| Главная » Статьи » Автомобильные Статьи » Салон |
Современная отделка (дерево, стеклопластик, кевлар, карбон)
Но ведь нам, водителям и пассажирам,
автовлюбленным и автоэксплуататорам, важно, как будет выглядеть то, на
чем мы едем, на чем нас везут и куда мы посадим свою возлюбленную(ого). Отделка
экипажа, как внешняя, так и внутренняя, заботила производителей и
владельцев еще до начала эпохи автомобиля. Кареты, блиставшие золотом
инкрустаций, резными барельефами, бархатными обивками и другими
полезными и не очень элементами, не только радовали глаз и создавали
дополнительные удобства, но и являлись своеобразной визитной карточкой
владельца, идентификатором его благосостояния и положения в обществе.И сегодня для многих автомобиль не является просто способом доставки из пункта А в пункт Б. Крайне важно, чтобы автомобиль не только хорошо ездил, но и выглядел достойно. А некоторые автовладельцы - и таких год от года становится все больше - желают проявить индивидуальность, выделиться из общей стандартной массы, заявить о своих увлечениях, пристрастиях, материальном состоянии и положении в обществе, наконец, просто сделать свой автомобиль непохожим на соседский. Осуществить это можно разными способами и разными материалами. В настоящее время при большом желании и немалых деньгах можно кардинально, буквально до неузнаваемости изменить свой автомобиль и внешне, и внутренне. Дерево В добрые старые времена практически единственным материалом, используемым для отделки, было дерево. Да что там говорить, первые автомобили часто имели даже рамы и детали кузова деревянные, не говоря уж об элементах салона (раньше, правда, и салона-то толком не было). И теперь дерево, пусть и в меньшем объеме, используется для отделки салонов современных автомобилей. В основном дерево можно встретить в интерьерах дорогих машин представительского класса. Разумеется, это не ельник или сосновые доски. Хотя. Дело в том, что массив, т.е. цельные куски натурального дерева, в отделке автомобилей на заводах используется крайне редко, но в "частном" тюнинге массив применяется довольно часто. Львиная доля дерева в современных автомобилях (именно дерево, а не его пластиковая имитация) - это шпон. Шпон - это лист натурального дерева толщиной 0,5-3 мм. При работе с этим материалом используется основа (чаще всего фанера), на которую он и наклеивается. В западных автомобилях в качестве основы используют специальную бакелитовую фанеру (у нас ее больше знают как "финская фанера"). Она очень хорошо противостоит воздействию влаги, тепла и химикатов. Почему заводы предпочитают шпон массиву? Натуральное дерево, обладая собственной волокнистой структурой, которая не всегда ровная и четко сориентированная, сильно подвержено воздействию тепла, солнечного света, влаги, химических веществ и т.д. Летом, на солнце, когда салон автомобиля может нагреваться до очень высоких температур, или зимой при охлаждении деталь, изготовленная из массива, может повести себя непредсказуемо. Ее может повести, панель может потрескаться или даже лопнуть. Но и это еще не все. Столь распространенные в последнее время деревянные накладки на торпедо или дверные панели изготавливаются из шпона на фанерной основе со специальной металлической подложкой, чаще алюминиевой. Эта прокладка является необходимым конструктивным элементом, позволяющим придать большую жесткость всей детали и обеспечить более прочное крепление. В серьезных фирмах такая пластина внедряется в процессе склейки фанерной подложки и становится ее неотъемлемой частью. Иногда в автомобиле можно встретить и более сложные элементы из дерева. Ручка КПП - самый простой из них. "Деревянный" руль - более сложный предмет, и на нем лучше всего показать отличие технологий массива и шпона. И "массивный", и "шпоновый" рули имеют стальной каркас, на который надевается деревянная оболочка. При нагреве тела, как известно, расширяются, а при охлаждении - наоборот. Для того чтобы дерево не треснуло, между ним и сталью прокладывается некий демпфер, защищающий от взаимных деформаций. Из массива делаются половинки, которые надеваются на металлический обруч и склеиваются друг с другом. "Шпоновая" технология несколько сложнее, но такие рули значительно крепче "массивных". Из шпона толщиной 2-3 мм необходимого сорта дерева выклеивается "бублик" или необходимый сегмент, если предполагается оформить деревом лишь часть рулевого колеса. Далее из получившейся болванки вытачивается деталь нужной конфигурации и производится ее первоначальная обработка. Затем в уже практически готовом изделии фрезеруется паз. В нем закрепляется приготовленный заранее металлический