4 modi per produrre fibra di carbonio - Suggerimenti

Video: Guida laminazione manuale carbonio (no vuoto) - Tutorial hand lamination carbon fiber (no vacuum)

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Materiali necessari

La fibra di carbonio sta guadagnando popolarità nella produzione di biciclette, aeroplani e persino alcuni modelli di auto perché è leggera e resistente. Sebbene i prodotti in fibra di carbonio siano molto costosi, alcuni di questi prodotti possono essere realizzati da soli a casa, pagando molto meno rispetto ai rivenditori tradizionali. In questo caso, devi solo avere un buon stampo, applicare la fibra di carbonio e finire il pezzo quando si asciuga. Check-out!

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Metodo 1 di 4: creazione di una buona superficie

Trova un buon stampo. Prima di iniziare il processo di produzione della fibra, è necessario uno stampo per modellarlo nel modo desiderato. È possibile acquistarlo su internet, al dettaglio, o anche tramite fornitori di fabbriche di auto e moto, in quanto materiale molto utilizzato in questi settori.
- In alcuni casi, è possibile utilizzare la parte originale come modello per realizzare la parte in fibra di carbonio, ma sarà un problema se è danneggiata.
Indossare dispositivi di protezione adeguati quando si tratta di fibra di carbonio. Come minimo, hai bisogno di guanti e occhiali protettivi, oltre a una maschera. L'abbigliamento aiuterà a bloccare l'inalazione di vapori potenzialmente fatali o ad impedire alla pelle di assorbire solventi nocivi. Oltre alle attrezzature di sicurezza, lavorare in un luogo ben ventilato in modo che non vi sia un accumulo eccessivo di gas nell'ambiente di lavoro.
Prepara lo stampo. Prima di procedere con il processo, sarà necessario applicare allo stampo un materiale che gli consentirà di separarsi dal pezzo quando sarà pronto. Di solito è un tipo specifico di cera che non interferisce con il processo di polimerizzazione del pezzo. In tal caso, puoi ordinare un lubrificante per stampi online o acquistare da un rivenditore che lavora con fibra di carbonio.
- Non confondere la cera con la resina, poiché la cera non si indurisce e crea uno strato tra lo stampo e la resina.
Spruzza la resina all'interno dello stampo. Il processo sarà più efficace se tutti gli angoli e le fessure dello stampo sono completamente riempiti di resina. A seconda delle dimensioni dello stampo, potrebbe essere necessario utilizzare più lattine della sostanza, in quanto l'applicazione della resina serve a creare lo strato necessario che riceverà la fibra di carbonio.
- A differenza della cera, la resina si indurirà e lascerà lo stampo integrato con la parte in fibra di carbonio.

Metodo 2 di 4: posa della fibra di carbonio

Applicare il tessuto in fibra di carbonio. Premere alcuni pezzi di tessuto in fibra di carbonio nello stampo e, seguendo la stessa logica dell'applicazione della resina, cercare di coprire completamente tutte le parti interne dello stampo con il tessuto. Quando ci sono angoli o angoli più piccoli, puoi applicare il tessuto alle fessure usando un cacciavite o un altro strumento che abbia una punta piccola e sottile.
Applicare ulteriore resina. Spruzzare l'interno dello stampo con più resina per lasciare il tessuto di carbonio completamente saturo della sostanza. Questo è ciò che lega le fibre del tessuto e rafforza la fibra di carbonio nel suo complesso.
Proteggi la muffa. Per evitare che sporco e polvere cadano nella resina, oltre che per adattare meglio il tessuto in fibra allo stampo, è possibile “insaccare” lo stampo. In altre parole, posizionare un sacchetto sopra lo stampo usando una pompa a vuoto (o un aspirapolvere) per aspirare l'aria dal sacchetto. Aspirare l'aria aiuterà anche la resina ad asciugarsi più velocemente.
Riscalda la fibra di carbonio. Il processo di indurimento della parte sarà più veloce se viene riscaldato a temperature elevate, solitamente tra 121 ºC e 177 ºC per diverse ore. Un'altra opzione è lasciarlo guarire lentamente, senza usare il calore, ma il processo richiederà almeno 24 ore.
- La maggior parte delle resine non polimerizzano bene a temperature inferiori a 16 ºC.
- Non polimerizzare mai un pezzo su un fornello da cucina. I gas che escono da lì hanno un odore orribile e sono tossici. In tal caso, sarà meglio utilizzare un'autoclave o un'altra fonte di calore.

