Композит или карбон что лучше: карбон, стекловолокно, композит. Что лучше? Статья в Интернет-магазине рыболовных товаров Адамс

Содержание

что лучше карбон или композит для удочки

Когда рыболов выбирает спиннинг, карбон для бланка является лучшим материалом. Углепластиковые удилища по прочности не уступают стальным, но весят намного меньше.

Что собой представляют карбоновые спиннинги

Карбоновые спиннинги изготовлены из композитного материала, который состоит из углеродных нитей, находящихся в оболочке из смол. Эти нити обладают высокой прочностью. Для изготовления удилища из карбона применяют ткань из углеродных нитей, находящихся под некоторым углом друг к другу. Эта ткань обладает высокой жесткостью и легкостью.

Спиннинг из карбона

Параметры спиннингов из углепластика различаются в зависимости от модульности графита и особенностей изготовления. В состав материала производители добавляют смолы, от качества которых зависит чувствительность, строй удилищ. Так, удочки с быстрым строем содержат меньшее количество смол, а спиннинги с медленным строем — большее их число.

Если сравнивать удочки углепластиковые — какая лучше, сказать сложно, это решает рыболов. Карбоновые спиннинги из хорошего углеволокна бывают цельными, телескопическими и штекерными. От способа распределения пропускных колец зависит наибольшая нагрузка, которую выдерживает спиннинг и дальность заброса наживки. Спиннинги выпускаются с рукоятками различных форм, изготовленных из разных материалов. Углепластиковые удилища оснащаются катушкодержателями, которые имеют свои особенности конструкции.

Спиннинг из карбона

Достоинства и недостатки материала

Спиннинг, изготовленный из карбона, обладает всеми показателями качества данного материала.

Преимуществами карбоновых удилищ являются:

  • легкость;
  • повышенная чувствительность;
  • высокая эффективность.

Достоинства спиннинга из карбона

Рыболов, который применяет карбоновый спиннинг, чувствует даже небольшое движение приманки и может определить осторожную поклевку. Спиннинг отличается высокой упругостью и сбалансированностью, что позволяет осуществлять дальний заброс лески и выдерживать сопротивление крупной рыбы.

Недостатками карбоновых удочек являются:

  • хрупкость;
  • высокая стоимость;
  • необходимость использования кофров для перевозки спиннинга.

Часто рыбаку приходится сравнивать стекловолокно, стеклопластик, фибергласс — что лучше для спиннинга. Опытные рыболовы выбирают из материалов наилучший — композит из углеродных нитей, т. е. карбон.

Таким образом, можно сделать вывод, что при должном уходе углепластиковые удочки являются удобными, надежными и долговечными. В конце рыбалки надо очищать удилища от загрязнений, что продлит срок их эксплуатации.

Наиболее популярны карбоновые спиннинги штекерного вида. Они лучше телескопических по всем характеристикам. Поскольку телескопические карбоновые удочки состоят из нескольких колен, каждое звено увеличивает вес и уменьшает чувствительность снасти.

Единственным достоинством телескопической удочки является ее компактность в сложенном виде, что удобно при перевозке. Тем не менее телескопическое удилище из карбона намного легче и чувствительнее телескопических удочек, изготовленных из прочих материалов.

Телескопический спиннинг из карбона

Выбираем карбоновое удилище

Карбоновый спиннинг нужно выбирать по таким характеристикам:

  1. Вес. Различают изделия ультралегкие — весом до 7 г, легкого класса — весом 7−15 г, средние — весом 15−40 г, тяжелые — более 40 г.
  2. Строй. Спиннинги могут быть: быстрого строя, когда изгибается только конец бланка; медленного строя, когда изгибается весь бланк, начиная от ручки.
  3. Длина. Удилища м.б. размером от 180 до 360 см.
  4. Тест, который является условным весом приманки и составляет от 1 до 20 г.

Поплавочное

Карбоновые поплавочные спиннинги бывают:

  • с глухой оснасткой;
  • маховые;
  • матчевые;
  • английские удилища;
  • штекерные.

Удилищем с глухой оснасткой можно ловить рыбу в сложных условиях, например в заросшем пруду. Здесь нельзя применять изделие с катушкой, т.к. леска будет цепляться за траву. Длина такой снасти должна быть меньше нависающих над прудом ветвей, строй должен соответствовать размеру трофея.

Маховое удилище также не оснащается катушкой. Эта снасть обладает мягким строем. Таким спиннингом пользуются на открытых участках реки. Снасть позволяет с легкостью забрасывать приманку в одно и то же место. Английская удочка оснащается катушкой и применяется для проводной ловли на течении. Конструкция не должна быть слишком гибкой.

Карповое

При выборе снасти надо учитывать условия ловли. При этом нужно брать во внимание не чувствительность изделия, а его способность противостоять сопротивлению крупной рыбы. Надо учитывать расстояние заброса.

Карповые удочки выполняют заброс больше, чем на 50 м.

Это требует использования тяжелых снастей, что определяет соответствующий выбор теста таких удочек. Многие рыболовы при выборе изделия учитывают его стоимость. Карповое удилище выбирают по таким параметрам:

  • условия ловли;
  • стоимость оснастки;
  • наличие данного вида изделий в магазинах.

Фидер

Фидерные удилища, по сравнению с карповыми, более универсальны. Они могут состоять из 2−3 секций, в комплекте к ним имеются тонкие чувствительные вершинки. Для фидерной удочки они играют роль сигнализатора клева. Бланк изготавливают из карбона, а вершинку из стеклопластика, т.к. этот материал менее хрупкий. Фидеры можно применять для дальних забросов и ловить на них крупную рыбу.

Карбоновые вершинки для фидера

Их используют для ловли на течении. Для ловли крупных рыб нужны удочки класса «хэви» с максимальным весом оснастки от 100 г. Несмотря на высокую мощность удилищ, чувствительные вершинки могут различить осторожную поклевку.

Сейчас изготавливают фидерные удочки для ловли карпа и белого амура. Это недорогие чувствительные снасти, которые обладают высокой эффективностью.

Рейтинг лучших карбоновых спиннингов

Mikado X-plode — штекерный карбоновый спиннинг. Его длина 2,4 м, тест 5−23 г, вес 176 г, медленный строй. Используется для рыбалки на блесны.

Kosadaka Voyager Tele 210 M — удочки телескопические, карбоновые; имеют размеры: длина 2,1 м, длина в сборке 0,8 м, тест 10−30 г, быстрый строй. Ввиду компактных размеров в сложенном виде отличается удобством транспортировки.

Shimano Dialuna — дорогие спиннинговые карбоновые удилища. Длина 2,59 м, быстрый строй, тест 5,21 г, вес 126 г. Это мощный бланк, который позволяет ловить рыбу крупных размеров.

Shimano Dialuna

Sams Fish — маховое удилище карбоновое, 6 метров, количество секций — 7, длина в сложенном виде — 112 см, тест 5−30 г, вес 276 г. У этой конструкции быстрый суперчувствительный строй, удобная рукоятка, высокая прочность.

Как выбрать фидер


Опубликовано: 31.03.2016

В этой статье начинающий рыболов сможет узнать о том, на что нужно обратить внимание при выборе фидерного удилища, какой длины он должен быть, с каким тестом, и какой материал бланка лучше. Как правильно выбрать фидер

Написано на эту тему немало статей и рекомендаций. В этой статье постараемся вкратце изложить основные характеристики удилищ и принципы по выбору лучшего варианта для конкретных условий ловли.

Названия конкретных моделей и производителей не будет. Можно советовать именитые бренды, много рассказывать про преимущество топовых моделей. Но мы это упустим, и дадим окончательный выбор сделать самому рыболову. Тем более что со сменой курса доллара меняются и цены, и то что было востребовано еще год назад теряет спрос, и на первое место по продажам выходят бюджетные модели, производителей которых десятки.

Фидерные удилища отличаются по трем основным параметрам, с которыми, прежде всего, нужно определиться при выборе:

  • тест (кастинг, максимальный забрасываемый вес),
  • длина,
  • материал, из которого изготовлен бланк фидера.

    
Что такое тест фидера (кастинг)?

 

Это одна из основных характеристик любого удилища, тест показывает на работу с каким грузом оно рассчитано. В фидерной ловле используются кормушки с прикормкой. Тест, указанный на бланке удилища, это максимальный груз для забрасывания. То есть если указано тест 100гр, то кормушка должна быть не более  85-90гр.

Фидеры принято делить на легкие (до 60-80гр), средние (до 80-120гр) и тяжелые (свыше 120гр).

Если ловить придется только на стоячей воде, то подойдет тест 40-60 граммов
Для реки, для нормального среднего течения подойдет бланк с максимальным тестом 100-120гр.
Для ловли большими кормушками или на сильном течении нужен фидер с тестом от 100гр.

Какой тест фидера выбрать?

Если не знаете кокой тест фидера выбрать, то стоит остановить свой выбор на моделях 80-120гр. Такими удилищами можно ловить на озере и на реке. Именно такие модели являются самыми популярными.

Какой длины фидер выбрать?

Еще одна очень важная характеристика – длина в собранном состоянии. Чем длиннее любое удилище, тем легче мы можем забросить груз на более дальнее расстояние. Так и более длинный фидер дает большую дистанцию для маневра. Им можно ловить и близко и далеко. Но если водоем небольшой и ловить приходится на небольшой дистанции (10-30 метров), то лишняя длина бланка будет только мешать.

Для дистанций лова до 40 метров. используют небольшие фидеры, которые получили название пикеры.

Разные фидерные удилища

Пикер (фидер с небольшой длиной) имеет длину 2.40-3.3м. Кастинг у них не более 50-60гр. Используются такие удилища на небольших реках и озерах. Они более удобны при работе на заросших берегах, где делать заброс длинным удилищем проблематично.

Какая длина фидера оптимальная?

 

Наиболее оптимальной длиной фидера является 3.6-3.9м. Она позволяет делать комфортные забросы до 60 метров. Как правило, такие фидеры обладают тестом 100-120-140гр.

Если необходимо ловить на большей дистанции, то используют удилища длиной 4.2-4.6м. Они позволяют работать на дистанции около 100м. и работать с грузами до 200гр. Такие бланки чаще используют на море при ловле с берега. Потому как при работе с фидерной кормушкой, когда перезабросы приходится делать через каждые несколько минут, большая часть времени будет тратиться на выматывание снасти.

Итак, если вы не знаете какая длина фидера лучше?, то выбирайте среднюю 3.60 или 3.90м,  с тестом до 100-140гр. Такой размер подойдет в большинстве ситуаций.

Материал удилища

Сегодня в производстве фидеров, болонских удочек, маховых удилищ и других используют два основных материала: стекловолокно и карбон. Удилища могут производить полностью из этих материалов и из смеси между ними (композит).

Что лучше стекловолокно или карбон?

Вопрос не простой. К особенностям стекловолокна можно отнести:

достоинства: низкая цена, высокая прочность и стойкость к ударам, гибкость,
недостатки: по сравнению с карбоном стекловолокно обладает большим весом и меньшей упругостью.

Из стекловолокна довольно трудно сделать бланк с большим тестом. Поэтому с ним сочетают другие материалы, например тот же карбон, если это необходимо.

Чаще всего фидеры из стекловолокна имеют максимальный тест до 120 граммов. Если делать бланк с большим тестом то он будет толстым, тяжелым и как следствие не удобным при ловле.

Карбон (его также называют углеволокно или графит) обладает такими характеристиками:

достоинства: по сравнению с углепластиком карбон более легкий и жесткий.
недостатки: карбон боится ударов, поперечных деформаций и обладает более высокой ценой. У брендовых удилищ она может отличаться на порядок.

