Карбон

Будь-які "залізячні" питання
Аватар користувача
Technician
steel is real
Повідомлень: 1461
З нами з: 18.4.14 20:18
Стать: чол
Звідки: оттуда
Контактна інформація:

Карбон

Повідомлення Technician » 17.10.16 16:04

Десь 16 років тому в одному автомобільному журналі написали, що карбон через 10 років стане настільки дешевим, що деталі машин і механізмів будуть доступні кожному. Прийшовши з аерокосмічної галузі, на початку нульових, майже 25 років після винайдення, карбон ще коштував неймовірних грошей. Капот для автомобіля міг коштувати 1/2 ціни самого автомобіля, але переваги, які цей дивовижний матеріал пропонував користувачеві, поступово становились бажаними для простих смертних. Так, є легенда про тюнера, який встановив на своє авто кришку капота з карбонового волокна і потрапив в аварію. Капот від зіткнення зірвало з петель і викинуло, авто розбилось вщент, але кришка залишилась майже нетронутою.

Зображення

Все це гарно, але є "але". Як і 16 років тому, вироби з карбонового волокна сьогодні коштують неймовірно дорого. Для багатьох єдиною можливістю спробувати карбоновий велосипед є покупка на вторинному ринку, що буває проблемою через те, як старіє цей матеріал. В металічних рамах тріщини від втоми матеріалу в критичних вузлах і з'єднаннях очевидні. Нечесний продавець не може їх приховати. Тріщини в карбоні під шаром фарби помітити неможливо. Щоб перевірити раму на цілісність, потрібна ультразвукова інспекція, недоступна ні для дилерів, ні для магазинів, ні для майстерень, ні для простих велосипедистів, як ми з вами. Простукування може не виявити тріщини під час покупки. Деламінацію помітити неможливо взагалі. Якщо рама зламається, наслідки можуть бути жахливими. Покупка карбонового велосипеда на вторинному ринку є потрійним ризиком. Нові зазвичай далекі від доступності для небагатих споживачів, тому зухвалий проект від трикратного переможця Тур де Франс Грега Лемонда націлений на те, щоб змінити звичний уклад речей раз і назавжди.

Плани Лемонда грандіозні. Він не збирається стати ще одним виробником велосипедів, він збирається змінити цілу індустрію. Торговельна марка Lemond існує давно, але до цього часу це були велосипеди, виготовлені сторонніми виробниками по масовим замовленням. З 1991 року велосипеди Lemond виготовлялись компанією Carbonframes Inc. (нині називається Calfee), з 1995 по 2000 роки цю роботу виконував Trek, в 2013 французька компанія Time випустила лімітовану партію з 300 велосипедів, щоб ознаменувати три перемоги на Турі в 1986, 1989 та 1990 роках.

На цей раз Лемонд підійшов до справи глобально. Він зкооперувався із Oak Ridge National Laboratory, та їх фабрикою Carbon Fiber Technology Facility, під керівництвом Конні Джексона, нині президента LeMond Composites. Після того, як лабораторія розробила унікальну технологію виробництва карбонового волокна, технологія була ліцензована компанії LeMond Composites.

Зображення

Хоча LeMond Composites обіцяють значне здешевлення матеріалу, вони не обіцяють самостійно виробляти рами та вилки, вони збираються виробляти окремі нитки, які складають карбонове волокно, та постачати сировину виробникам велосипедів.

Зображення

Конні Джексон і шпуля з карбоновим волокном.

Карбон виробляють із матеріалу, який називається поліакрілнітрилове волокно (PAN). PAN спікається при дуже високих температурах, при яких вигорають всі надлишкові матеріали окрім карбону, після чого залишаються довгі пучки тонких волокон. Чим довше йде процес спікання, тим жорсткіше волокна стають і тим вище міцність на розрив. Це складний наукомісткий процес. Може звучати дивно, але в світі є лише 8 компаній, які виробляють цей матеріал: Toray, Toho Tenax, Mitsubishi Rayon, Zoltek, Hexcel, Cytec, SGL Group, Nippon Graphite Fiber Corporation. Спечене волокно постачається у пласких листах, намотаних на великі шпулі, та мотках (обидва види нерозривні, можуть бути любої довжини), також у вигляді коротких клубків, схожих на ті, з яких ваша бабуся в'яже светр, а також у вигляді брильок рубаних коротких волокон. Останні використовуються для виробництва блокових деталей, наприклад, корпусів педалей. З листового карбону роблять рами, ободи, сідла, тощо. Сирі волокна використовуються рідко, бо компаній, які мають ресурси для того, щоб обробляти їх, мало. Це, наприклад, тайванці Giant і французи Time.

