Koolstofvezel wint aan populariteit bij het maken van fietsen, vliegtuigen en zelfs sommige auto's omdat het zowel stevig als lichtgewicht is. Hoewel producten gemaakt van koolstofvezel vaak vrij duur zijn, kunt u bepaalde koolstofvezelproducten thuis maken voor een fractie van de prijs van traditionele retailers. Je hoeft alleen maar een goede mal te maken, de koolstofvezel aan te brengen en het onderdeel af te werken als het droogt.
Stappen
Methode 1 van 4: Een goed oppervlak creëren
Stap 1. Zoek een geschikte mal
Voordat je iets van koolstofvezel kunt maken, heb je een mal nodig. De mal vormt de koolstofvezel in de vorm die u wilt. U kunt mallen online kopen of bij andere retailers. Onderdelen van koolstofvezel zijn populair in de auto- en motorindustrie en u kunt vaak mallen kopen bij leveranciers.
In sommige gevallen kunt u het originele onderdeel als mal gebruiken om het koolstofvezel onderdeel te maken. Dit zal niet goed werken als het onderdeel beschadigd is
Stap 2. Draag de juiste beschermingsmiddelen bij het omgaan met koolstofvezel
Draag minimaal beschermende handschoenen, een veiligheidsbril en een gezichtsmasker. Deze uitrusting helpt het inademen van mogelijk dodelijke dampen of de opname van schadelijke oplosmiddelen door de huid te voorkomen. Werk naast de uitrusting in een ruimte die relatief goed geventileerd is om overmatige gasophoping te voorkomen.
Stap 3. Bereid de mal voor
Voordat u verder gaat, moet de mal worden besproeid met een materiaal waarmee het onderdeel van de mal kan worden gescheiden zodra het klaar is. Deze materialen zijn meestal een gespecialiseerd type was dat het uithardingsproces van het onderdeel niet verstoort. U kunt een vormsmeermiddel online bestellen of er een kopen bij een koolstofvezelhandelaar.
De was is niet te verwarren met de hars. De was vormt een laag tussen de mal en de hars en verhardt niet
Stap 4. Spuit de binnenkant in met hars
Zorg voor het beste resultaat dat alle hoeken en gaten van de mal volledig verzadigd zijn met de hars. Afhankelijk van de grootte van de mal heb je mogelijk meerdere blikjes hars nodig. Hierdoor ontstaat het oppervlak dat nodig is om de koolstofvezel aan te brengen.
In tegenstelling tot de was, zal de hars uitharden en uit de mal worden verwijderd als onderdeel van het stuk koolstofvezel
Methode 2 van 4: De koolstofvezel leggen
Stap 1. Breng de vezeldoek aan
Druk snel vellen koolstofvezeldoek in de mal. Zorg ervoor dat u, net als bij het aanbrengen van de hars, alle delen van de binnenmal volledig bedekt met de vezeldoek. Als er bijzonder kleine hoeken of hoeken zijn, kunt u overwegen om de vezeldoek met een schroevendraaier of ander klein gereedschap in de gaatjes te drukken.
Stap 2. Voeg extra hars toe
Spuit de binnenkant van de mal in met meer hars. Het vezeldoek moet volledig doordrenkt zijn met de hars. Dit is wat de vezels van het doek aan elkaar bindt en koolstofvezel zijn sterkte geeft.
Stap 3. Zak de mal in
Om te voorkomen dat vuil en stof in de hars vallen en om de vezeldoek beter in de mal te laten passen, kun je de mal inpakken. Dit betekent dat je een zak over de mal plaatst met een vacuümopzetstuk. Gebruik vervolgens een vacuümpomp (of voor een ruwe versie een stofzuiger) om aan de zak te zuigen. Dit zal er ook voor zorgen dat de hars sneller droogt.
Stap 4. Verwarm de koolstofvezel
Door het koolstofvezelgedeelte te verwarmen, wordt het uithardingsproces versneld. U moet het onderdeel enkele uren opwarmen tot tussen 250 °F (121 °C) en 350 °F (177 °C). Als alternatief kunt u het onderdeel langzamer laten uitharden zonder warmte. Dit duurt meestal minimaal 24 uur.