Соответственно карбоновый фидер будет более легким, тонким и прочным при таком же тесте что и у стекловолокна. Но при этом такой фидер будет больше бояться ударов и деформаций. Карбоновые удилища можно делать с большим тестом, что полезно не только в фидерной ловле, но и в карповой, где используют большие кормушки и грузила.

Композитный материал – сочетание стекловолокна и карбона, обладает усредненными характеристиками обоих материалов. Соответственно обладая средней ценой, фидер из композита может быть оптимальным выбором.

Теперь на вопрос:

Какой материал фидера лучше стекловолокно, карбон или композит?

 

Можно ответить: если средства позволяют, то карбон вне конкуренции. После него хорошим выбором будет композитное удилище. Ну а если вам нужен фидер небольшой длины и с небольшим тестом, то можете смело брать стекловолокно.

Количество вершинок

Фидерные удилища комплектуются несколькими вершинками. На каждой из них указал оптимальный тест. Как правило, жесткой вершинкой ловят на течении, а более гибкие, которые лучше сигнализируют поклевку, используют на стоячей воде и в безветренную погоду.

Кольца

Как правило, на дешевых удилищах используют менее качественные кольца из керамики, которые не позволяют использовать плетеный шнур. На композитных и корбоновых удилищах ставят более качественные кольца со вставками из материалов Sik или циркония. Хотя качества колец не основная характеристика, на которую обращают внимание при выборе фидера, но она очень важная. И обязательно при покупке нужно уделить внимание на этой особенности.

И на последок:

Опытные рыболовы, которые не один сезон отловили фидером, имеют в своем арсенале 2 или 3 фидера, которые перекрывают все нужные дистанции ловли, и позволяют ловить на любом водоеме. Например, можно иметь в наличии два фидера, один, для ловли на стоячей воде, с тестом до 100гр и длиной до 3-3,6 метра, а второй, для течения, с тестом до 150гр. (3,6-4,2м).

Смотрите полезные статьи:

Какой фидер выбрать? Видео про выбор первого фидера — просто и понятно об оптимальном выборе

Как выбрать длину фидера и повысить эффективность прикармливания? — какая длина удилища оптимальная и как от нее зависит точность прикармливания

Выбор фидера и катушки — подбираем снасти для ловли на течении

Выбор фидерного удилища для начинающих — на какие параметры фидера обратить внимание прежде всего

 

Добавить комментарий

Материалы удилищ

Несколько десятилетий тому назад выбирать удилище было довольно просто, что связано с банальной на то причиной: сам ассортимент был достаточно скуден. В настоящее же время в специализированных магазинах продаётся огромное количество самых разных удилищ, которые отличаются между собой по техническим характеристикам и конкретному предназначению.

Ещё один важный критерий – это материалы, из которых изготовлена та или иная модель. Именно этому параметру и посвящена данная статья.

Из каких материалов изготавливают удилища?

Если рассматривать всё разнообразие используемых ныне удилищ, то материалов обнаруживается весьма большое количество. К ним можно отнести нержавейка, алюминий, дерево, бамбук и даже тот же тростник.

Однако это те материалы, которые используются разве что заядлыми рыбаками-консерваторами или же в экстренных ситуациях. Мы же сосредоточимся на кратном анализе наиболее ходовых и современных материалов, к которым относятся стекловолокно, композит и углепластик.

Стекловолокно

Всё ещё достаточно распространенный, но уже устаревающий материал, который применяется преимущественно для производства бюджетных удилищ. Модели из стекловолокна стоят относительно недорого и не требуют слишком деликатной эксплуатации.

 Однако имеются у них и очень важные недостатки: во-первых, подобные удилища обладают низкой чувствительностью, а во-вторых, «палки» из стекловолокна, как правило, характеризуются солидным весом, что существенно влияет на удобство их использования. 

Удилища из карбона

Карбон (он же углепластик) является, пожалуй, лучшим материалом для удилища, особенно спиннингового.

Углепластиковые удилища характеризуются отличной чувствительностью при сохранении высоких показателей прочности; также они обладают меньшим весом по сравнению с моделями из стекловолокна.

Каждое карбоновое удилище имеет определенный модуль содержания графита, который обозначается на бланке (М1, М2 и т.п.).

Чем выше уровень содержания графита, тем большей жесткостью и скоростью реакции обладает удилище, тем более дальним будет заброс.

Однако вместе с этим повышается и хрупкость удилища. Какой модели отдать предпочтение – выбор сугубо индивидуальный.

Композит

Композитные удилища представляют собой «гибридные» модели, так как изготавливаются тоже из углепластика, но с добавлением стекловолокна. Поэтому и свойства у них компромиссные: умеренная жесткость, средняя хрупкость и дальнобойность.

На сегодняшний день удилища из композита получили большую популярность среди рыбаков, так как отличаются доступной стоимостью и достаточно неплохими показателями качества.

Статья по теме: выбор фидерного удилища


Статьи по теме:






Оснастки для спиннинга (Техас, Каролина, дропшот)

Рыболовные узлы и поводки, прочность узлов

Как разбирать и смазывать катушку

Ловля на джеркбейты

Ловля на поверхностные приманки (глиссеры)

Ловля на пропбейт (приманка с пропеллером)

Как выбрать поппер, на что обращать внимание при выборе

Ловля на девон(уникальная блесна с пропеллером)

Cпиннербейт своими руками, (изготовление и ловля)























Рыболовные самоделки своими руками

 

Своими руками

16 тыс. просмотров

Рейтинг зимних блесен для ловли на окуня

 

Зимняя рыбалка

13 тыс. просмотров

Обзор лучших балансиров для зимней рыбалки

 

Зимняя рыбалка

1454 просмотров

Ловля на мормышки: разновидности, снасти, техника ловли

 

Зимняя рыбалка

19 тыс. просмотров

Виды рыбопоисковых эхолотов для рыбалки

 

Эхолоты

19 тыс. просмотров

Обзор алюминиевых лодок для рыбалки

 

Лодки

14 тыс. просмотров

Обзор и рейтинг эхолотов для рыбалки

 

Эхолоты

7 тыс. просмотров

Как выбрать катушку для спиннинга?

 

Катушки

10 тыс. просмотров

Электромоторы для надувных лодок(обзор)

 

Моторы

3 тыс. просмотров

Алюминиевые катера для рыбалки

 

Лодки

8 тыс. просмотров

Какую катушку выбрать для фидера — обзор характеристик

 

Фидер

19 тыс. просмотров

Характеристики и возможности фидерных удилищ

 

Фидер

6 тыс. просмотров

Рейтинг карповых катушек с байтранером

 

Карпфишинг

9 тыс. просмотров

Лодка для рыбалки: на что обращать внимание при пркупке

 

Лодки

21 тыс. просмотров

Как выбрать мотор для лодки?

 

Моторы

3 тыс. просмотров

Классификация воблеров и других приманок

 

Спиннинг

30 тыс. просмотров

Ловля на  силиконовые приманки

 

Спиннинг

15 тыс. просмотров

Лучшие воблеры на щуку: размер, цвет, проовдка

 

Спиннинг

4 тыс. просмотров

Ловля фидером на флэт-кормушки

 

Фидер

8 тыс. просмотров

Самодельная прикормка для леща своими руками

 

Фидер

21 тыс. просмотров

Ловля спиннингом на раттлины

 

Спиннинг

3 тыс. просмотров

Как выбрать карповую катушку: обзор и рейтинг

 

Карпфишинг

14 тыс. просмотров

Особенности современных материалов для удилищ

«

Углеволокно в 4 раза превосходит по прочности стальную нить того же диаметра, имея при этом в 5 раз меньший вес.

«

Карбон

Он же графит или углепластик. Бланки именно из этого материала пользуются повышенным спросом среди российских рыбаков-любителей. Такой «бум» карбона легко объясним: благодаря особой кристаллической структуре углеволокно в 4 раза превосходит по прочности стальную нить того же диаметра, имея при этом в 5 раз меньший вес. Поэтому карбоновые удилища отличаются прочностью и небольшим весом. А используя сочетание карбона разной модульности*, производители добиваются нужного строя (гибкости) удилища.

Пример: специалисты итальянской компании Tubertini для изготовления основной части спиннингового удилища быстрого строя Fenixx используют высокопрочный карбон японской марки Toray с модулем упругости 30 тонн, а для более чувствительной вершинки – Toray с маркировкой 36 тонн.

К недостаткам карбоновых спиннингов можно отнести их сравнительно высокую стоимость, а также хрупкость: углеволокно имеет низкую степень вязкости, что делает бланки из него неустойчивыми к ударам. Для продления срока службы удилище из углепластика рекомендуют хранить и перевозить в жестком тубусе, не бросать и с осторожностью использовать там, где есть риск ударов о камни.

Стекловолокно

Он же стеклопластик или фибергласс. Стекловолокно значительно уступает карбону по прочности. Поэтому стенки удилищ из этого материала значительно толще, чем у карбоновых, а значит, снасть имеет больший вес, менее гибкая и чувствительная. В то же время «палки» из фибергласса менее хрупкие.  

Минусом бланков из стекловолокна является их неустойчивость к ультрафиолету и отрицательным температурам. Без специальных примесей или покрытий стекловолокно быстро «стареет» при использовании на солнце, а в морозную погоду становится более хрупким.

К безусловным плюсам таких удилищ можно отнести их бюджетную стоимость. Кроме того, в некоторых видах ловли бланки из стекловолокна оказываются предпочтительнее карбоновых. Например, в троллинге, где важна устойчивость удилища к ударам о борт и перегрузкам, хрупкий углепластик рискует прийти в негодность гораздо быстрее «дубового» стекловолокна.

Композиты

Своего рода «гибридный» материал на основе сочетания разных пропорций углеволокна и стеклопластика. Такой подход позволяет добиться оптимального сочетания рабочих характеристик: композитные бланки имеют небольшой вес, хорошую «дальнобойность», достаточную чувствительность, но при этом неприхотливы в эксплуатации и не такие хрупкие, как карбоновые.

Если говорить о цене, то удилища из композитных материалов обойдутся дороже аналогов из стекловолокна, но дешевле «карбона». При этом процентное содержание «угля» в композитной смеси (от 15-20 до 70-80%) определяет не только выраженность тех или иных потребительских свойств бланка, но и его стоимость. Чем выше доля углеволокна в композите, тем дороже удилище.

_____________________________

*модульность или модуль упругости — степень устойчивость углеродного волокна к сжатию, растяжению и иным видам деформаций.

Удилища из стеклопластика,графита и карбона. Как быть? | planet-watersport.ru

16 Ноября 2018, 05:14 4254

Все современные спиннинги делаются полыми либо из углепластика, либо из стекловолокна, либо из их композиции (смеси). Следует помнить, что углепластик, графит, карбон — это одно и то же. Удилища из стеклопластика наиболее гибкие и тяжелые, с небольшим модулем упругости. Углепластиковые — самые легкие, жесткие и посылистые, с большим модулем упругости.

 

Но они более хрупкие, чем стеклопластиковые и требуют, соответственно, более бережного обращения. Средние по жесткости и наиболее распространенные — это удилища, сделанные из композита (к графитовым волокнам добавляются волокна из стеклоткани). Встречаются также удилища с добавлением кевлара (прочнейший материал, из которого изготавливают бронежилеты). Сегодняшние высокомодульные графитовые удилища не так прочны, как удилища, сделанные из низкомодульных волокон несколько лет тому назад. Но уменьшение прочности это не результат «хрупкости», как может показаться. Первые сорта графита, используемые для изготовления рыболовных удилищ, имели более высокую модульность, хотя и меньшую пластичность, чем стекловолокно. Однако их уровень эластичности был более чем достаточен для обеспечения адекватной прочности, и их высокий модуль упругости делает их экстремально чувствительными. На заре изготовления графитовых удилищ было тяжело достигнуть успеха даже с высокомодульными графитами потому, что при возрастании модуля упругости уменьшается пластичность. Больше углеволокна — больше жёсткость, но и хрупкость тоже, вот что предлагалось. 