каркас рулевого колеса со спицами. Оставшаяся щель заполняется шнуром из того же шпона. В результате получается рулевое колесо, внешняя, видимая сторона которого представляет собой цельный элемент, а место вклейки стальной основы обращено к приборной панели. Последним этапом работы является окончательная шлифовка и лакировка. Если необходимо, используются специальные колеровочные пропитки, позволяющие нивелировать стыки отдельных элементов. Далее изделие покрывается лаком. Существует мнение, что если делать руль из цельного куска дерева, то при аварии, если рулевое колесо ломается, массив дерева может дать острые кромки, щепки, тогда как наборный шпоновый руль более безопасен. Но стоит заметить, что аварии, в которых ломается руль, как правило, уже сами по себе несовместимы с жизнью. Кроме того, во всех современных автомобилях применяются специальные подушки безопасности, исключающие удар водителя о руль. Технологии работы с деревом обычные: рубанок, струбцины, различные резцы, лобзик, шкурка и т.д. В массовом производстве, если нужно добиться хорошей повторяемости, порой используются специальные станки, которые обрабатывают заготовки и изготавливают изделие по лекалу или заложенной программе. Но в любом случае каждый элемент отделки, выполненный из дерева или с использованием шпона, это не простая штамповка и не ширпотреб, а кропотливый труд мастеров-краснодеревщиков. Даже при массовом производстве изготовление таких деталей интерьера не обходится без ручного труда. Для защиты изделий из дерева используются различные пропитки и лаки. Современные лаки настолько хорошо защищают дерево, что о такую деталь можно хоть окурки гасить, не говоря уже об устойчивости к появлению царапин. Из наиболее популярных сортов дерева можно отметить следующие: американский орех, различные породы клена (один из самых красивых - так называемый "птичий глаз"), черное дерево. Последнее - одно из самых дорогих. Пресловутое "красное дерево" может быть и дорогим оттенком клена и дешевкой, из которой за границей тару делают. Для сравнения можно сказать, что квадратный метр шпона толщиной 0,5 мм какого-нибудь простого "красного дерева" может стоить менее $1, в то время как шпон клена "птичий глаз" - около $40. А существуют сорта дерева, стоимость шпона которого будет зашкаливать за $100. А вот как отличить настоящее дерево от его пластиковой имитации, сказать довольно сложно. Вряд ли вам разрешат поковырять деталь или снять ее для проверки. Современные технологии дошли до такого совершенства, что пластиковые накладки выглядят абсолютно так же, как и настоящее дерево, а служат порой даже лучше. Переплачивать за натуральность или беречь природу? Вам решать. Стеклопластик  Стеклопластики
- самый популярный материал тюнинговиков всего мира. Дело в том, что, в
отличие от всех иных материалов, стеклопластиковые детали можно
изготовить чуть ли не в гараже на коленках. Дерево, в принципе, также
не требует дорогого оборудования и специальных помещений, но
изготавливать бампер или крыло из дерева более чем странно.Стекловата используется людьми с начала прошлого века. Стекловолокно появилось лишь в 40-х годах. Этот материал уже давно применяется при строительстве лодок. Стеклопластик - достаточно универсальный материал. Можно изготовить тоненькую декоративную накладку или бампер, которым можно будет снег во дворе разгребать. Были прецеденты, когда в автомобиль с кузовом, изготовленным из стеклопластика, врезались простые, "стальные" автомобили и результат был не в пользу последних. Конечно, речь идет о специальных деталях, где осуществляется специальное упрочнение, но в любом случае стеклопластиковые детали - достаточно крепкая штука. Что же такое стеклопластик? Если просто, то этот материал представляет собой стекловолокно, пропитанное некой смолой. Смолы бывают разные, для разных условий работы и необходимых характеристик готового изделия. Есть смолы, которые застывают при комнатной температуре, а есть такие, которым необходим нагрев. Смола и специальный катализатор (отвердитель) тщательно смешиваются в определенной пропорции, и затем этим составом пропитывается полотно, состоящее из особых стекловолокон. Сама смола достаточно хрупкая штука, и именно стекловолокно придает ей необходимую прочность и гибкость. Для получения изделий из стекловолокна часто приходится изготавливать специальные матрицы, но об этом далее. Очень важно правильно подобрать пропорции смолы и катализатора. Если переборщить с последним, то смола застынет раньше, чем вы сможете закончить работу. Если недолить, то смола будет сохнуть слишком долго. МАТЕРИАЛЫ Смола, в принципе, вещь стандартная, но