浅谈碳纤维的一些事,又干又湿的,你分得清楚吗?

lijianrong | 2021-01-11 10:36

碳纤维,作为一种新材料,具有高强度,高刚度,质量轻,耐热性好的多种优点,因此广泛应用于各种高精尖领域。这些特点都是源自于它的结构特点,每根纤维丝的碳原子以晶状结构组成,因此结构是很稳定的。而且每根纤维丝仅有5-10微米,比头发要细很多,每一根都有很高的强度体积比,如此多的细丝组合起来,强度肯定是很好的。

                                           黑色为碳纤维丝

但要完全发挥好碳纤维的功效,如何进行加工是很重要的,由此我们引申出今天的话题,碳纤维的干与湿。

“干”“湿”其实是在说碳纤维的加工过程,其实描述还是很形象,因为现实情况也确实如此。

对于湿碳纤维,我们在家都可以DIY。过程很简单,上网买一些碳布回来,买一瓶树脂,买一把刷子,然后叫别人给你倒个模子。然后像下面这两位兄弟那样,使劲地刷胶水,觉得一层不够,那就再加多一层呗,然后再涂胶水。

说实话,局长家里之前的那台RC的底盘也是这样弄的。。。好了,胶水干了,就把整块零件给敲出来呗。局长当时候弄比他们高级点,我放在了高压锅里蒸了一下,至于为什么要蒸,等一下会讲到。

可能大家会觉得,哇,那精度怎么保证啊?确实,湿碳纤维的精度是很难保证的,因为基本上就是覆盖碳布,然后涂胶水,很多细孔都是不能完全填充的。强度刚度重量什么的当然也不能强求啦,估计比我们水壶所用的PP塑料差不多,但用来装逼还是不错的。

而干碳纤维就要高级得多了,英文叫“pre impregnated carbon fiber”,简单理解就是把碳布预先浸润过树脂,简称“预浸件”。在质感上,要比普通碳布要来得更硬。

也是由于预浸的缘故,一筒新买的预浸碳布必须要保存得当。原装的一筒碳布会放在一个密封的,充满二氧化碳的袋子中,然后放在冰柜中保存。当从冰柜里拿出来后,必须要把凝结水全部干了以后,才能够拿出来,不然会污染整筒碳布。

一旦开封,最好在两三个星期之内用完,不然的话树脂会出现氧化现象,导致材料发生变质。变质后的碳布,无光泽,无弹性,如下图所示。

当然,选择什么样的模具材质也是很重要的,因为不同材料有不同的热膨胀系数,对精度有很大影响。

当碳布铺盖至模具时,就反映出其“干”的特性,因为不需要涂胶水。第一步要做的,就是要完美覆盖外层的那块碳布。在一些凹面区域,要开一些切口,保证与模具完美贴合。

有朋友会问,用手摁,用刀刮,怎么可能做到完全贴合呢?没错,它这里还是有一个步骤的,叫做Debulk,简单理解就是把整个零件放在一个塑料袋了,抽真空,利用大气的压力把它给压实。最终效果,当然也是很好的。

接下来的步骤就是覆盖内部的碳布了,基本上是重复上述的步骤。

接下来,就是要把抽真空后的袋子放在高压锅里进行熟化处理。

最后,我们要做的是把零件从模具里拿出来,最好是要佩戴手套,不然很锋利,会划伤手的。

就是因为如此复杂的程序,才导致干碳纤维的价格要比湿碳纤维的价格贵上不少,当然无论是强度,刚度,重量,都不是一个等级。

这位兄弟给我们举了一个很好的例子,他手中的涡轮增压进气口的稳压腔。在重量测量中,干碳纤维仅为湿碳纤维的1/3。

暴力测试是少不了的。

看,干碳纤维完好无损。

湿碳纤维,裂了。

到了大规模量产,效率就是至关重要的。看福伊特这种Roving Applicator的技术,首先使用一条一条的粗纺线进行堆积,当然这都是被预浸过的。

如果是打造圆柱体的话,便是使用纤维缠绕的方式。

不过啊,大多数人买个碳纤维部件不就是为了装个逼嘛,管他是干还是湿,装上去就对了!

 

相关标签: 局长说车 碳纤维
61