Но углеволокно, известное как IM6, всё изменило. У IM6 не только выросла модульность, но и пластичность тоже достаточно высока. Сразу стало возможно облегчить изделия, увеличить чувствительность удилища без потери прочности из-за хрупкости. Большинство высокомодульных графитовых волокон, используемых в бланках сегодня, имеют модульность и пластичность выше, чем IM6. Таким образом, было бы некорректно сказать, что они более хрупкие, даже при сравнении ранних графитов и стекловолокна. Всё ещё нет сомнения, что легче сломать высокомодульное графитовое удилище, чем стеклопластиковое удилище. 
Но если они не более хрупкие, в чём же дело? Ответ довольно прост. Используя волокно, которое жёстче при том же весе, нет необходимости использовать столько же материала, достигая той же жёсткости, как было бы необходимо при использовании волокна меньшей модульности. Таким образом, сейчас мы имеем меньше материала в бланке, который обычно имеет при этом тонкие стенки. Более тонкие стенки не позволяют выдерживать те же нагрузки при ударе, как более толстые. Да, мы можем уменьшать диаметр и толщину стенок, но вы потеряете некоторую жесткость, поступая подобным образом и добавив больше волокна, улучшите эти … хорошо, мы просто начнём с начала до этой точки. 
Установленный факт, что большинство современных высокомодульных удилищ не хрупки, но они имеют более тонкие стенки, нежели их предшественники несколько лет назад. Они разработаны для получения высочайшего уровня эксплуатационных характеристик, в то же время позволяя надеяться на адекватную прочность. 
Если вы или ваши клиенты ломаете много удилищ вами сделанных и это высокомодульные удилища, скорее всего это происходит вследствие неправильного обращения с удилищем. Если не заботиться хорошо об удилище при хранении и эксплуатации, то я бы советовал опуститься к низкомодульным сериям бланков, которые лучше выдерживают удары и падения. Как и во многих других случаях, вы должны пойти на компромисс в одних характеристиках для достижения других. С очень высокомодульными удилищами вы теряете способность к падениям и ударам, но зато приобретаете более эффективный рыболовный инструмент. В другом случае, вы найдёте серии бланков, которые будут выдерживать испытания и вы должны решительно взять их, но, понимая, что это увеличение прочности будет ценой за характеристики. 

Лучше вовсе отказаться от спиннингов из стекловолокна, поскольку их большой вес и сравнительно малый модуль упругости притупляют чувство проводки. Опять же вы можете мне возразить: всю жизнь ловим «стеклом» и никаких проблем! Чтобы убедиться, что проблемы все-таки есть, достаточно попробовать в деле качественный «углевый» спиннинг. Сразу бросится в глаза, насколько четче ощущается проводка, и будет гораздо меньше «слепых» поклевок. 

Углепластик, при высоком его модуле, обладает и другими важными преимуществами перед «стеклом» и композитом. Возьмите произвольное удилище и встряхните его, как бы выполняя заброс. Как только движение руки остановится, вершинка спиннинга кивнет вперед и выпрямится. По тому, как это происходит, можно делать выводы о достоинствах удилища. 

Если встряхивание удилища рождает несколько размашистых переколебаний, что типично для многих «стеклянных» спиннингов и некоторых графитовых, воздержитесь от покупки такого удилища. В некоторых случаях склонность к переколебаниям сознательно заложена в строй, однако чаще она является паразитным свойством удилища — когда недостаточный модуль используемого материала не позволяет ее избежать. 
Считается, что «стекло» (и удилища из низкомодульных материалов вообще) лучше себя проявляет с теми типами приманок, которые предназначены для равномерной проводки. «Стеклянный» спиннинг не рвет рыбе губу и обладает определенными преимуществами при вываживании. Даже и среди «стекла» наблюдается широкий разброс по модулю упругости — от 6 млн. (E-glass) до 13 млн. (S-glass). Однако для наших с вами задач нужен модуль от 30 млн. единиц и выше, который недостижим для «стекла», но является вполне обычным для углепластика. 
В прежние времена чувствительным называли удилище, которое главным образом по зрительному восприятию передавало максимум информации о происходящем с приманкой — ее ход, игру и, разумеется, поклевку. Зрительное восприятие касалось прежде всего самого кончика спиннинга — именно он служил основным индикатором проводки и поклевки. Непосредственно в руку, держащую удилище, что-то если и передавалось, то в очень и очень ослабленном виде…. 
Собственно, и сейчас кончик спиннинга остается для нас одним из источников информации, но роль его уже отнюдь не исключительна. С появлением и совершенствованием «углевых» удилищ все большее значение стало приобретать не визуальное, а мышечное восприятие проводки и поклевки рыбы. 
По-настоящему чувствительный спиннинг дает возможность без напряжения, не глядя на вершинку и на леску, отчетливо ощущать все происходящее с приманкой. Это качество очень важно отнюдь не только для ловли, например, в темное время или для людей с неидеальным зрением. Чувствительность «в руку» делает процесс ловли более комфортным и менее утомительным, особенно когда речь идет о ловле на джиг. Кроме того, восприятие через мышечные рецепторы значительно сокращает интервал времени между поклевкой и подсечкой. И это уже не только практический рыболовный опыт, но и данные нейрофизиологической науки. Рука реагирует быстрее на то, что она непосредственно ощущает, нежели когда в роли приемника информации выступает глаз… 
Насколько все это серьезно — попробуйте решить для себя сами. Все-таки спиннинги с чувствительностью «на глаз» были, есть и будут. Тем более что основная их масса принадлежит к недорогому, или народному, классу. Если же вы склоняетесь к выбору удилища с чувствительностью «в руку», то здесь надо иметь в виду несколько принципиальных моментов. 
Первое. При прочих равных условиях более чувствительным будет тот спиннинг, бланк которого изготовлен из более модульного материала. Под модулем изначально подразумевается известный из школьного курса физики модуль упругости Юнга. 
Наверное, нет особой необходимости лишний раз пояснять, что это такое — кто знает, тот в том не нуждается, кто не знает, тому оно вроде как и не интересно. Однако здесь стоит сделать одно существенное замечание. Разные фирмы, поставляющие на рынок спиннинговые удилища, пользуются разными системами количественной оценки модульных характеристик своих удилищ. Иными словами, впрямую сравнивать по заявленной модульности можно только удилища от одной фирмы. 
Что еще важно — модуль упругости это внутренняя характеристика исходного материала бланка. То, что получается на выходе (то есть готовые удилища) при одинаковом исходном модуле могут иметь существенно разную чувствительность, поскольку она зависит и от других факторов. 
Второе. С увеличением модуля графита возрастает его цена и обостряется вопрос «выживаемости»: спиннинг из высокомодульного «угля» требует к себе более аккуратного обращения. Попытки создать одновременно дешевое и «звонкое» (то есть чувствительное за счет модульности) удилище, как правило, не очень удачны. В последнее время на рынке появилось изрядное количество китайских удилищ этого рода, которые, вроде бы, производят приятное начальное впечатление, но вот статистика поломок по ним в итоге оказывается просто неприличной. 

Некоторые вопросы конструкций удилищ 

Выбор подходящего спиннинга это проблема, решаемая по разному: в лоб по принципу — чем дороже, тем лучше, по степени доверия к фирме, по чьему-то совету или по собственной интуиции. Цена вопроса в денежном эквиваленте довольно высока, а информации крайне мало. Ассортимент в магазинах огромен и при этом отсутствует единая классификация. Единственный параметр, предлагаемый покупателю это массовый тест, но не все хорошо представляют себе, что это такое. Основные параметры конструкционных материалов хлыста нигде не сертифицируются. Каждая фирма — изготовитель естественно предлагает самое-самое. Специалисты говорят разное: одни, что должен быть параболический строй другие, что бывают удочки быстрые или не очень, а один сказал, растопырив пальцы, что это должно быть черным и тока от Гарри Лумиса, ну типа как у меня. Конечно, серьезные фирмы считают свои хлысты, но информацией не делятся, видимо имея на то причины, которых позже слегка коснемся. 
Кроме эстетического услаждения своего владельца (что тоже конечно крайне важно) у любого удилища есть две функциональные обязанности — это заброс приманки и вываживание добычи. Последняя самая радостная стадия, как и большинство систем с биологическими объектами практически не поддается расчетам из-за многовариантности поведения последних. Описывая процесс качественно можно сказать, что ввиду наличия даже малого момента инерции у шпуль катушек всех типов растягивающее усилие на леске при резком рывке может значительно превышать установленное на тормозном фрикционе. Амортизацию таких рывков производит упругая конструкция хлыста, а вот доверять ситуацию полностью тормозам катушки можно только имея двух — трех кратный запас разрывной прочности. 

Для производства современных спиннингов и нахлыстовых удилищ применяются композиционные материалы. Упрочнителями служат волокна: стеклянные, углеродные, борные и их разнообразные сочетания, уложенные слоями под разными углами. Содержание их в материале достигает 60 — 80 об %. Прочность и модуль упругости композита определяется свойствами упрочнителя. Матрица только связывает композицию, придавая ей форму. Как правило, это полимер: чаще всего встречаются эпоксидная фенолоформальдегидная или полиамидная матрица. 
Ранее других появился ориентированный стеклопластик. Его недостаток это невысокий модуль упругости: Е ~ 60 Гпа, 0,6*105 h/mm2. Материал обладает высокой выносливостью на изгиб до 2*107 циклов, хорошим относительным удлинением при разрыве ~ 2 % технологичен и дешев. Его применение, на мой взгляд, полностью оправдано для удилищ с массовым тестом > 50 гр. 
Карбоволокниты (углепласты) содержат углеродные волокна иногда с примесью стекловолокон. Модуль упругости на растяжение Е=150 — 200 Гпа, 1,5-2,0*105 h/mm2. Относительное удлинение при разрыве около 0,5 %. Обладают высокой электропроводностью. Устойчивы к воздействию агрессивных сред и излучения. Высокое статическое и динамическое сопротивление усталости сохраняется при нормальной и очень низкой температуре (высокая теплопроводность предотвращает саморазогрев за счёт внутреннего трения). Недостаток — технологически сложный процесс изготовления и соответственно высокая себестоимость. 
Бороволокниты (упрочнитель — борные волокна) отличаются высокой прочностью Е > 200 Гпа, 2,0*105 h/mm2 и твердостью. Ячеистая микроструктура борных волокон обеспечивает высокую прочность при сдвиге на границе раздела с матрицей. Относительное удлинение на разрыв около 0,4%. Полупроводник. Для облегчения технологического процесса применяются комплексные боростеклониты, в которых несколько параллельных борных волокон оплетаются стеклонитью придающей формоустойчивость. 

В заключение интересно привести значения модуля продольной упругости для некоторых материалов: 

Сталь 195 / 210 Гпа 1,95 / 2,1*105 h/mm2 

Алюминий 70 Гпа 0,7*105 h/mm2 

Дерево 10 / 12 Гпа 0.1/0.12*105 h/mm2. 