смолы разных фирм могут довольно сильно отличаться друг от друга по качеству. На свойства смол и на их рабочие параметры довольно сильно влияют температурные характеристики помещения, в котором производятся работы, и его проветриваемость. Порой для лучшего застывания матрицу с изделием помещают в специальную сушильную камеру. Это помогает значительно ускорить процесс получения готового изделия. Самые прочные изделия изготавливаются в автоклавах под большим давлением и высокой температурой. Как было сказано выше, смолы - не столь крепкий материал, и стекловолокна выступают в качестве армирующего материала. Стекловолокно бывает различным и по толщине, и по структуре. Есть два основных типа: стекломат и стеклоткань. Стекломат состоит из хаотично расположенных волокон, а стеклоткань выглядит как обычная ткань. Наибольшее упрочнение дают различные маркистеклотканей. Стекломаты дают меньшую прочность, но они более легки в обработке и по сравнению со стеклотканью лучше повторяют форму матрицы. Стекломат может быть очень тонким, воздушным (такой материал называют стекловуалью), а бывает толстым, как одеяло. Стекломаты различаются по толщине и плотности, но разделяют их по весу одного квадратного метра материала в граммах: 300, 450, 600, 900. Стекловуаль с плотностью 32 г/кв.м позволяет вывести поверхность очень высокой сложности, с большим количеством граней и резких переходов. Толстый мат (600 или 900) позволяет набрать толщину изделия и добиться необходимой прочности. Стоит отметить, что при создании толстых изделий работа проходит в несколько этапов. Выкладывается несколько листов для получения первого слоя и дается время на застывание. Затем дополнительно, уже на твердую поверхность, укладываются дополнительные листы мата для придания необходимой толщины. Если попытаться уложить сразу все слои, то велика вероятность, что готовое изделие покоробится, стянется. Стеклоткани (иногда за характерное плетение их называют "рогожей") бывают разной толщины. Эти ткани также используются для придания жесткости и объема готовому изделию. Как и любая ткань, стеклоткань неодинаково работает при разнонаправленном растяжении. Поэтому для придания необходимой жесткости стеклоткань укладывается под разными углами. Качество стекловолокна также играет немаловажную роль. Оно должно хорошо пропитываться смолой и удерживать ее между волокнами. Для придания изделиям с большими плоскостями прочности и стабильности, а также для снижения массы готового изделия применяются специальные вставки из особого материала - поликора. Поликор - это нетканый материал из непрерывного полиэфирного волокна, содержащий в своей структуре микробаллоны. Этот материал укладывается между несколькими слоями стекломата. Зачастую поликор вклеивается лишь армирующими полосками, а не большими полотнищами. К слову о прочности. Как это ни странно прозвучит, но чем меньше смолы в стекловолокне (при условии его полной пропитки и отсутствии пузырьков), тем прочнее будет готовое изделие и тем меньше окажется и его вес. Часто можно услышать об автомобилях со стеклопластиковыми кузовными элементами, что они стойки к царапанью, так как окрашены в массе. Это не совсем так. Поцарапать их можно, но цвет сохранится. Происходит это потому, что при изготовлении деталей с качественной поверхностью поначалу в матрицу наносится декоративный слой особого материала - гелькоат (gelcoat - гелевое покрытие). Этот полиэфирный состав и освобождает изделия от дальнейшей покраски. Его можно подобрать по цвету или создать свой оттенок колеровочными составами. Кроме того, гелькоатный слой увеличивает срок службы изделия, защищает от воздействий окружающей среды и скрывает структуру стеклопластика. После того как гелькоат затвердел, укладывается стекловолокно и смола. Готовое изделие будет иметь ровную (зависит от качества матрицы), нужного цвета поверхность. В этом процессе кроется один важный момент. Если слой гелькоата будет в одном месте слишком тонкий, то может случиться следующее: или в этом месте будет просвечивать структура стекловолокна, или гелькоат может вообще отойти и сморщиться. Поэтому крайне важно пользоваться правильными материалами и следовать технологии. Для равномерного нанесения гелькоата часто используют не кисти, а краскопульты. Так удается значительно сократить количество брака. Но для распыления гелькоат должен быть более жидким, чем для ручного нанесения. МАКЕТ И МАТРИЦА  Для
изготовления изделия из стеклопластика первое, что необходимо, -
создать его макет. Собственно, макет нужен всегда, но при одноразовой
работе иногда удается укладывать стеклоткань на временные распорки.
