Nałóż pastę czystą, miękką szmatką i zetrzyj ją inną czystą, miękką szmatką. To nada części ładny połysk.
Krok 4. Sprawdź część z włókna węglowego ze wszystkich stron
Upewnij się, że na części nie ma pęknięć ani innych deformacji. Jeśli część jest uszkodzona, będziesz musiał zacząć od nowa i wykonać kolejną część. Jeśli nie widzisz żadnych niedoskonałości, możesz użyć części.
Metoda 4 z 4: Tworzenie włókien węglowych w fabryce
Krok 1. Rozpuść prekursor
Prekursorem jest materiał, którego używasz do produkcji włókna węglowego. Prawie całe włókno węglowe jest wykonane z prekursora poliakrylonitrylu. Powinieneś rozpuścić poliakrylonitryl w rozpuszczalniku organicznym, takim jak dimetylosulfotlenek.
Krok 2. Zakręć polimerem
Po rozpuszczeniu prekursora umieszcza się go w kąpieli koagulacyjnej. Następnie przepuść błoto przez dyszę przędzalniczą. Materiał jest przeciskany przez drobne otwory dyszy przędzalniczej, tworząc długie pasma.
Krok 3. Dodaj tlen
Tlen jest potrzebny do usieciowania polimerów i uczynienia ich bardziej odpowiednimi dla włókien. Aby utlenić pasma, podgrzej je w piecu oksydacyjnym o temperaturze od 200 °C (392 °F) do 300 °C (572 °F). Podczas tego procesu musisz zachować odpowiedni przepływ powietrza, aby uniknąć zapalenia się pasm.
Krok 4. Poddaj pirolizie łańcuchy polimerowe
Po utlenieniu nici muszą być ogrzewane w środowisku wolnym od tlenu. Ponieważ nie ma tlenu, nici nie będą się palić. Zamiast tego przechodzą proces zwany pirolizą, który usuwa prawie wszystkie zanieczyszczenia, takie jak rozpuszczalniki organiczne. Stosowana jest seria pieców do pirolizy w zakresie od 700 °C (1,292 °F) do 1500 °C (2,730 °F).
Krok 5. Traktuj włókna
Piroliza pozostawia nici z włókna węglowego. Przed wysyłką do klientów lub zakładów przetwórczych nici muszą zostać poddane obróbce. Obejmuje to trawienie włókien kwasem, takim jak kwas azotowy. Po wytrawieniu (określanym jako obróbka) włókno jest powlekane w procesie zwanym zaklejaniem. Powłoka zwiększa rozmiar włókien i czyni je bardziej wytrzymałymi do przetwarzania i użytkowania przez klienta.
