Время на прочтение: 3 минут(ы)

Чтобы снизить вес автомобиля и, таким образом, улучшить его динамику, управляемость и расход топлива, производители все более смело обращаются к углеродному волокну. Он легкий и в то же время очень прочный.

Черное углеродное волокно
Фото автора CreaParkPexels

Как производится углеродное волокно?

Композиты, армированные углеродным волокном, то есть пластмассы, армированные углеродным волокном (CFRP) — поскольку это правильное название материалов, сокращенно обозначаемых как углерод, — это материалы, разработанные для авиационной и космической промышленности.

Их главное преимущество — большая прочность и небольшой вес. Углеродное волокно имеет предел прочности более чем в четыре раза больше, чем лучшая сталь, но оно очень гибкое, поэтому для обеспечения необходимой жесткости его комбинируют с твердыми синтетическими смолами, например эпоксидной смолой. Углеродные волокна, а точнее многослойная ткань из них, в этом случае играют роль армирования, а связующая их смола придает композитным элементам желаемую прочную форму.

Бесплатное стоковое фото с Lamborghini, автомастерская, автомобили
Фото автора jae parkPexels

Композиционные элементы изготавливаются в формах, отрицательных по форме изготавливаемого объекта, с использованием одного из нескольких основных методов.

Самым простым является ламинирование, заключающееся в размещении последующих слоев ткани (уголь, кевлар, стекло и т. Д.) И ручном пропитывании их смолой, смешанной с отвердителем. Недостатком этого метода является сокращение времени затвердевания смолы, что приводит к спешке, ведущей к производственным ошибкам.

Второй способ — использовать так называемые препреги, то есть множество слоев ткани, предварительно пропитанных смолой.

Третий метод, называемый RTM (литье с переносом смолы), включает заполнение под давлением формы, содержащей предварительно уложенную ткань, смолой.

Четвертый метод, C-SMC (формовочная смесь для листов, армированных углеродным волокном), представляет собой впрыскивание смолы, смешанной с мелко нарезанными волокнами, в форму — простота и скорость последнего оплачиваются более низкой прочностью компонентов.

Для окончательного застывания смолы элементам требуется несколько часов нагрева при температуре 180 градусов Цельсия. Завершающий этап обработки — шлифовка кромок, сверление монтажных отверстий и т.д.

Автомобиль с большим использованием углеродных композитов — спортивный суперкар Lexus LFA, в котором 65 процентов конструкции кузова было сделано из этих материалов. Таким образом, вес автомобиля уменьшили на 100 кг по сравнению с традиционной металлической конструкцией. Каркас кабины изготовлен с использованием препрегов, туннель карданного вала, панели пола, крыша и капот двигателя изготовлены методом RTM, а задние стойки и задний пол — методом C-SMC.

Photo credit: Sebastien Cosse on VisualHunt

Стоит отметить, что, в отличие от других производителей, Lexus решили реализовать весь процесс производства углеродных композитов на собственном заводе, даже построив собственную автоматизированную линию по производству углеродной ткани. Также разработана оригинальная технология соединения композитов с алюминиевой арматурой для крепления двигателя и подвески.

Опыт, накопленный при производстве модели LFA, окупился при реализации последующих моделей. Что позволило снизить вес элементов, расположенных выше центра тяжести автомобиля. Это положительно сказалось на его устойчивости. Сегодня крышу, капот и спойлер из карбона можно увидеть, например, в спортивном Lexus RC F Carbon.

Photo credit: Automotive Rhythms on Visualhunt.com
Поделиться:
Share on VK
VK
Share on Facebook
Facebook
Email this to someone
email

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *