Композитом, считается материал, включающий две и более составляющих. Получается, фанера тоже композит ). Но сегодня мы поговорим об углеродных композитных материалах.
Все мы давно и часто слышим, что достоинства углеродных материалов заключаются в:
/стойкость к термоударам;
/небольшой вес и жесткость;
/долгий срок службы;
/устойчивость к возникновению коррозии;
/широкая сфера применения;
/хорошая теплопроводность;
/оптическая прозрачность; .
Еше можно добавить:
/Упругость
/хрупкость
/деформацию
/твердость
/ пластичность
Но все эти характеристики относительны. Если говорят, что карбон прочнее металла это не совсем точное утверждение. МЫ сами задаем характеристики будущего изделия из углеволокна. Приведу пример:
возьмём условный куб из метала и карбона 2Х2х2, пусть будет см. Будет ли куб легче? - да будет. Будет ли он прочнее ? - смотря что с ним будут делать! Ударные нагрузки он выдержит. Нагрузки на сжатие выдержит только в двух плоскостях по направлению (0/90)основных волокон. Растяжение выдерживает опять же по направлению волокон. Выдерживает ли изделие температуры? - ДА, но смотря какое связующие использовалось, и могли ли для создания этого куба использовать православную смолу марки ХТ либо Березин. И вот, характеристики опять поменялись.
А будет ли куб из карбона дешевле, чем из металла ? Нет) Стоимость зависит от того, сколько слоев ткани необходимо добавить, либо других композитов, чтобы набрать нужный объём, либо толщину изделия, и потом все это прокачать связующим. В общем, много трудов и денег уходит.
С композитами нужно не копировать изделия, а создавать их с нуля. Каждый раз при создании изделия нужно учитывать свойства материала. Тогда можно сделать изделие прочнее, легче, технологичней и все по списку красивых описаний о композитных свойствах. Но самое главное, можно сделать деталь дешевле.
И так, вот история создания кружки из углеволокна (карбона).
Для начала нужно создать эскиз либо набросок, либо 3D модель . В нашем случае, мы быстро построили 3D модель в solidworks. Далее, быстро определились с технологией изготовления изделия. Есть 5 основных технологий. Мы выбрали следующую.
Нами было принято решение, что наше высокотехнологичное изделие будем делать таким же высокотехнологичным способом. И это вакуумная инфузия.
Итак, технологию выбрали. Значит, нам нужна матрица.
Матрицу мы также построили в solidworks . Начинаем изготовление, фрезеруем матрицу из МДФ. Во время фрезеровки пришли к выводу, что технология нам не подходит. Так как нам нужно пить из нашей кружки, необходимо выбрать какие смолы нам подходят, чтобы они не были токсичными и держали высокую температуру. Все смолы, что нам подходят должны быть прогреты на высоких температурах. Это самый главный нюанс.
Матрица из мдф нам не подходит. нам нужны композитные матрицы, значит нужна мастер-модель . Ок, печатаем на 3D принтере.
Подготавливаем мастер-модель к формовке оснастки, далее нужно сделать отбортовку, также фланцы и разделить все. Один день работы мы уже точно потратили.
Выкладываем оснастку и подготавливаем к формовке мастер-модель, формуем это еше один день работы.
Делаем прогрев и пост отверждение оснастки.
Теперь нужно опилить и подготовить оснастку к формовке, что опять занимает день работы.
И наконец-то, матрица готова! Мы выкладываем изделие, подготавливаем вакуумный пакет, формуем. И так, теперь опять прогрев и постотверждение будешего изделия.
Вынимаем деталь из матрицы, опиливаем и готовим изделия для придания товарного вида. И это опять занимает день работы.
И вот, изделие готово! Мы потратили около 7 рабочих дней, только ручного труда и пару часов работы инженера. Также пару часов работы 3D принтера. Потрачены деньги на изготовление матрицы и самого изделия , примерно 25000 рублей - это себестоимость изделия. На продажу точно дороже ) Нам нужно на этом заработать.
Подводим итог, мы должны понимать, почему мы хотим сделать изделие из карбона и для какой задачи.
Точно ли оно нужно из композитов, ведь за время, потраченное на изготовление кружки, мы могли бы изготовить, к примеру, прототип инвалидной коляски ,либо создать дрон, то есть что-то более важное.