Внешний тюнинг автомобилей ВАЗ
Продажа компонентов тюнинга
и
доставка
Аэродинамические обвесы на иномарки
|
| ООО «эль Тюнинг» |
| +7 (495) 410-60-78 |
| info@el-tuning.ru |
Современная отделка (дерево, стеклопластик, кевлар, карбон)
часть 3
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 высокоскоростных лодок, монококов и др.
Автомобильная жизнь карбона и кевлара вполне радужная. Хочется надеяться на то, что эти современные легкие и прочные материалы не останутся только основой для изготовления накладок и производители воспользуются преимуществами, которые им могут дать карбон и кевлар.
Редакция благодарит за помощь при подготовке материала компании "Композит Лтд", C-Art, SV ART, "Сервис Бот", а также Дмитрия Парфенова, Валерия Челюскина и Александра Филиппова.
Журнал Тюнинг
Издательский Дом «ВИПРЕСС-МЕДИА»