Этот подход срабатывает только тогда, когда нет необходимости в
создании качественной поверхности. К примеру, очень часто при
изготовлении новых дверных панелей основу изготавливают из
стеклопластика прямо на двери, защитив ее предварительно пленкой
бумажного скотча, полиэтилена, воска и т.п. Плохое качество поверхности
в данном случае мало кого волнует, так как затем на эту прочную
стеклопластиковую корку клеится пористый материал, а на него кожа,
ткань или что-то другое.Технология изготовления кузовных и декоративных изделий из стеклопластика и тех предметов, которые будут тиражироваться, несколько сложнее. Здесь не обойтись без макетирования и матрицирования. Макет будущего изделия может быть изготовлен различными способами: фанера, пластилин, пенопласт и т.д. От того, насколько правильно сделан макет, будет зависеть качество будущих изделий. Более того, если необходимо, чтобы у детали, которая будет затем создаваться, была идеально ровная поверхность, над ее качеством придется поработать уже на макете. Чем более гладким и ровным будет макет, тем меньше работы потребуется потом, при изготовлении и доведении матрицы. Еще до создания макета необходимо понять, можно ли изготовить деталь целиком или нет. Дело в том, что при работе со стеклопластиками и другими подобными материалами необходимо, чтобы готовую деталь после застывания можно было вытащить из матрицы, ничего не повредив при этом. Возможно, деталь будет иметь такую форму, что ее придется изготавливать из нескольких частей, а затем скреплять их друг с другом, но выклеить шар через угольное ушко вряд ли получится. Матрица создается по макету. Это самый ответственный момент. Прежде всего макет вощится, т.е. покрывается тонким слоем воска. Эту процедуру можно сравнить с полировкой автомобиля. После того как макет подготовлен, на него наносится слой специального матричного гелькоата. Это покрытие в дальнейшем позволит вывести поверхность матрицы практически до зеркального блеска. Матричный гелькоат гуще, чем обычный, и ложится более толстым слоем. После того как встанет этот слой, начинается укладывание стекломата. Сначала - тонкая стекловуаль. Она позволит точно повторить все изгибы и контуры макета. Далее желательно дать подсохнуть первому слою. Затем уже можно выложить еще несколько слоев более толстого мата, но сразу набирать толщину не стоит, иначе матрицу может повести (изогнуть и покоробить). При создании матриц на простые детали можно упростить процедуру. Тут главное - опыт. Если матрица будет разъемной, то при ее изготовлении делаются специальные перегородки вокруг макета, разделяющие его на сегменты. Выложив основной, после его застывания перегородки вынимаются и, обработав кромки первого сегмента матрицы, выкладываются остальные. Для правильного позиционирования сегментов друг относительно друга в первом при формовании делаются специальные ямки. Когда будут формоваться следующие сегменты, эти ямки будут заполнены смолой и стекловолокном, и появятся бугорки. Эти пары и позволят при будущем использовании правильно скрепить различные части матрицы воедино. Для скрепления сегментов матрицы в ребрах всех отдельных частей сверлятся отверстия под крепежные болты. Для того чтобы матрица была прочной и хорошо держала форму, после ее изготовления, прежде чем вынуть макет, к матрице приформовывают ребра жесткости. В зависимости от ее размеров это может быть прочный стальной каркас или небольшие фанерные или деревянные ребра. Готовая матрица, если макет был изготовлен аккуратно, может и не потребовать дополнительной обработки, но зачастую приходится выводить поверхности, шлифовать и полировать матрицу до блеска. Только тогда можно получить идеальную деталь. А к кузовным элементам вообще нужно особое внимание. Затем начинается долгий процесс вощения. Матрицу приходится тщательно натирать воском несколько раз с перерывами. Воск нужно не просто намазывать, а растирать до получения тонкой, гладкой, невидимой пленки. Если этого не сделать, то поверхность готового изделия будет не гладкой, а шершавой. После, а порой и вместо вощения иногда используют специальные жидкости, которые, высыхая, создают пленочное покрытие, предотвращающее попадание смолы или гелькоата на матрицу, чего никак нельзя допускать. Как нельзя и царапать ее поверхность. В противном случае смола может "намертво" прирасти к матрице, и тогда процедуру шлифовки, полировки и вощения придется повторять снова. Порой используют особые составы, обработав которыми матрицу можно снимать с нее до 100 изделий, но старый добрый воск всегда остается самым понятным и надежным средством. Процесс создания матрицы, описанный выше, является довольно распространенным вариантом, используемым в большинстве тюнинговых фирм, но это не означает, что нет иных способов. Существуют компьютерные технологии, станки с ЧПУ, позволяющие по виртуальной модели вырезать из любого материала любой макет или уже готовые пресс-форму или матрицу. Но это уже промышленный, не гаражный уровень. Собственно, далее можно приступать к изготовлению деталей. Слой гелькоата в принципе не обязателен, но, во-первых, он придает более законченный вид готовому изделию, а будучи цветным, позволяет сэкономить на покраске или вообще от нее отказаться, а во-вторых, он защищает матрицу от стекловолокна, которое на самом деле очень даже абразивно, т.е. царапает. ТЕХНОЛОГИИ  Технологий
производства изделий из стекловолокна существует несколько. Стоит сразу
оговориться, что эти методы используются и при работе с другими
армирующими материалами, такими, как карбон, кевлар, другие тканые
материалы и их сочетания.Ручное (контактное) формование. Этот способ самый простой и дешевый (если не считать затрат на квалифицированную рабочую силу). Пропитка стекловолокна осуществляется валиком или кистью, которые должны быть стойкими к смолам. Волокно или сразу укладывается в форму, или уже после пропитки. Обработка стекловолокна разбивочными валиками способствует лучшему распределению смолы между волокнами. Затем укаточными валиками производят окончательную укатку стеклоткани, выдавливая пузырьки воздуха и равномерно распределяя смолу по всему объему. Крайне важно не допустить, чтобы под слоем стеклоткани оставались пузырьки воздуха. Если изделие застынет с таким браком, это место будет ослаблено вплоть до возможного сквозного продавливания. Такие брачки также могут помешать дальнейшей обработке изделия, потребовать его восстановления или полной замены. В любом случае будут затрачены дополнительные материалы, труд, а также деньги. Ручной метод может быть несколько механизирован. Существуют смесители, подающие смолу с катализатором через валик, и иные приспособления. Но укатывать все равно приходится своими руками. Достоинство ручного метода вполне очевидно: просто и дешево. Но любая экономия может иметь и обратную сторону. Качество готовых изделий очень сильно зависит от квалификации рабочих. И условия труда при таком подходе довольно вредные. Кроме того, очень сложно добиться большой производительности. Однако для небольших фирм и малых объемов работы этот метод самый подходящий. Метод напыления рубленого роввинга. Этот подход куда более технологичен. В нем используется не стекловолокно, а стеклонить, которая подается в измельчитель специального пистолета, где рубится на короткие волокна. Затем пистолет "выплевывает" их вместе с порцией смолы и катализатора. В воздухе все смешивается и наносится на форму. Но после этой процедуры все равно массу необходимо прикатать, чтобы удалить пузырьки. Далее отвердевание происходит как обычно. Такой способ выглядит очень заманчиво и просто. Казалось бы, стой и поливай из шланга. Но есть один существенный недостаток, из-за которого этот способ не столь популярен, - слишком большой расход смолы. Изделие получается очень тяжелым, и, так как волокна не переплетены друг с другом, механические свойства такого стеклопластика несколько хуже. Кроме того, к вредным парам смол подмешивается взвесь мелких частиц стекла от измельчителя, очень вредных для легких человека. Метод намотки. Этот специфический метод предназначен для изготовления пустотелых круглых или овальных секционных компонентов, типа труб или резервуаров. Таким образом делаются парусные мачты, удочки, рамы велосипедов, глушители автомобилей и т.