Metodo 3 di 4: finitura del pezzo

Applicare almeno altri tre strati di resina. Questi strati non serviranno a migliorare la resistenza o la funzionalità della parte, ma l'aspetto. Consenti a tutti gli strati di resina di organizzarsi prima di posizionare lo strato successivo e questo processo può richiedere alcuni minuti o addirittura ore. Tuttavia, saprai che la resina è pronta quando diventa appiccicosa. A questo punto, è ora possibile applicare il livello successivo.
Carteggiare lo strato superiore di resina. Dopo aver applicato da tre a sette strati della sostanza, è il momento di carteggiare. È necessario eliminare eventuali imperfezioni, come particelle di polvere o superfici irregolari. Fai attenzione a non passare attraverso la resina, perché se carteggi le fibre sottostanti, il pezzo verrà distrutto.
Lucida la parte. Dopo aver rimosso le imperfezioni, puoi lucidare la resina. Acquista un grasso adatto dallo stesso rivenditore dove hai acquistato la resina e applicalo utilizzando un panno pulito e morbido. Pulisci gli avanzi con un altro panno morbido e pulito per dare al pezzo una bella lucentezza.
Ispeziona l'intera parte. Verificare la presenza di crepe o altre deformazioni e, se è danneggiato, sarà necessario ricominciare da capo e creare un'altra parte. Senza problemi, puoi usare normalmente la parte.

Metodo 4 di 4: creazione di fibre di carbonio in una fabbrica

Sciogliere il precursore. Il precursore è il materiale utilizzato per produrre la fibra di carbonio e quasi tutti sono costituiti da un precursore di poliacrilonitrile. In questa fase, devi sciogliere il poliacrilonitrile in un solvente organico, come dimetilsolfossido.
Centrifuga il polimero. Quando il precursore è già sciolto, metterlo in un bagno di coagulazione e poi passare tutto il liquido attraverso una filiera. Il materiale verrà forzato attraverso i fori sottili della macchina per creare fili lunghi.
Aggiungi l'ossigeno. Ciò è necessario per reticolare i polimeri e renderli più adatti alle fibre. Riscaldare i fili in un forno di ossidazione a una temperatura compresa tra 200 ºC e 300 ºC per ossidarli. È necessario mantenere un flusso d'aria adeguato durante tutto il processo per evitare che i fili prendano fuoco.
Pirolizzare le catene polimeriche. Dopo l'ossidazione, i fili devono essere riscaldati in un ambiente privo di ossigeno (poiché non c'è ossigenazione, i fili non bruceranno). Qui passano attraverso un processo chiamato pirolisi, che rimuove praticamente tutte le impurità, come i solventi organici precedentemente utilizzati. In questo processo vengono utilizzati diversi forni pirolitici e le temperature variano tra 700 ºC e 1500 ºC.
Tratta le fibre. La pirolisi finisce per materializzare i fili di fibra di carbonio. Prima di essere inviati alla vendita o alle unità di lavorazione, i fili devono essere trattati e la procedura primaria è quella di mordenzare le fibre con il metodo etching (acido nitrico diluito in acqua). Dopo l'incisione, la fibra viene rivestita attraverso un processo chiamato sizing, che aumenta la dimensione delle fibre e le rende più resistenti per la lavorazione industriale e anche per il cliente finale che utilizzerà la fibra di carbonio.