Ми кажемо "карбон", але сам по собі карбон дуже крихкий. Готовий виріб не може існувати без в'яжучого матеріалу, який на пару з карбоновим волокном складає композит. Це — епоксидна смола. В ній матерія витримується перед формуванням та спіканням в автоклаві. В такому вигляді композит називається "препрег". Епоксидка виконує дві функції: вона склеює матерію разом та укріпляє її. Окремі волокна всередині сітки після затвердіння смоли тримають орієнтацію двох шарів, перехрещених один з одним. Смола пластична, вона пружно деформується під час ударів, абсорбуючи вібрації і не приводячи до розриву волокон.
Прихований текстпоказати
Зображення
В каталогах і рекламних блоках кожен виробник хизується характеристиками "high modulus" та навіть "ultra high modulus", але ці терміни задаються не виробниками велосипедів, а індустріальними стандартами. Стандарти задає організація Japan Carbon Fibers Association. Як і у випадку з алюмінієвими сплавами, сталлю, титановими сплавами, у карбона є свої характеристики, які відрізняються за параметрами межа плинності, межа міцності на розрив, твердість, тощо. Як правило, виробники велоінвентарю, які поважають свого користувача, відкрито кажуть з якої сировини було виготовлено вашу раму. Наприклад маркування на рамі T300 означає, що матерією для вашого ровера слугує композит фірми Toray T300. Проте хороша рама — це майже завжди суміш різних сортів матерій. Оскільки карбон з високим модулем пружності коштує дорого, клаптики такої матерії використовують в критичних вузлах, а не у всій конструкції загалом, наприклад, в нижній трубі та навкруги кареточного вузла. У форму таким чином викладається і дорога, і дешева матерія.

1 кг карбонового волокна коштує від 20 до 40 $, епоксидна смола коштує більше. З усіх промислових видів смол епоксидка найдорожча. Епоксидна смола добре адгезується до карбонового волокна, скловолокна та араміду (кевлару).
Прихований текстпоказати
Зображення
На сьогоднішній день Toray, Toho Tenax та Mitsubishi Rayon тримають 2/3 ринку, американські Zoltek, Hexcel та Cytec займають останню третину. Як у Лемонда вийде відгризти свій шматок покаже час. Зараз головний офіс LeMond Composites розташований поряд з лабораторіями ORNL Carbon Fiber Technology Facility, але будування фабрики, де буде вироблятись дешевий карбон, тільки планується. Лемонд хоче збудувати фабрику в безпосередній близькості до головного офісу та вже набирає співробітників. Якщо ви плануєте еміграцію до США, майте це на увазі. Відкрито 242 високооплачувані вакансії.

Основними клієнтами будуть виробники автозапчастин та гоночні команди, також виробники велосипедних рам, вилок, коліс, тощо. Коли велосипеди з дешевого карбону попадуть до перших покупців поки що невідомо. Постачання передбачається на 2017 рік.

Зображення
Прихований текстпоказати
Зображення

Зображення

LeMond роботи Calfee. Велосипеди цієї фірми легко впізнати за ребристими вузлами.
Використовувались матеріали звідси, звідси, звідси і звідси, фотографії з Bikerumor.com.
tumbleweed-092.tumblr.com

Аватар користувача
quattro
* * *
Повідомлень: 367
З нами з: 20.6.12 20:54
Стать: чол
Звідки: Щасливе

Re: Карбон

Повідомлення quattro » 18.10.16 06:40

Дуже цікаво!Дякую :good:
Собственная лень по сути-твоя же западня.

Аватар користувача
meral
*********
Повідомлень: 3312
З нами з: 30.6.06 10:46
Стать: чол
Звідки: киев, севастопольская пл.
Контактна інформація:

Re: Карбон

Повідомлення meral » 18.10.16 07:20

Да ну? Говорите 10 лет назад можно было купить карбоновую раму за 500?
не верю.
Дешевеет карбон и достаточно быстро. Но дешевле стекловолокна ему не быть. Вот можете посмотреть на каком уровне стекловолкно, это предел пока.
время дает возможность Поиска, и ничего более.

waterlaz
* *
Повідомлень: 80
З нами з: 12.10.10 16:27
Стать: чол
Звідки: Киев

Re: Карбон

Повідомлення waterlaz » 19.10.16 01:20

Дешевеет карбон и достаточно быстро. Но дешевле стекловолокна ему не быть. Вот можете посмотреть на каком уровне стекловолкно, это предел пока.
Там в любом случае проблема прежде всего не в цене самого волокна, а в большом количестве ручного труда необходимого, чтобы сделать раму.

Аватар користувача
meral
*********
Повідомлень: 3312
З нами з: 30.6.06 10:46
Стать: чол
Звідки: киев, севастопольская пл.
Контактна інформація:

Re: Карбон

Повідомлення meral » 19.10.16 01:32

нет, ну это понятно. это как раз ЕДИНСТВЕННАЯ причина, по которой не делают рамы из стекла(труд почти тот же, даже если стекло 0 стоимости, смалоа и работа та же, особо не влияет).
но, кстати, ручной труд тоже лечится всякими станками намотки. Вон для винсдерфинга мачты уже мотают. Можно приспособить робо-руку и она быстро и с одинаковыма качеством выложит вам слои.
время дает возможность Поиска, и ничего более.