- De meeste harsen harden niet ver onder 60 °F (16 °C) uit.
- U mag het onderdeel niet in een keukenfornuis uitharden. De dampen die vrijkomen stinken verschrikkelijk en ze zijn giftig. Voor het uitharden heeft u een autoclaaf of andere warmtebron nodig.
Methode 3 van 4: Het onderdeel afmaken
Stap 1. Breng nog minstens drie lagen hars aan
Deze harslagen zijn bedoeld om het uiterlijk van het onderdeel te verbeteren, niet de sterkte of functionaliteit. Laat elke laag hars opstijven voordat u de volgende laag aanbrengt. Dit kan enkele minuten tot uren duren, maar u zult het kunnen zien omdat de hars plakkerig (plakkerig) wordt wanneer deze klaar is voor de volgende laag.
Stap 2. Schuur de bovenste laag hars
Nadat je drie tot zeven lagen hars hebt aangebracht, is het tijd om het te schuren. U dient eventuele oneffenheden in de hars weg te schuren, zoals stofdeeltjes of oneffen oppervlakken. Pas op dat je niet door de hars gaat, als je de vezels eronder schuurt, vernietig je het onderdeel.
Stap 3. Poets het onderdeel
Nadat u de oneffenheden uit de hars heeft geschuurd, kunt u deze polijsten. U kunt een lak kopen die geschikt is voor uw hars bij dezelfde winkel waar u de hars heeft gekocht. Breng de nagellak aan met een schone, zachte doek en veeg het af met een andere schone, zachte doek. Dit geeft het onderdeel een mooie glans.
Stap 4. Inspecteer het koolstofvezelgedeelte aan alle kanten
Zorg ervoor dat er geen scheuren of andere vervormingen op het onderdeel zitten. Als het onderdeel beschadigd is, moet je opnieuw beginnen en een ander onderdeel maken. Als u geen onvolkomenheden ziet, kunt u het onderdeel gebruiken.
Methode 4 van 4: Koolstofvezels maken in een fabriek
Stap 1. Los de voorloper op
Precursor is het materiaal dat je gebruikt om de koolstofvezel te maken. Bijna alle koolstofvezel is gemaakt van een voorloper van polyacrylonitril. U moet het polyacrylonitril oplossen in een organisch oplosmiddel zoals dimethylsulfoxide.
Stap 2. Draai het polymeer
Zodra de voorloper is opgelost, plaatst u deze in een coagulatiebad. Laat de slush vervolgens door een spindop lopen. Het materiaal wordt door de fijne gaatjes van de spindop geperst om lange strengen te creëren.
Stap 3. Voeg zuurstof toe
Zuurstof is nodig om de polymeren te verknopen en geschikter te maken voor vezels. Om de strengen te oxideren, verwarmt u ze in een oxidatieoven die varieert van 200 °C (392 °F) tot 300 °C (572 °F). U moet tijdens dit proces een geschikte luchtstroom handhaven om te voorkomen dat de strengen in brand vliegen.
Stap 4. Pyrolyseer de polymeerketens
Eenmaal geoxideerd, moeten de strengen worden verwarmd in een zuurstofvrije omgeving. Omdat er geen zuurstof is, zullen de strengen niet verbranden. In plaats daarvan ondergaan ze een proces genaamd pyrolyse, dat bijna alle onzuiverheden verwijdert, zoals organische oplosmiddelen. Er wordt een reeks pyrolyse-ovens gebruikt die variëren van 700 ° C (1, 292 ° F) tot 1, 500 ° C (2, 730 ° F).
Stap 5. Behandel de vezels
Pyrolyse laat je achter met koolstofvezeldraden. Voordat ze naar klanten of verwerkingsbedrijven worden verzonden, moeten de draden worden behandeld. Dit omvat het etsen van de vezels met een zuur, zoals salpeterzuur. Na het etsen (behandelen genoemd) wordt de vezel gecoat in een proces dat sizing wordt genoemd. De coating vergroot de grootte van de vezels en maakt ze steviger voor verwerking en gebruik door de klant.