д. Стекловолокна пропускаются через ванну со смолой, затем через натяжные валики, служащие для натяжения волокна и удаления излишков смолы. Волокна наматываются на сердечник с необходимым сечением, угол намотки контролируется отношением скорости движения тележки к скорости вращения. Как намотка нитки на шпульку швейной машинки. В результате получаются крепкие и легкие изделия. И достоинства, и недостатки этого метода очень близки. Им не сделать автомобильное крыло, но сделать мачту корабля или даже кардан другими способами не менее сложно. Метод препрегов. В данном случае используются не отдельные смола и ткань, а так называемые препреги - предварительно пропитанная смолами стеклоткань. Стекловолокно предварительно пропитывается предкатализированной смолой под высокой температурой и большим давлением. При низких температурах такие заготовки могут храниться недели и даже месяцы. При этом смола в препрегах находится в полутвердом состоянии. При формовании препреги укладываются в матрицу и закрываются вакуумным мешком. После нагрева до 120-1800°C смола переходит в текучее состояние, и препрег под действием вакуума принимает нужную форму. При дальнейшем повышении температуры смола застывает. Вся проблема этого метода в необходимости нагревательного оборудования, особенно автоклава. По этой причине изготавливать большие детали очень сложно. Но и плюсы очевидны. Использование вакуума позволяет значительно снизить вероятность появления воздушных пузырьков и существенно сократить долю смолы в готовом изделии. Существуют и иные технологии - пультрузия, RFI, RTM и др. - практически на все случаи жизни. Выбор той или иной технологии зависит от необходимых объемов, сложности изделия и количества денег у организатора такого производства. ВЫВОДЫ Что дает стеклопластик? Прежде всего - вес. И хотя для создания по-настоящему крепких деталей порой приходится делать их толстыми, а это лишние килограммы, но, в отличие от стали или алюминия, стеклопластик способен возвращаться в исходную форму после ударов, не повлекших за собой разрушения элемента. И при ремонте деталей из стеклопластика понятие "кузовня" приобретает несколько иной смысл. Незначительные трещины могут быть заклеены изнутри смолой, с наложением листа стеклоткани или мата. Большие повреждения можно восстановить, уложив деталь снова в матрицу и восстановив по порядку нужный сегмент. Но такой способ может не дать хорошего качества, и велика вероятность повреждения матрицы, а этого никак нельзя допускать. Проще сделать новый элемент. Хотя стеклопластиковые детали можно восстанавливать и старым способом: шпаклевка, шпатель, шкурка и вода. К недостаткам следует отнести высокую стоимость материалов. Но что самое плохое - большая токсичность. При работе с этим материалом крайне важно соблюдать технику безопасности. Желательно пользоваться респиратором, поскольку пары эпоксидных смол совсем небезвредны. Как бы то ни было, стеклопластика и по сей день остается самым популярным материалом мирового тюнинга. И хотя разнообразные кевлары, карбоны, пенополиуретаны, базальтовое волокно и т.п. начинают все сильнее его теснить, думается, что стеклопластика еще долго будет востребован. Магия двух К  В
современном автомобилестроении и других областях народного хозяйства,
экстерьере и интерьере различных машин слова кевлар и карбон
встречаются все чаще. Эти материалы уже давно используются при
производстве кокпитов для болидов Формулы-1 и кабин самолетов, корпусов
и мачт катеров и яхт, кузовных элементов, деталей внутренней отделки и
даже рессор и карданов для автомобилей. Карбоновые тормозные диски
стали непременным атрибутом гоночных, спортивных автомобилей.
Кевларовые ремни и стропы безопасности значительно прочнее обычных.