 

Таким образом, видно, что композиты по удельной жесткости (жесткость на единицу массы) в несколько раз превосходят обычные материалы. На практике это показатель, определяющий вес удочки с заданной жесткостью, которая достигается необходимой толщиной стенок полого трубчатого хлыста. Сравнивая между собой композиты, надо отметить, что углепласт на четверть легче бороволокнита, а это полностью компенсирует его меньший модуль упругости. Другой путь повышения жесткости конструкции не приводящий к увеличению веса лежит в увеличении наружного диаметра самой трубки. Следует отметить снижение величины относительного удлинения при разрыве с увеличением модуля упругости (удельная прочность однонаправленного стекловолокна в несколько раз выше бороволокна), что означает уменьшение допустимого угла изгиба удилища и накладывает ограничения на предельный внешний диаметр. Проще говоря, высокомодульный углепласт сломать намного проще дешевой удочки из стекловолокна, низкий модуль упругости которого можно компенсировать увеличением геометрии конструкции. В отношении бамбуковых удилищ вопрос сложнее, но преимущество синтетики это технологичность и инертность ко всякого рода воздействиям. 
Изгибаясь самым невероятным образом, спиннинг работает в предельных режимах многократной деформации. Современные композиционные материалы допускают несколько миллионов подобных циклов и тысячи часов длительного изгиба. К сожалению подобного нельзя сказать о декоративных покрытиях, которые к тому же ухудшают упругие свойства или попросту скрывают дефекты самого бланка. По условиям эксплуатации на рыбалке композиты не нуждаются в защите. От механических повреждений хорошо предохраняет тубус и бережное отношение. Самая прочная конструкция с точки зрения теории должна иметь ровную полированную естественную поверхность. 

Модуль: чем больше, тем лучше. 

Прежде, чем рассматривать, как величина модуля волокон влияет на свойства спиннинга необходимо понять, что же собственно представляет собой этот модуль? 

Определение из учебника по сопротивлению материалов: Коэффициент пропорциональности Е, связывающий нормальное напряжение и относительное удлинение, называется модулем упругости. 

Другими словами, чем больше модуль, жестче стержень при тех же размерах. 

В международной системе единиц модуль Е измеряют в тех же единицах, что и механическое напряжение или давление, т.е. в Па (паскаль). Поскольку численные значения модуля весьма большие, для компактности записи применяют приставку Г(гига), означающую миллиард. Пример модулей упругости материалов: стекловолокно 95-100 ГПа, сталь 195-205 ГПа, углеродное волокно 216-677 ГПа, вольфрамовая проволока 420 ГПа. 

Модуль упругости материала численно равен механическому напряжению, которое необходимо создать в стержне, чтобы растянуть его в два раза. 
А как влияет величина модуля волокон на свойства спиннинга? 
Если критерием качества спиннинга считать модульность исходного материала, то спиннинги, изготовленные из стали и низкомодульного углеродного волокна будут обладать одинаковыми свойствами. Очевидно, что это не так. 

Критерием качества материала для спиннинга является не величина модуля упругости и прочность, а отношение этих величин к массе, т.е. удельная прочность и удельная жесткость. По указанным параметрам углеродные волокна превосходят лучшие стали и титановые сплавы в несколько раз. 

Чтобы наглядно представить, как влияет модуль на свойства бланка, проведем мысленный эксперимент. 

Представим себе некоторый бланк, изготовленный из материала модулем, равным скажем Е некоторых единиц. Предположим, что мы приложили к нему максимально допустимую нагрузку, и он получил некую деформацию. Если модуль материала спиннинга увеличить в два раза, то под воздействием той же нагрузки он деформируется в два раза меньше, а накопленная потенциальная энергия уменьшится в четыре раза. Если попытаться деформировать спиннинг до прежней величины, то он сломается. В конечном результате мы получим спиннинг с более узким тестовым диапазоном, поскольку верхняя граница теста не изменится, а нижняя сильно возрастет. 

Если одновременно с модулем увеличить вдвое прочность материала, то увеличится верхняя граница теста, и мы получим более совершенный спиннинг, но в другом весовом классе. 

Чтобы вернутся к исходному весовому классу, мы можем уменьшить диаметр бланка или толщину стенок. При тех же упругих и прочностных свойствах мы получим боле легкий и, следовательно, более быстрый бланк. 

Отсюда вывод: увеличение модуля упругости материала бланка оправдано только при одновременном увеличении прочности. 

Структура углеродного волокна зависит от исходного сырья, состава макромолекул, степени вытяжки волокон, технологии их получения и многих других параметров. В связи с этим углеродные волокна, получаемые из разных синтетических волокон, имеют разное соотношение модуля упругости и прочности. Величина модуля упругости никак не связана с прочностью волокна. 

Но даже лучшее углеродное волокно – это просто пучок ломких нитей. Чтобы получить из отдельных нитей высокопрочный материал, их необходимо соединить в одно целое посредством связующего вещества. Свойства конечного материала будут очень сильно зависеть от технологии укладки, уплотнения степени ориентированности и еще многих других параметров, определяемых технологией изготовления. Причем модуль упругости получаемого углепластика практически не изменится, а вот прочность, особенно удельная, целиком определяется технологией изготовления бланка. 

Очень важно понимать тот факт, что жесткость удилища определяется не только модулем упругости материала, но и наружным диаметром, толщиной стенок и длиной. 

Т.е. жесткость удилища определяется как модулем материала, так и геометрией бланка. 

Важнейшее прочностное свойство углепластика – ударная вязкость, т.е. способность противостоять ударам целиком определяется технологией изготовления бланка и никак не зависит от изначальных свойств волокон 

Углеволокно имеет определённые показатели прочности и способности сопротивляться растяжению. От способов производства углеволокна зависят эти характеристики. Но бланк — это композиционный материал, состоящий из углеволокна и связующего. Вторая часть не менее важна, чем первая, равно и характер их взаимодействия (адгезия и прочая). Но об этой второй части производители молчат в большинстве случаев. Ну представьте: вы строите 9-этажный дом из монолитного бетона. И будете покупателям квартир рассказывать, что у вас стоит титаново-углеволоконная арматура, аналогов которой нет. А бетончиком-то её завливаете марки М50, который пальцем ткни — рассыплется. Так и со всеми этими IM6-IM10. 

Выводы: 

1. Жесткость бланка, модуль упругости материала бланка и модуль упругости исходных углеродных волокон – это совершено разные характеристики. 

2. Высокий модуль материала без высокой прочности бесполезен. 

3. Увеличение модуля упругости материала бланка имеет смысл при одновременном увеличении прочности. 

4. Высокая удельная прочность важнее, чем высокий модуль. 

5. Величина модуля и прочность материала никак не связаны между собой. 

6. Величину удельной прочности производители указывают. 

7. Свойства бланка гораздо больше зависят от технологии изготовления и конструкции, чем от изначальных свойств углеволокна. 

8. Для спиннингистов – практиков знание этих параметров не обязательно, и даже вредно, поскольку затуманивает объективное восприятие качества бланка. 

Окончательный вывод: величина изначального модуля упругости углеродных волокон, без указания других параметров не дает никакой информации о свойствах бланка. 

И, наконец, информация для размышления: материалы, из которых изготовлены консервная банка и лезвие хорошего ножа, имеют одинаковый модуль упругости

https://menstois.ru

Как выбрать удочку?

18.03.2013

Маховое удилище – это самая простая снасть, недорогая и не требующая специального оборудования. Таким удилищем ловить можно на любом водоеме и практически любую рыбу. Но если удочка неверно подобрана и оснащена, она испортит от рыбалки все удовольствие. Поэтому к выбору и оснащению махового удилища надо подходить грамотно.

Выбор материала

Удилища изготавливаются из стекловолокна, углеволокна и их смеси (композит). Удилища, изготовленные из стекловолокна, самые тяжелые и дешевые, по строю – слишком мягкие. Их длина не должна превышать пяти метров – только тогда ими можно пользоваться. Материал стекловолоконных удилищ часто указывают на комле – Glass или Fiberglass. Впрочем, бывает, что на «стеклянных» удочках пишут, что это – уголь. Если вы не поняли истину по весу, открутите нижнюю заглушку и посмотрите на стыки колен: стеклопластик имеет светло-коричневый цвет.

Композитные удилища намного легче «стеклянных» и дороже. Они могут иметь длину до 7-8 метров. Углеволоконные – самые легкие и качественные, они маркированы Carbon или High Carbon. При одинаковых размерах стеклопластиковое весит полкило, а углепластиковое – 160 граммов: согласитесь, каким легче размахивать. Но углепластиковые удилища – довольно хрупкие, и новичку лучше ими не пользоваться. Начинать следует с композитных, хотя они и немного тяжелее.

Вес удилища определяется также модульностью угля: если сравнить одинаковые по размерам удилища из материала IM6 и IМ8, то второе окажется легче и быстрее.
Поскольку условия рыбалки не всегда известны заранее, да и в процессе ловли могут изменяться, лучше всего иметь набор из двух удочек разной длины: например, 8-10-метровое – для дальних дистанций ловли, и 5-6-метровое – для рыбалки у берега.

Строй удилища

Это – не менее важный параметр, чем длина и вес. Означает он характер изгиба под нагрузкой и определяет как бросковые качества, так и возможность погашать при вываживании рывки рыбы. Цифровых характеристик строя нет – говорят о медленном или мягком строе, среднем и быстром (жестком). На медленное удилище можно вытянуть крупную рыбу тонкой леской, медленные и средние удилища хороши для забрасывания легкой оснастки, даже при сильном встречном ветре.

Но слишком мягкое удилище приводит к запаздыванию подсечки, такое удилище трудно остановить у самой воды при забрасывании, избежав удара о воду. С другой стороны, слишком жесткое плохо забрасывает легкое оснащение и при вываживании рыбы менее удобно. Зато при боковом ветре пользоваться жестким удилищем комфортнее.
Для спортивной ловли, при которой вываживать надо быстро, лучше подойдут быстрые удилища, а для ловли любительской хорошо пользоваться средне-быстрыми.

Кончик удилища

Чем тоньше кончик удилища, тем к более высокому классу оно относится. Бывают кончики полые и монолитные, а также комбинированные. Полый кончик в тонкой части должен быть не толще 1,4 мм, а монолитный – 0,5-0,9 мм. Если вам в магазине попалось удилище с более толстым кончиком, то это или снасть, рассчитанная на крупную рыбу, на карпа, например, или просто некачественное удилище.

Выбрать удочку.

Композит или карбон что лучше

Несколько десятилетий тому назад выбирать удилище было довольно просто, что связано с банальной на то причиной: сам ассортимент был достаточно скуден. В настоящее же время в специализированных магазинах продаётся огромное количество самых разных удилищ, которые отличаются между собой по техническим характеристикам и конкретному предназначению.

Ещё один важный критерий – это материалы, из которых изготовлена та или иная модель. Именно этому параметру и посвящена данная статья.

Из каких материалов изготавливают удилища?

Если рассматривать всё разнообразие используемых ныне удилищ, то материалов обнаруживается весьма большое количество. К ним можно отнести нержавейка, алюминий, дерево, бамбук и даже тот же тростник.

Однако это те материалы, которые используются разве что заядлыми рыбаками-консерваторами или же в экстренных ситуациях. Мы же сосредоточимся на кратном анализе наиболее ходовых и современных материалов, к которым относятся стекловолокно, композит и углепластик.

Стекловолокно

Всё ещё достаточно распространенный, но уже устаревающий материал, который применяется преимущественно для производства бюджетных удилищ. Модели из стекловолокна стоят относительно недорого и не требуют слишком деликатной эксплуатации.

Однако имеются у них и очень важные недостатки: во-первых, подобные удилища обладают низкой чувствительностью, а во-вторых, «палки» из стекловолокна, как правило, характеризуются солидным весом, что существенно влияет на удобство их использования.

Удилища из карбона

Карбон (он же углепластик) является, пожалуй, лучшим материалом для удилища, особенно спиннингового.

Углепластиковые удилища характеризуются отличной чувствительностью при сохранении высоких показателей прочности; также они обладают меньшим весом по сравнению с моделями из стекловолокна.

Каждое карбоновое удилище имеет определенный модуль содержания графита, который обозначается на бланке (М1, М2 и т.п.).