Voyutichi
*
Повідомлень: 18
З нами з: 8.12.13 10:47
Стать: чол

Re: Карбон

Повідомлення Voyutichi » 19.10.16 18:57

гарна стаття! Дякую за освіту, я собі недавно купив карбонового привида, 2013 року модель лектор, б/к

Аватар користувача
UKR_o/
*
Повідомлень: 4
З нами з: 3.10.16 23:51
Стать: чол

Re: Карбон

Повідомлення UKR_o/ » 19.10.16 22:22

Цікава стаття .
Дізнався для себе багато нового про карбон .
Піду тепер на Ютуб подивлюсь як карбонові рами клеять .

Аватар користувача
Technician
steel is real
Повідомлень: 1461
З нами з: 18.4.14 20:18
Стать: чол
Звідки: оттуда
Контактна інформація:

Re: Карбон

Повідомлення Technician » 16.1.17 14:28

Хай там що кажуть про космічні технології в маркетингових казках, залишився величезний простір для розвитку матеріалів. Головні недоліки карбону, яких ще не вдалося уникнути — він боїться точкових ударів і після перевищення порогу пружної деформації розлітається вщент. Останнім часом вчені і зацікавлені веловиробники покладають багато надій на подальший розвиток композитів.

Зображення

Вчені з Массачусетського Інституту Технологій в Бостоні 13 січня оголосили прорив у розробці графену, створивши пористу тривимірну структуру.

Деякі виробники (Vittoria, наприклад) вже пару років хизуються використанням графену у виробництві покришок, а також карбонових ободів, проте тут є одна важлива штука: графен — це двовимірний матеріал товщиною всього в один атом. Графен — це одна з алотропних форм вуглецю з гексагональною структурою і міжатомною відстанню 0,142 нм. Кажучи простою мовою, до цього дня графен не міг використовуватись як основний структурний матеріал для макроскопічних об'єктів.

Його унікальні властивості пророчать чудові перспективи: графен у 200 разів міцніший за найміцнішу сталь. Він добре розсіює тепло, є гарним провідником і майже прозорий. Завдяки аномально високому порогу пружної деформації, перевищення його у велосипедній практиці навіть у найкатастрофічнішій ситуації під великим сумнівом — поріг складає 130 ГПа/м² при щільності 1г/см³ (для порівняння, найміцніша сталь Reynolds 953 має поріг деформації 2,05 ГПа/м² — спитайте будь-якого фреймбілдера, який працює з цією нержавійкою, чи легко деформувати трубу з товщиною стінки 0,3 мм). Втім, вченим раніше не вдавалось створити ефективну тривимірну структуру, адже у листовій формі він згортається і його доводиться або розтягувати, ніби павутину, або наносити на жорстку поверхню.

Теоретично, графен може зробити велосипед і екіпірування атлета майже невагомим і неймовірно міцним. Розтрощений карбон стане кошмарним сном минулого і побоювання у надійності техніки перестануть бентежити і професійних спортсменів, і простих аматорів.

Але поки що це тільки теорія і справа неблизького майбутнього. Команда дослідників із Массачусетского Інституту змогла створити тривимірний матеріал щільністю 4,6% від щільності сталі, який є в 10 разів міцнішим. Після аналізу структури матеріалу на атомному рівні, вчені також створили математичну модель для прогнозування поведінки матеріалу на стадії виробництва для чіткої повторюваності результату. Повна наукова викладка знаходиться тут.

phpBB [media]


В них вийшов композит з багатьох сплавлених разом двовимірних шарів, який має граничний показник порогу пружної деформації 2,8 ГПа/м² (показано на відео). Нехай вас не лякає характер поломки, схожий на поведінку карбону. Графен — матеріал надзвичайно коштовний і перш ніж хтось відважиться виробляти його в індустріальних масштабах, розвиток термопластів і інших типів композитних матеріалів, стане нормою і в "чистому" вигляді звичний карбоновий композит (поліакрілнітрилове волокно і епоксидна смола) і ще такий недосяжний графен використовуватись не будуть.

Але це — тема окремого обговорення (далі буде).
tumbleweed-092.tumblr.com

Алексей8606
*
Повідомлень: 3
З нами з: 20.7.17 10:29
Стать: чол

Re: Карбон

Повідомлення Алексей8606 » 20.7.17 11:51

Может кто то знает кто ремонтирует карбон в Киеве ?

Аватар користувача
meral
*********
Повідомлень: 3312
З нами з: 30.6.06 10:46
Стать: чол
Звідки: киев, севастопольская пл.
Контактна інформація:

Re: Карбон

Повідомлення meral » 20.7.17 12:15

на волынской была (есть?) автомастерская, работающая с карбоном. Можно у них спросить. после перекрестка со смелянской.
а вообще ремонт выполняется в домашних условиях. Покупаете ткань и сами клеите. Все равно крашенные изделия в автоклав уже не засунуть(ну без полной перекраски) и такой же прочности не достигнуть. Если трубка круглая, можно внутрь карбоновую трубку вставить(поломанная мачта от виндсерфинга или купить трубку) и приклеить.
Материалы можно купить, например, тут http://www.rc-helper.com.ua/catalog/materials/
время дает возможность Поиска, и ничего более.


Повернутись до “Технозона”

Хто зараз онлайн

Зараз переглядають цей форум: Немає зареєстрованих користувачів і 2 гостей