Вокруг этих материалов сложился некий ореол загадочности. Что же это за
чудо современной химии?КАРБОН Kарбон - каменноугольный период палеозойской эры (начало - 360 млн. лет, конец - 286 млн. лет назад). Но нас интересует другой карбон, а именно композитный материал. Он относится к классу углепластиков - материалов, объединяющих в себе несколько тысяч различных рецептур. Все эти материалы роднит одно - наполнителем в них являются углеродные (графитные) частицы, чешуйки и волокна. Основу углетканей составляют нити углерода (углерод - это, к примеру, грифель карандаша). Только такие нити довольно тонкие. Сломать ее просто, но порвать ой как нелегко. Из них шьются ткани, где углеродные нити скрепляются параллельно друг другу. В силу своей конструкции углепластики имеют выраженную анизотропию (разные свойства в разных направлениях), поэтому для получения прочной поверхности углеволокно приходится укладывать в несколько слоев, каждый раз меняя направление нитей. Скрепляются волокна так же, как и стеклопластиковые, смолами. Даже процесс выклейки практически идентичен. Только смолы нужны более качественные и дорогие. Для работы с карбоном да и с кевларом простая полиэфирка не совсем подходит. Кроме того, чтобы полностью использовать все преимущества этих материалов, необходимо применять вакуумные технологии, термообработку, задействовать сложное оборудование, к примеру такое, как автоклав. Но игра, как говорится, стоит свеч. Карбон на 40% легче стали и на 20% - алюминия. Углепластиковые детали легче и прочнее стеклопластиковых. С тех пор, как в 1981 г. Джон Барнард впервые использовал карбоновое волокно при создании монокока на McLaren MP4/1, этот материал прочно вошел в современный автоспорт и постепенно подбирается к обычным автомобилям. Но вот парадокс: автолюбители полюбили карбон не за его выдающиеся свойства, а за оригинальный внешний вид. Мода на карбоновые накладки также пошла со спортивных автомобилей, но там они все-таки имели четкое назначение: максимум прочности при минимальном весе. В карбоне, который идет на строительство мачт и других изделий, где необходима высокая прочность, в структуре ткани явно превалируют углепластиковые волокна. Нити, их скрепляющие, практически не видны. В деталях салона углеволокно уже выглядит как ткань с различными вариациями (плетение типа "рогожа" или 3х3, 1х3 и т.д.). Эти углеткани можно выклеивать в один слой. После застывания и полировки (если необходимо) получается очень симпатичный орнамент. При работе с ним есть один сложный момент: четкий геометрический рисунок материи предполагает более внимательное и тщательное изготовление деталей, так как на горизонтальной поверхности любое искривление сразу будет заметно. Учитывая, что углеродные волокна черные, а нити могут быть различными, появляется простор для дизайнерской мысли. Но в настоящий момент определение "под карбон" чаще всего характеризует черно-серую "шахматку". Пленок подобного рисунка появилось уже превеликое множество. Но непосредственно карбон - это действительно легкий, практичный и красивый материал. Возвращаясь к конструкционному карбону, хотя чисто декоративным, учитывая характеристики, этот материал назвать довольно сложно, стоит сказать и о недостатках, а они, к сожалению, есть. Карбон имеет очень маленькое относительное удлинение, т.е. не растягивается. Хрупкость и боязнь точечных ударов делают его в определенной мере "нежным и ранимым". Для того чтобы изделие из карбона работало как надо, необходимо точно рассчитать множество параметров: толщину слоя, направление нитей углеволокна, количество смолы и т.д. При строительстве корпусов болидов Формулы-1 для этого используют специальные компьютерные программы. Есть еще один любопытный нюанс: если углепластик входит в непосредственный контакт с металлами, к примеру с алюминием, то возникает один побочный эффект. Графит как основной компонент углеволокна и алюминий могут образовать гальваническую пару, а если речь идет о лодках и соленой морской воде, являющейся очень хорошим электролитом, процесс корродирования металла может проходить очень быстро. По этой причине в таких местах в углепластиковую поверхность вводят нейтральные стеклопластиковые вставки. КЕВЛАР Все началось с пауков, а точнее с того, что они производят. Ученые прикинули, что канат, сплетенный из паутины толщиной с карандаш, мог бы удержать на месте Боинг-747. Но при этом плотность паутины в 6 раз меньше, чем у стали, следовательно, меньше и масса. Кевлар стал одним из первых аналогов паутины, но его волокна все равно не полностью повторяют творение природы. Кроме того, кевлар получают в среде горячих растворов серной кислоты, а паук - натуральным способом и при обычной температуре. Паук производит большой ассортимент нитей: для ловли, перемещения, сигнализации и т.