Чем выше уровень содержания графита, тем большей жесткостью и скоростью реакции обладает удилище, тем более дальним будет заброс.

Однако вместе с этим повышается и хрупкость удилища. Какой модели отдать предпочтение – выбор сугубо индивидуальный.

Композит

Композитные удилища представляют собой «гибридные» модели, так как изготавливаются тоже из углепластика, но с добавлением стекловолокна. Поэтому и свойства у них компромиссные: умеренная жесткость, средняя хрупкость и дальнобойность.

На сегодняшний день удилища из композита получили большую популярность среди рыбаков, так как отличаются доступной стоимостью и достаточно неплохими показателями качества.

Когда рыболов выбирает спиннинг, карбон для бланка является лучшим материалом. Углепластиковые удилища по прочности не уступают стальным, но весят намного меньше.

Что собой представляют карбоновые спиннинги

Карбоновые спиннинги изготовлены из композитного материала, который состоит из углеродных нитей, находящихся в оболочке из смол. Эти нити обладают высокой прочностью. Для изготовления удилища из карбона применяют ткань из углеродных нитей, находящихся под некоторым углом друг к другу. Эта ткань обладает высокой жесткостью и легкостью.

Параметры спиннингов из углепластика различаются в зависимости от модульности графита и особенностей изготовления. В состав материала производители добавляют смолы, от качества которых зависит чувствительность, строй удилищ. Так, удочки с быстрым строем содержат меньшее количество смол, а спиннинги с медленным строем — большее их число.

Если сравнивать удочки углепластиковые — какая лучше, сказать сложно, это решает рыболов. Карбоновые спиннинги из хорошего углеволокна бывают цельными, телескопическими и штекерными. От способа распределения пропускных колец зависит наибольшая нагрузка, которую выдерживает спиннинг и дальность заброса наживки. Спиннинги выпускаются с рукоятками различных форм, изготовленных из разных материалов. Углепластиковые удилища оснащаются катушкодержателями, которые имеют свои особенности конструкции.

Достоинства и недостатки материала

Спиннинг, изготовленный из карбона, обладает всеми показателями качества данного материала.

Преимуществами карбоновых удилищ являются:

  • легкость;
  • повышенная чувствительность;
  • высокая эффективность.

Рыболов, который применяет карбоновый спиннинг, чувствует даже небольшое движение приманки и может определить осторожную поклевку. Спиннинг отличается высокой упругостью и сбалансированностью, что позволяет осуществлять дальний заброс лески и выдерживать сопротивление крупной рыбы.

Недостатками карбоновых удочек являются:

  • хрупкость;
  • высокая стоимость;
  • необходимость использования кофров для перевозки спиннинга.

Часто рыбаку приходится сравнивать стекловолокно, стеклопластик, фибергласс — что лучше для спиннинга. Опытные рыболовы выбирают из материалов наилучший — композит из углеродных нитей, карбон.

Таким образом, можно сделать вывод, что при должном уходе углепластиковые удочки являются удобными, надежными и долговечными. В конце рыбалки надо очищать удилища от загрязнений, что продлит срок их эксплуатации.

Наиболее популярны карбоновые спиннинги штекерного вида. Они лучше телескопических по всем характеристикам. Поскольку телескопические карбоновые удочки состоят из нескольких колен, каждое звено увеличивает вес и уменьшает чувствительность снасти.

Единственным достоинством телескопической удочки является ее компактность в сложенном виде, что удобно при перевозке. Тем не менее телескопическое удилище из карбона намного легче и чувствительнее телескопических удочек, изготовленных из прочих материалов.

Выбираем карбоновое удилище

Карбоновый спиннинг нужно выбирать по таким характеристикам:

  1. Вес. Различают изделия ультралегкие — весом до 7 г, легкого класса — весом 7−15 г, средние — весом 15−40 г, тяжелые — более 40 г.
  2. Строй. Спиннинги могут быть: быстрого строя, когда изгибается только конец бланка; медленного строя, когда изгибается весь бланк, начиная от ручки.
  3. Длина. Удилища м.б. размером от 180 до 360 см.
  4. Тест, который является условным весом приманки и составляет от 1 до 20 г.

Поплавочное

Карбоновые поплавочные спиннинги бывают:

  • с глухой оснасткой;
  • маховые;
  • матчевые;
  • английские удилища;
  • штекерные.

Удилищем с глухой оснасткой можно ловить рыбу в сложных условиях, например в заросшем пруду. Здесь нельзя применять изделие с катушкой, т.к. леска будет цепляться за траву. Длина такой снасти должна быть меньше нависающих над прудом ветвей, строй должен соответствовать размеру трофея.

Маховое удилище также не оснащается катушкой. Эта снасть обладает мягким строем. Таким спиннингом пользуются на открытых участках реки. Снасть позволяет с легкостью забрасывать приманку в одно и то же место. Английская удочка оснащается катушкой и применяется для проводной ловли на течении. Конструкция не должна быть слишком гибкой.

Карповое

При выборе снасти надо учитывать условия ловли. При этом нужно брать во внимание не чувствительность изделия, а его способность противостоять сопротивлению крупной рыбы. Надо учитывать расстояние заброса.

  • условия ловли;
  • стоимость оснастки;
  • наличие данного вида изделий в магазинах.

Фидер

Фидерные удилища, по сравнению с карповыми, более универсальны. Они могут состоять из 2−3 секций, в комплекте к ним имеются тонкие чувствительные вершинки. Для фидерной удочки они играют роль сигнализатора клева. Бланк изготавливают из карбона, а вершинку из стеклопластика, т.к. этот материал менее хрупкий. Фидеры можно применять для дальних забросов и ловить на них крупную рыбу.

Их используют для ловли на течении. Для ловли крупных рыб нужны удочки класса «хэви» с максимальным весом оснастки от 100 г. Несмотря на высокую мощность удилищ, чувствительные вершинки могут различить осторожную поклевку.

Рейтинг лучших карбоновых спиннингов

Mikado X-plode — штекерный карбоновый спиннинг. Его длина 2,4 м, тест 5−23 г, вес 176 г, медленный строй. Используется для рыбалки на блесны.

Kosadaka Voyager Tele 210 M — удочки телескопические, карбоновые; имеют размеры: длина 2,1 м, длина в сборке 0,8 м, тест 10−30 г, быстрый строй. Ввиду компактных размеров в сложенном виде отличается удобством транспортировки.

Shimano Dialuna — дорогие спиннинговые карбоновые удилища. Длина 2,59 м, быстрый строй, тест 5,21 г, вес 126 г. Это мощный бланк, который позволяет ловить рыбу крупных размеров.

Sams Fish — маховое удилище карбоновое, 6 метров, количество секций — 7, длина в сложенном виде — 112 см, тест 5−30 г, вес 276 г. У этой конструкции быстрый суперчувствительный строй, удобная рукоятка, высокая прочность.

Если сравнить сегодняшний ассортимент удилищ с ассортиментом пару десятков лет назад, то можно с уверенностью сказать, что используемые сегодня удилища, изготавливаются из совершенно новых современных материалов, полностью заменивших бамбук и дерево. В зависимости от используемого материала, все удилища можно разделить на следующие группы: удилища из стекловолокна (фибергласс), карбоновые удилища (их еще называют удилища из углепластика, углеволокна, графита) и третья группа это удилища из композитных материалов — смесей стекловолокна и углепластика. Использование разных материалов конечно же, влияет на качество и характеристики удилищ, и у каждого материала есть свои достоинства и недостатки.

Удилища из стекловолокна первыми заменили натуральные материалы. Стеклопластиковые удилища это довольно распространенный вид удилищ, они пользуются спросом благодаря своей невысокой стоимости, неприхотливости в уходе и эксплуатации. Удилища из стекловолокна легко переносят транспортировку и неизбежные в этом случае микроудары о другие удилища или стойки. Удилище из стекловолокна не требует слишком бережного и осторожного обращения, что несомненно является большим плюсом. Фиберглассовые удилища обладают большой гибкостью и выдерживают большие нагрузки, но оплатой за это является низкая чувствительность и сравнительно большой вес удилища. Из ассортимента удилищ Адамс к удилищам из стекловолокна относятся: Удилище фидерное ADAMS PRO POWER FEEDER, Удилище поплавочное ADAMS NCH EXPLORER Bolognese и очень популярное у наших покупателей Удилище фидерное ADAMS EXTRA POWER FEEDER.

Карбон, графит или углепластик считается более современным и лучшим материалом для изготовления удилища. Карбоновые удилища имеют вес меньший, чем у стекловолоконных своих собратьев, кроме этого к достоинствам карбоновых удилищ можно отнести хорошую чувствительность и достаточную прочность. Различаются карбоновые удилища по модулю содержания графита. Этот показатель выглядит как IM-1, IM-2, IM-3, IM-4….IM-9, IM-10. Такую маркировку можно увидеть на бланке удилища, очень важно обращать на нее внимание и учитывать при выборе удилища для какого-то вида рыбной ловли. Так, например, удилища из низкомодульного графита отличаются мягкостью, пластичностью, они уступают в скорости реакции, но для них характерна меньшая хрупкость. А удилища с более высоким показателем модуля содержания графита, таким, как 8, 9 или 10 характеризуются жесткостью и лучшей скоростью реакции, потому такие удилища отлично подойдут для дальнего заброса. Высокомодульные удилища имеют отличную чувствительность, они позволяют уловить поведение приманки не только визуально, но и мышечно, «в руку», это несомненное преимущество делает комфортной рыбную ловлю в сумерках, при плохой видимости. Но эксплуатировать такие удилища следует аккуратно, так как они обладают большей хрупкостью. Транспортировать и хранить такое удилище следует в жестком тубусе, а при использовании избегать случайных ударов о камни или другие снасти, так как это может повредить удилище. Также следует помнить, что графит является отличным проводником электричества, поэтому стоит воздержаться от рыбной ловли таким удилищем в грозу. Как примером высококарбоновых удилищ можно назвать сверхчувствительный Спиннинг ADAMS UNIQUE ULTRA UNIVERSAL с показателем IM-10 и Спиннинг ADAMS PREMIER POWER JIG с показателем IM-8 — как отличное джиговое удиилище.

Отдельно стоит обратить внимание на би-спиральный карбон. Удилища, изготовленные из этого материала, отличаются повышенной прочностью и гибкостью, не теряя при этом в чувствительности. Например удилища ADAMS серии Bimax, такие как Спиннинг ADAMS BIMAX LIGHT, выдерживают изгиб до 180 градусов и отлично подходит как для дальних забросов, так и для ловли с лодки.

Композитные материалы это своего рода компромисс, в результате использования которого можно получить удилище с неплохими характеристиками и по доступной цене. Композит представляет собой углепластик с добавлением стекловолокна. Полученный таким образом материал, обеспечивает удилищам среднюю жесткость, неплохую дальность заброса, среднюю хрупкость и умеренную стоимость. Благодаря этим качествам, композитные удилища сегодня получили достаточно широкое распространение.

Таким образом, можно сделать вывод, что каждый из материалов, используемых для производства удилищ имеет свои преимущества и подбирать удилище следует исходя из условий, вида рыбной ловли и тех требований, которые вы предъявляете к удилищу. Удачного вам выбора!

Обработка углеродных композитов: рискованное дело

Возможно, нет той части процесса производства композитов, которая страдает от переменных факторов и неопределенностей, связанных с полимерами, армированными углеродным волокном, больше, чем механическая обработка.

Увеличилось не только использование композитов из углеродного волокна — в таких разнообразных проектах, как F-35 Lightning II , V-22 Osprey , Boeing 787 Dreamliner и Airbus A350 XWB — но и огромные размеры композитные конструкции также увеличились.«Пять лет назад детали имели максимальную длину 10 футов и толщину от четверти до половины дюйма», — говорит Дэн Купер, менеджер по продукции CYCLO CUT в MAG Productivity Solutions (Хеврон, Кентукки). «Сегодня мы рассматриваем 60-футовые обшивки крыльев толщиной от 1 до 4 дюймов. Никогда с тех пор, как появился титан 20 лет назад, вы не видели, чтобы материал оказал такое большое влияние на аэрокосмическую промышленность ».

По мере того, как использование и размеры углеродных деталей увеличиваются, допуски на размеры, с которыми должны быть изготовлены эти конструкции, резко ужесточились — сегодня предел погрешности настолько мал, что практически отсутствует.Таким образом, механическая обработка важна как никогда.

Это нетривиальные вопросы: обработка часто является единственным способом довести отвержденную, почти полную композитную структуру до ее окончательных размеров. В аэрокосмической отрасли эта структура, близкая к сети, вероятно, будет представлять тысячи, если не миллионы, долларов инженерных знаний, материалов и производственных затрат. Неправильное усилие обработки редко можно исправить и, таким образом, представляет фатальную угрозу производительности и прибыльности.«Композиты неумолимы, — говорит Купер. «Эти материалы отлично демонстрируют слабые места в вашем процессе обработки».

Совершенно разные материалы

Чтобы понять почему, сначала нужно понять, что на самом деле происходит при механической обработке. Проще говоря, обработка управляемая, управляемая ломка. Исторически сложилось так, что аэрокосмическая обработка выполнялась для монолитных металлических материалов — стали, алюминия, титана и т. Д. Большинство металлов образовано из кристаллических структур.«В металлах есть естественные линии изломов и напряжений», — говорит Том Корнуэлл, специалист по применению в поставщике режущего инструмента Onsrud Cutter LP (Либертивилль, штат Иллинойс). Эти линии излома позволяют «расклинивать» кристаллические структуры путем сверления или механической обработки детали. Они имеют тенденцию разламываться на более или менее однородные куски и биты при контакте со станком или гидроабразивом, и их можно легко обрабатывать все меньшими и меньшими шагами для достижения желаемых размеров. Эта предсказуемость и тот факт, что люди обрабатывали, манипулировали и накапливали научные знания о металлических материалах в течение сотен лет, делает обработку, сверление и фрезеровку металлов относительно рутинной процедурой, а также делает металлы привлекательными и относительно простыми в управлении.

Для сравнения, композиты реагируют совсем иначе и не так предсказуемо. Марк Сабертон, главный инженер производителя гидроабразивных машин Flow International Corp. (Кент, Вашингтон), описывает разницу аналогичной аналогией: «Когда вы обрабатываете композиты, вы не снимаете материал, как при обработке металла». Здесь слоистая конструкция объединяет полимерную матрицу с, как правило, дискретными слоями армирования хрупкими волокнами. «На самом деле вы обрабатываете волокна, и правильный способ их обработки — ломать их.”

Поскольку взлом является намерением, конечно, существует постоянный риск того, что эта насильственная деятельность приведет к расслоению, что приведет к отказу или отказу детали. «Расслоение и разрыв композитных деталей в большинстве случаев влияет на внутреннюю структуру основного продукта и не подлежит ремонту», — отмечает Корнуэлл из Онсруда.

Композиты ломаются менее предсказуемо, чем металлы, потому что большее количество переменных определяет реакцию композита — тип волокна, тип смолы, ориентация волокна в точке контакта, толщина композитной детали, твердость матрицы и термочувствительность, а также тип композитной детали. строительство (сэндвич vs.цельный ламинат). Таким образом, машинист по производству композитных материалов должен учитывать все эти переменные при выборе процесса обработки и адаптации его к конкретному применению.

Системы обработки 101

На выбор предлагаются две основные технологии: роторная обработка и абразивная гидроабразивная обработка. При вращательной обработке используется режущий инструмент, прикрепленный к высокоскоростному шпинделю, управляемому обрабатывающим центром с ЧПУ. Инструмент имеет обычно круглое, но рифленое поперечное сечение.Канавки имеют острые края и обычно расположены в форме медленной спирали, что делает пустоты между канавками средством для прядильного инструмента, отводящего сломанный материал от рабочей зоны.

При гидроабразивной обработке гранат (гранулированный силикат) или аналогичный материал смешивается с водой, а затем выбрасывается под очень высоким давлением (от 60 000 до 100 000 фунтов на квадратный дюйм). Этот мощный, насыщенный абразивом поток, движущийся со скоростью, приближающейся к 3 Маха (2200 миль в час), концентрируется специально разработанным соплом в 0.Струя диаметром 001 дюйм / 0,254 мм, которая быстро разрушает матричный материал и разрезает волокно на части толщиной до 6 дюймов / 152,4 мм. Это происходит без выделения тепла и пыли, а также без расслоения композита даже на микроскопическом уровне. Системы гидроабразивной резки обычно предлагают 5-осевые головки, которые повышают гибкость производства и имеют встроенный датчик для проведения измерений.

Роторный инструмент или гидроабразивный инструмент?

Выбор процесса частично основан на общих возможностях и ограничениях каждой технологии с точки зрения трех основных операций или задач обработки: обрезка, сверление и чистовая обработка поверхности.Вращающиеся режущие инструменты, в зависимости от их конструкции, могут успешно использоваться для всех трех задач. Купер из MAG отмечает, что одной из самых сильных сторон ротационной обработки в секторе композитных материалов является чистовая обработка поверхности с целью доведения детали или конструкции до однородной толщины или создания посадки с жестким допуском между двумя сопрягаемыми поверхностями. По его словам, пять-шесть лет назад было сложнее соединить две поверхности без зазоров, для каждой из которых требовалось заполнить прокладками или клеем. Он отмечает, что сегодня такие зазоры недопустимы, и вращающийся инструмент позволил обеспечить точность, необходимую для плотной посадки.

Абразивная гидроабразивная обработка, напротив, стала стандартом де-факто для многих операций по обрезке кромок, но ее линейный режим работы ставит некоторые задачи обработки, такие как зенкование и фрезерование поверхности, за пределы ее возможностей. Кроме того, вырезы, которые должны начинаться внутри периметра детали (например, для двери или окна доступа), требуют механически просверливаемого пилотного отверстия. По этой причине системы гидроабразивной резки также должны включать вращающуюся головку инструмента.

Помимо этих основных различий, существует множество факторов, которые могут повлиять на процесс принятия решений машинистом.Один из них — тепло. Системы гидроабразивной резки имеют здесь неотъемлемое преимущество, поскольку вода действует как пропеллент для абразива, так и как охлаждающая жидкость. Но для ротационной обработки тепло является естественным побочным эффектом. Шпиндель, вращающий металлический инструмент со скоростью 20000 об / мин по сильно абразивной поверхности, такой как углеродное волокно, будет выделять много тепла — иногда даже больше, чем полезно для отвержденной высокотемпературной термореактивной смолы. Чтобы бороться с этим, некоторые производители разработали станки со встроенными каналами охлаждения, через которые может проходить сжатый воздух, чтобы минимизировать температуру инструмента.В других случаях, особенно при бурении больших объемов, требуется прямое применение воды или другой охлаждающей жидкости. В качестве альтернативы, некоторые переработчики, говорит Питер Диамантис, генеральный менеджер поставщика режущего инструмента AMAMCO Tool (Greer, S.C.), предпочитают сверлить на более высоких скоростях, разделяя мнение о том, что нагрев минимизируется, если минимизировать время работы инструмента в отверстии. Другие, по словам Корнуэлла из Онсруда, предпочитают более низкую скорость вращения шпинделя, чтобы уменьшить трение. Diamantis предлагает общие рекомендации по скорости: 8 000 об / мин для сверления и от 5 000 до 25 000 об / мин для фрезерования.Но он предупреждает, что точные цифры во многом зависят от типа материала, материала инструмента и области применения. Машинисты также могут выбрать «клевание», добавляет Корнуэлл, когда сверло периодически сверлится в детали, а затем откатывается для охлаждения. Хотя эти «сухие» методы снижают скорость производства, они обеспечивают первостепенное значение качества резки.

Еще один момент принятия решения — скорость. Гидроабразивная обработка стала популярной в сфере обрезки, потому что она, как правило, быстрее и проще.Одна из причин заключается в том, что ротационная обрезка часто требует двух проходов: первый выполняется с помощью инструмента для черновой обработки, который обрезает кромку до почти чистой формы, удаляя много материала, но оставляя поверхность среза не идеальной. На втором проходе инструмент для чистовой обработки отрезает небольшое количество оставшегося материала и предназначен для получения гладкой обработанной кромки. Flow International утверждает, что в некоторых случаях абразивная гидроабразивная резка может резать со скоростью, вдвое превышающей скорость вращения инструмента, и не требует многократных проходов.«Если учесть, что вращающемуся инструменту может потребоваться черновой и чистовой рез, — говорит Сабертон из Flow, — скорость может достигать 3х». Курт Бертон, младший технический сотрудник Boeing Integrated Defense Systems (Сент-Луис, Миссури), сообщает, что гидроабразивные системы «стали стандартом отделки для большинства Boeing». Вспоминая одно из первых применений гидроабразивной струи, которое компания Boeing использовала для детали из композитного / титанового стека для F-18 более 20 лет назад, Бертон отмечает, что первоначальная работа по балансировке с использованием роторной обработки потребовала двух технических специалистов, восьми настроек и восьми часов.Переход на гидроабразивную установку сократил эти требования до одного техника, одной настройки и одного часа.

Рекомендации по режущему инструменту

Поскольку вращательная обработка широко распространена, даже при гидроабразивных операциях, существует большая озабоченность и инновации в технологии режущего инструмента. Купер из MAG говорит за всех, когда рекомендует тщательно изучать материалы и геометрию инструмента, а также тщательно контролировать срок его службы. Тип и геометрия материала инструмента, вместе взятые, определяют качество «излома» и долговечность инструмента.

Инструментальные материалы для обработки композитов значительно различаются в зависимости от области применения (резка, сверление или чистовая обработка поверхности) и от того, является ли инструмент черновым или чистовым. Базовым материалом инструмента является карбид, за которым следует твердый сплав с покрытием. Для высокоэффективных и высокоабразивных применений многие поставщики предлагают инструменты CVD (химическое осаждение из паровой фазы) с алмазным покрытием, а также инструменты с покрытием из поликристаллического алмаза (PCD), алмазоподобным покрытием (DLC), покрытием из алмазной пленки (DFC). , покрытие из нитрида циркония (ZNC) или покрытие из кристаллического алмаза (CDC).Выбор покрытия зависит от области применения. Обрезку детали можно обработать твердосплавным инструментом, а затем обработать инструментом с покрытием.

Покрытие высокой твердости увеличивает стоимость — инструмент с одинарным покрытием может стоить 600 долларов и более. Если стоимость инструмента PCD в три раза больше, чем инструмента CVD, но он обрезает композитную длину в четыре раза дольше, экономика может быть в пользу PCD. С другой стороны, деталь с низким объемным содержанием волокон, например, может легко разрезаться, что позволяет использовать менее агрессивный и менее дорогой инструментальный материал.

Алекс Хардинг, менеджер по производству режущего инструмента Cajero Ltd. (остров Шеппи, Кент, Великобритания), говорит, что выбор типа покрытия имеет решающее значение и должен выполняться осторожно. «Несмотря на то, что у сверл CVD есть свои достоинства, технология и ее применение не являются панацеей», — говорит он. «Другие инструментальные материалы могут предложить явные преимущества, если учесть стоимость жизненного цикла. Например, резервирование сверл PCD может обеспечить большую долговечность продукта, так что в течение всего срока проекта затраты на инструмент будут значительно ниже.”