д. Поразительные свойства этого природного материала не дают покоя химикам всего мира. Но секрет пока так и не раскрыт, а для производства всего 1 метра ткани из паутины требуется "трудоустроить" более 400 пауков. Марка KEVLAR принадлежит известной американской корпорации DuPont. Этот материал был изобретен в 1965 г. учеными компании Стефанией Кволек и Гербертом Блэйдсом. Практически одновременно с американцами в России был получен собственный материал СВМ, а в Европе большую популярность завоевал тварон. Выглядят все они практически одинаково, но, поскольку кевлар был первым, это название стало фактически нарицательным и используется многими в качестве термина, охватывающего группу подобных материалов. Kевлар представляет собой паpааpамидовое (paraaramid) синтетическое волокно. Эти волокна состоят из длинных молекулярных цепей, произведенных из полипарафинилин терефталамида (polyparaphenylene terephthalamide). Между собой цепи жестко сориентированы прочными внутренними связями, которые и придают этому материалу столь замечательные свойства. Kевлар - очень прочный материал, имеет высокую структурную твердость и как следствие малую степень растяжимости. Эти свойства способствовали тому, что этот материал стал незаменимым при производстве легких бронежилетов и других средств безопасности, используемых для защиты от огнестрельного или осколочно-разрывного поражения. В современных бронеавтомобилях, наряду с другими средствами, кевлар применяется очень часто. К достоинствам кевларa можно отнести и следующее: материал обладает низкой удельной электропроводностью, высоким химическим сопротивлением, низкой термической усадкой, высоким сопротивлением на разрыв и порезы, сопротивляется огню (имеет способность к самотушению). Kевлар универсален в работе. Его можно сшивать в несколько слоев и получать прочные маты и одеяла для защиты от осколков, например при взрывах. Кевлар можно спекать с резиновой основой и получать гибкий, эластичный материал, из которого делают шины, бронежилеты и т.п. Кевлар может сочетаться с другими материалами, придавая им большую прочность. Из нитей кевлара плетут ремни и канаты. Диапазон применения кевлара очень широк - от тонких и прочных корабельных канатов до бронежилетов и защитных экранов. Перчатки из кевлара защищают руки от порезов, ожогов и других повреждений на вредных и опасных производствах. Этот материал действительно трудно разрезать. В них можно смело выхватывать нож из руки бандита, взявшись за лезвие. Спортивные аксессуары и снаряды, изготовленные из кевлара, не только прочнее, но и легче, что не может не сказываться на результатах. Из него изготавливаются лыжи, каски и шлемы, ракетки, обувь, одежда (к примеру, для мотоциклистов и пловцов), лодки, весла и многое другое. Автомобильное применение кевлара не менее широко. Из него изготавливаются специальные легкие, но прочные шины для авиации, автомобилей, вездеходов, гоночных машин и грузовиков. Пуленепробиваемые кевларовые покрышки входят в комплект большинства бронеавтомобилей. Кевлар способен выступать в качестве заменителя асбеста. Это позволяет изготавливать из него накладки для тормозов и дисков сцепления. Кроме того, из кевлара выходят очень хорошие приводные и трансмиссионные ремни, шланги систем обогрева и охлаждения и разнообразные прокладки для работы в режиме высокой температуры и давления. В некоторых автомобилях уже можно встретить кевларовые ремни безопасности. Кевларовые корпусные детали также не исключение. В авиационной промышленности этот материал успешно используется для создания элементов кузова и кабины. Кевлар является не только прочным, но и красивым материалом. Чистый материал имеет золотистый цвет, близкий к телесному, но выпускается он и иных расцветок. Этот факт существенно расширяет спектр применения кевлара в производстве декоративных деталей, таких, как дверные панели и другие элементы отделки салона автомобиля. Последнее слово еще не сказано. Ведутся биохимические изыскания по поиску методик изготовления материалов, полностью повторяющих свойства и возможности настоящей паутины. Клонирование запрещают, но генную инженерию никто не отменял. Удивительные свойства карбона и кевлара давно пытаются объединить. В последнее время можно часто встретить гибриды карбон-кевлар. В этих материалах углеволокно переплетено с волокнами кевлара. Такие ткани идут на строительство корпусов высокос | |
| Просмотров: 1856 | |
| Всего комментариев: 0 | |