В любом случае, предполагает Корнуэлл, стоимость инструментов относительна. При обработке ценной композитной конструкции стоимостью сотни тысяч долларов, тратите ли вы 200 или 600 долларов на инструмент, это может не иметь значения: «Стоимость большинства инструментов составляет лишь небольшую часть стоимости детали, поэтому иногда приходится действовать осторожно».

Геометрия инструмента вариантов даже больше, чем варианты покрытия. «Композитные материалы чрезвычайно абразивны, и независимо от того, идет ли речь о сверлении или механической обработке, для достижения успеха вам потребуется совершенно другой набор геометрических фигур», — говорит Диамантис из AMAMCO.

Чтобы избежать риска расслоения, Купер рекомендует тщательно изучить геометрию угла приближения инструмента. Количество канавок и угол закручивания канавок могут быть и часто настраиваются в соответствии с применением. Одним из результатов такого исследования в приложениях для обрезки кромок является фрезерный станок со сжатием . Доступный от AMAMCO, Onsrud и других, этот тип инструмента имеет противоположные наборы канавок, которые одновременно «тянут» композитный материал сверху и снизу ламината ножницами (см. Фото компрессионного фрезера справа).Это сводит к минимуму риск расслоения и обеспечивает чистую кромку как на верхней, так и на нижней поверхности с небольшим количеством случайных волокон вдоль кромки детали.

Геометрия особенно важна при сверлении. Общие решения включают градиенты диаметра и / или ступени диаметра. Первый описывает буровой инструмент с валом, диаметр которого увеличивается от точки входа до середины. Таким образом, инструмент просверливает небольшое пилотное отверстие, а затем постепенно расширяет его до заданного размера. Ступенчатые инструменты имеют диаметры, которые резко меняются по длине через запланированные интервалы, одновременно создавая, например, пилотное отверстие для винта в приемной подложке, большее отверстие в покровной подложке и зенковку на поверхности.Этот подход «три в одном» часто сочетается с бурением штабелей . Укладка в штабель устраняет возможные неточности, когда две детали, которые необходимо соединить, просверливаются отдельно: детали просверливаются после того, как они соединены вместе.

Хотя этот метод эффективен и гарантирует выравнивание отверстий, он может быть проблематичным в соединениях композит-металл. «Когда вы складываете металлические сплавы, такие как алюминий и титан, с композитами, — отмечает Диамантис из AMAMCO, — вы должны создать инструмент, который каким-то образом учитывает оба уникальных свойства одновременно.«Обычно пользователь должен довольствоваться инструментальным материалом, который идеально подходит для одной подложки, но не подходит для другой. Это может отрицательно сказаться на стойкости инструмента и точности отверстий. В качестве альтернативы пользователь может выбрать оптимальный сверлильный инструмент для каждого материала. Например, на F-35 компания Lockheed Martin (Форт-Уэрт, Техас) использует несколько буровых инструментов разного состава для просверливания чистых отверстий в уложенных друг на друга композитных обшивках самолетов и титановых или алюминиевых элементах каркаса самолета. Дополнительное время сверления является приемлемым компромиссом для увеличения срока службы инструмента и снижения риска повреждения композита.

Но даже когда известны состав смолы и волокна, а также толщина композитной структуры, Cajero’s Harding предупреждает, что всегда есть некоторая неуверенность в выборе лучшего материала и геометрии инструмента. Пока инструмент не подвергнется практической проверке, остается неопределенность. Джо Смит, специалист по маркетинговым коммуникациям в механической фирме Paragon D&E (Гранд-Рапидс, штат Мичиган), заходит так далеко, что предполагает, что стабильность композитных материалов — это миф, который необходимо развеять: «Одно из самых больших недоразумений, которые видел Paragon — это отчасти данные », — говорит Смит.«Многие считают, что две композитные детали, отлитые из одной формы, должны иметь одинаковые данные. Paragon обнаружил, что это бывает редко ».

«Нельзя полагать, что у вас есть инструмент, который удовлетворит все потребности», — заключает Хардинг. «Вы должны использовать метод проб и ошибок». Эта реальность стоит за акцентом поставщиков инструментов на индивидуальной настройке. Хардинг и другие тесно сотрудничают с заказчиками в разработке и тестировании инструментов для конкретных приложений.

Управление сроком службы инструмента имеет решающее значение, потому что при обработке композитов инструмент необходимо заменять задолго до его выхода из строя, несмотря на его высокую стоимость.По мере износа инструмента процесс обработки резко замедляется, а качество резки снижается. Общие затраты на рабочее оборудование и режущее оборудование (затраты на рабочую силу, мощность и т. Д.) Должны быть сопоставлены с относительно небольшой стоимостью отдельного инструмента для сравнения. Его замена задолго до выхода из строя обеспечивает чистый рез и поддерживает скорость производства в пределах приемлемых параметров, сводя к минимуму затраты. Таким образом, знание и контроль скорости износа имеют первостепенное значение. Например, в компании Lockheed Martin маршрутизатор для крыльев F-35 срезает около 19 футов / 65 футов.8м и заменяется регулярно.

Управление сроком службы инструмента имеет параллели в мире гидроабразивной резки. Подобно тому, как гранатовый абразив разрушает материал детали, он также изнашивает чрезвычайно твердый сплав, образующий поверхность на внутреннем диаметре водоструйного сопла. Износ форсунки ухудшает качество кромки точно так же, как износ инструмента. Форсунки, согласно Бертону из Boeing, служат не менее 40 часов и имеют регулярный график износа, как и ротационные инструменты. Однако здесь гидроабразивная машина имеет одно преимущество перед роторным инструментом.В отличие от последнего, водоструйное сопло не контактирует с композитной подложкой. В результате эрозию сопла легче предсказать, поскольку факторы, влияющие на износ, ограничиваются известными переменными: гранатом, давлением воды и материалом сопла.

Много-много дыр

С точки зрения огромных объемов, особенно в аэрокосмических конструкциях, сверление является наиболее частым применением механической обработки и наиболее сложной задачей.

Первой и главной задачей является поддержание точности размеров.При вращательной обработке это чаще всего требует использования двух или трех инструментов. Первый просверливает пилотное отверстие, чтобы установить его положение. За ним следует сверло / развертка большего размера, чтобы довести отверстие до его окончательных размеров. Иногда, когда требования к допускам чрезвычайно высоки, развертывание становится отдельным третьим шагом. Операторы гидроабразивной резки используют аналогичную стратегию. Рон Палстринг, генеральный менеджер Pegasus Northwest Inc. (Кент, Вашингтон), говорит, что допуск на точность отверстия, который когда-то составлял ± 0.010 дюймов, теперь намного меньше ± 0,0015 дюйма. Pegasus, со своей стороны, предварительно просверливает отверстия с помощью роторного инструмента, чтобы определить их положение, а затем использует одну из своих пяти систем гидроабразивной резки Jet Edge Inc. (Сент-Майкл, Миннесота) для завершения работы. Набор шпинделя / инструмента, интегрированный в рабочую головку на фиксированном расстоянии от водоструйного сопла, утопляет пилотные отверстия. Затем головка с ЧПУ, регулируя смещение инструмента к соплу, повторяет свой путь с помощью гидроабразивной машины.

Вторая задача — получить чистое отверстие без расслоения или потертости волокна на выходе.Эта задача зависит от остроты инструмента и скорости сверления. Один из лучших способов измерить возраст инструмента (острота) — измерить сопротивление, с которым двигатель сверла сталкивается при сверлении отверстий. По мере износа и затупления инструмента сопротивление увеличивается; с помощью тестирования методом проб и ошибок пользователь может заранее определить уровень сопротивления, который требует смены инструмента. Хотя сопротивление можно проверить вручную, некоторые машинисты разработали системы, которые контролируют крутящий момент двигателя сверла и генерируют сигнал тревоги, когда уровень крутящего момента выходит за пределы спецификации.

Третья задача — предотвратить загрязнение деталей или повреждение пылью и мусором. На роторном сверле режущий спиральный канал вырезал материал из отверстия. Но для удаления пыли и мусора с рабочей поверхности необходима дополнительная вентиляция и вакуумное оборудование. В отличие от этого, гидроабразивная струя смачивает обрабатываемую деталь во время резки и направляет пыль и мусор через отверстие в систему сбора воды / абразива, где мусор и гранат извлекаются и сбрасываются, а вода рециркулирует.

Будущее: больше и меньше

Хотя поставщики инструмента, с которыми связались для этой статьи, полагают, что в истории механической обработки по-прежнему будет доминировать продолжающаяся эволюция их технологий вращающегося инструмента, Патрик Флеш, директор по приложениям в Ingersoll Machine Tools Inc. (Рокфорд, Иллинойс), говорит. перед производителями станков с ЧПУ стоит не менее важная задача — разработать технологию обрабатывающих центров, которая может адаптироваться к изменению конструкции инструмента. Он объясняет, что оборудование с ЧПУ прослужит от 10 до 15 лет, но поскольку инструменты развиваются гораздо быстрее, «нам необходимо обеспечить гибкость в конструкции шпинделя, скорости шпинделя и возможностях ЧПУ.Флеш добавляет, что многие клиенты предпочитают покупать больше скорости, чем им нужно, чтобы гарантировать, что они смогут удовлетворить будущие потребности.

Также растет спрос, отмечает он, на системы обработки со вспомогательными возможностями. Одна из областей, в которой требуется — это лазерный контроль и лазерные инструменты для определения местоположения. Например, при операциях зенковки лазерные системы могут измерять глубину зенковки, чтобы гарантировать, что приспособления или головки креплений будут на одном уровне с поверхностью детали. Компания Ingersoll также разработала то, что она называет «прижимной опорой», корпус вокруг шпинделя и инструмента, который прижимается и стабилизирует композитную структуру, а затем удлиняет буровой инструмент на заданное расстояние.

В конечном итоге, говорит Флеш, будет большой спрос на точность размеров на начальном этапе производства композитов (например, с использованием размещения волокон), чтобы гарантировать, что затвердевшие композитные детали находятся в заданных конечных размерах или намного ближе к ним прямо из формы. . «Все хотят исключить станки из производственного процесса», — предполагает Флеш. Но до тех пор стратегии сверления, обрезки и наплавки после формования, а также вращающийся инструмент и оборудование для гидроабразивной резки, необходимое для их реализации, будут привлекать значительное внимание производителей композитов.

Файвс Цинциннати

Механическая обработка для ремонта

Системы обработки и резки для ремонта аэрокосмических конструкций находятся в центре внимания компании GFM Machine Tool (Штайр, Австрия) и ее филиала в США, American GFM (AGFM, Чесапик, Вирджиния). Одним из аспектов деятельности AGFM является разработка систем резки и механической обработки для зачистки — операции по удалению дефектного или поврежденного материала из композитного компонента в процессе ремонта. Традиционно, говорит координатор передовых инициатив AGFM Фрэнк Эллиотт, зачистка швов выполнялась вручную, но огромное количество композитов в аэрокосмических конструкциях сегодня требует автоматизированного решения.AGFM разработала портативную программируемую автоматизированную зачистную машину. Опытный образец этой системы был успешно продемонстрирован в январе на заводе компании. По словам Эллиотта, в качестве режущего инструмента в системе использовался вращающийся инструмент PCD. Для системы будет создан бета-сайт с последующей оптимизацией, включая оценку материалов режущего инструмента и определение оптимальных скоростей резания, скорости подачи и срока службы инструмента.

.

Формы армирования волокном | CompositesWorld

Волокна, используемые для армирования композитов, поставляются напрямую производителями волокна и косвенно — переработчиками в различных формах, которые различаются в зависимости от области применения.

Ровинг и буксировка. Ровинг — самый простой и наиболее распространенный вид стекловолокна. Его можно рубить, ткать или обрабатывать иным образом для создания вторичных форм волокон для производства композитов, таких как циновки, тканые материалы, тесьма, трикотажные ткани и гибридные ткани.Ровинги поставляются весовыми с указанным диаметром нити накала. Термин урожай обычно используется для обозначения количества ярдов в каждом фунте ровинга из стекловолокна. Точно так же жгут является основной формой углеродного волокна. Типичный размер жгутов аэрокосмического класса составляет от 1K до 24K (K = 1,000, поэтому 12K означает, что жгут содержит 12,000 углеродных волокон). Углеродные волокна 12K на основе PAN и пека доступны с умеренным (33-35 Msi), промежуточным (40-50 Msi), высоким (50-70 Msi) и сверхвысоким (70-140 Msi) модулем упругости.(Модуль — это математическое значение, которое описывает жесткость материала путем измерения его прогиба или изменения длины под нагрузкой.) Новые тяжелые углеродные волокна, иногда называемые волокнами товарного сорта , с числом нитей 48–320 тыс. доступны по более низкой цене, чем волокна аэрокосмического качества. Они обычно имеют модуль упругости 33–35 Msi и предел прочности на разрыв 550 ksi и используются, когда требуется быстрое наращивание деталей, чаще всего на рынках отдыха, промышленности, строительства и автомобилестроения.Тяжелые жгутовые волокна обладают свойствами, приближающимися к свойствам волокон аэрокосмического класса, но их можно производить с меньшими затратами из-за различий в исходных материалах и технологиях. (Высокая стоимость углеродного волокна и исторически значимые колебания его спроса и предложения вызывают неизменно высокий интерес в индустрии композитов к состоянию мирового рынка углеродного волокна, тема, рассматриваемая в статье «Спрос и предложение: современные волокна».)

Потенциально значительным недавним изменением является жгут из углеродного волокна, который содержит выровненных прерывистых волокон .Эти жгуты создаются с помощью специальных процессов, которые либо натягивают углеродный жгут с разной скоростью, что приводит к случайному разрыву отдельных нитей, либо иным образом разрезают или разделяют отдельные углеродные нити, так что начало и конец нити расположены в шахматном порядке, а их относительная длина примерно одинакова. так, чтобы они оставались выровненными, а жгут сохранял свою целостность. Разрывы позволяют волокнам с большей независимостью смещать положение относительно соседних волокон, делая жгут более пластичным и давая ему возможность растягиваться под нагрузкой, с более высокими прочностными характеристиками, чем рубленые беспорядочные волокна.Формы волокна, изготовленные из выровненных прерывистых жгутов (см. «Маты» ниже), более драпируемые ; то есть они более податливы и, следовательно, легче приспосабливаются к изогнутым поверхностям инструмента, чем формы волокон, сделанные из стандартного жгута (см. «Выровненные прерывистые волокна созревают»).

Маты — это нетканые материалы, изготовленные из волокон, скрепленных химическим связующим. Они бывают двух разных форм: рубленая и непрерывная. Рубленые маты содержат беспорядочно распределенные волокна, нарезанные на длину, обычно от 38 мм до 63.5 мм. Мат из непрерывных волокон состоит из завитков из непрерывных волокон. Поскольку их волокна ориентированы беспорядочно, маты изотропны — они обладают одинаковой прочностью во всех направлениях. Маты из рубленых прядей обеспечивают недорогое армирование, прежде всего, при ручной укладке, непрерывном ламинировании и некоторых применениях закрытого формования. По своей природе более прочный мат из непрерывных прядей используется в основном при компрессионном формовании, формовании с переносом смолы и пултрузии, а также при производстве преформ и штампованных термопластов.Некоторые маты с непрерывной прядью, используемые для пултрузии, и маты с иглой, используемые для формования листов, исключают необходимость хранения шпулярников и измельчения.

Ткани изготавливаются на ткацких станках различной плотности, переплетения и ширины. Тканые материалы являются двунаправленными, обеспечивая хорошую прочность в направлении осевой ориентации пряжи или ровницы (0º / 90º), и они способствуют быстрому изготовлению композитов. Однако прочность на разрыв тканых материалов в некоторой степени снижена, потому что волокна изгибаются, когда они проходят над и под друг друга в процессе ткачества.Под действием растягивающей нагрузки эти волокна имеют тенденцию выпрямляться, вызывая напряжение в матричной системе.

Для двунаправленных тканей используется несколько различных типов плетения. В полотняном переплетении каждая пряжа наполнителя (т. Е. Пряжа, ориентированная под прямым углом к ​​длине ткани) попеременно пересекает каждую пряжу основы (продольную пряжу) и под ней. Другие переплетения, такие как жгут , сатин и корзина плетение, позволяют пряже или ровнице пересекать и под несколькими волокнами основы (например.г., от двух до двух лет). Такое переплетение обычно более драпируемое, чем полотняное переплетение.

Ровница относительно толстая и используется для тяжелого армирования, особенно при ручной укладке и применении инструментов. Тканый ровинг из-за своего относительно грубого переплетения быстро смачивается и стоит относительно недорого. Однако можно производить исключительно тонкие ткани из стекловолокна для таких применений, как усиленные печатные платы.

Гибридные ткани могут быть изготовлены из различных типов волокон, составов прядей и типов тканей.Например, высокопрочные нити из S-стекла или волокна малого диаметра могут использоваться в направлении основы, в то время как менее дорогие нити составляют наполнитель. Гибрид также можно создать, сшив вместе тканый материал и нетканый мат.

Мультиаксиальные ткани — это нетканые материалы, изготовленные из однонаправленных волоконных слоев, уложенных друг на друга в разной ориентации и скрепленных сшиванием по всей толщине, вязанием или химическим связующим. Долю пряжи в любом направлении можно подбирать по желанию.В многоосных тканях исключается изгиб волокон, связанный с ткаными тканями, потому что волокна лежат друг на друге, а не пересекаются и снижаются. Это позволяет лучше использовать внутреннюю прочность волокон и создавать более гибкую ткань, чем тканая ткань аналогичного веса. Доступны сверхтяжелые нетканые материалы (до 200 унций / ярд²), которые могут значительно уменьшить количество слоев, необходимых для укладки, делая производство более рентабельным, особенно для крупных промышленных сооружений.Высокий интерес к многослойной арматуре без обжима привел к значительному росту этой категории арматуры.

Новый стиль многоосного армирования, разработанный доктором Стивеном Цай из Стэнфордского университета совместно с Chomarat (Ле Шейлар, Франция и Андерсон, Южная Каролина, США), был представлен в 2011 году, который ориентирует волокна под очень малыми углами, такими как 0 ° / 20 °, который может заменить квазиизотропные волокна для лучшей производительности и меньшего веса. Одним из результатов является продукт под названием C-PLY, который недавно использовался компанией VX Aerospace (Моргантон, Северная Каролина, США) на своем четвертомасштабном БПЛА VX-1 KittyHawk .Он имеет крылья, плавно переходящие в аэродинамический фюзеляж, и является первым самолетом, использующим анизотропные ламинаты Цая, а его полномасштабная версия предназначена для использования в беспилотных гражданских или военных целях (см. Изображение и изображение слева). Подробнее о БПЛА KittyHawk и о том, как его создатели использовали эту новую форму волокна, читайте в статье «VX Aerospace: Маленькая компания, большая производительность».

Плетеные ткани сплетены непрерывно под косым углом и имеют по крайней мере одну осевую пряжу, которая не гофрируется в процессе ткачества.Сила тесьмы зависит от переплетения трех или более пряжи без скручивания любых двух пряжей друг вокруг друга. Эта уникальная архитектура обычно обеспечивает большую прочность по сравнению с тканью. Он также обладает естественной прилегаемостью, что делает оплетку особенно подходящей для изготовления рукавов и преформ (см. «Преформы» ниже), поскольку она легко принимает форму армируемой детали, тем самым устраняя необходимость разрезания, сшивания или манипуляций с ней. размещение волокна. Косы также доступны в виде плоской ткани.Они могут изготавливаться с трехосной архитектурой, с волокнами, ориентированными под углом 0 °, + 60 °, -60 ° в одном слое. Эта квазиизотропная архитектура в одном слое плетеной ткани может устранить проблемы, связанные с наложением нескольких слоев ткани 0˚, + 45˚, -45˚ и 90˚. Кроме того, склонность к расслоению (разделению волоконных слоев) резко снижается при использовании квазиизотропной плетеной ткани. Его архитектура 0 °, + 60 °, -60 ° придает ткани одинаковые механические свойства во всех направлениях, поэтому возможность несоответствия жесткости между слоями исключается.

Как в рукаве, так и в плоской ткани волокна сплошные и механически переплетены. Поскольку все волокна в конструкции участвуют в событии нагрузки, нагрузка равномерно распределяется по всей конструкции. Таким образом, тесьма может поглотить много энергии, если она разорвется. Ударопрочность, устойчивость к повреждениям и усталостные характеристики оплетки привлекают производителей композитов в самых разных областях, от хоккейных клюшек до корпусов вентиляторов реактивных двигателей.

Преформы представляют собой армирующие формы с почти чистой формой, предназначенные для использования в производстве конкретных деталей путем наложения и формирования слоев из рубленого, однонаправленного, тканого, сшитого и / или плетеного волокна в заданную трехмерную форму.Сложные формы деталей можно точно приблизить путем тщательного выбора и интеграции любого количества армирующих слоев различной формы и ориентации. Из-за их потенциала высокой эффективности и скорости обработки был разработан ряд технологий предварительного формования с помощью специальных связующих, методов нагрева и уплотнения и использования автоматизированных методов распыления, ориентации и уплотнения рубленых волокон.

Недавним и необычно творческим примером , автоматизирующего производство преформ , является технология Fiber Patch Placement (FPP) компании Cevotec (Гархинг, Германия), автоматизированный способ размещения преформ из углеродного волокна в менее дорогостоящее армированное стекловолокном кайтборды, созданные North Kiteboarding (Оберхахинг, Германия), как средство удовлетворения сугубо индивидуалистических предпочтений с точки зрения «производительности доски» со стороны энтузиастов кайтбординга без радикального повышения цен на кайтборды (см. иллюстрацию / фото и подпись слева).Чтобы узнать больше об этом, нажмите «Преформы Fiber patch помогают настроить характеристики кайтборда».

Препреги представляют собой пропитанные смолой волокна, изготавливаемые путем пропитки волокон контролируемым количеством смолы (термореактивной или термопластичной) с использованием технологий растворителя, горячего плавления или порошковой пропитки. Препреги можно хранить на «В-стадии», то есть в частично отвержденном состоянии, до тех пор, пока они не потребуются для изготовления. Лента или ткань препрега используются при ручной укладке, автоматической укладке ленты, укладке волокон и в некоторых операциях намотки волокон (см. Соответствующие заголовки в сегменте «Методы изготовления» в Справочнике CW ). Однонаправленная лента (все волокна параллельны) является наиболее распространенной формой препрега. Препреги, изготовленные из тканых волокон и других плоских изделий, предлагают армирование в двух или более размерах и обычно продаются полными рулонами, хотя некоторые поставщики доступны в небольших количествах. Изготовленные путем пропитки волокнистых преформ и оплеток обеспечивают трехмерное армирование.

Препреги

обеспечивают однородное сочетание волокна и смолы и обеспечивают полное смачивание. Они также устраняют необходимость взвешивания и смешивания смолы и катализатора для мокрой укладки.Для большинства термореактивных препрегов драпировка и липкость «обрабатываются» для облегчения обращения, но они должны храниться при температуре ниже комнатной и иметь ограничения по времени хранения; то есть их необходимо использовать в течение определенного периода времени после извлечения из хранилища, чтобы избежать реакции преждевременного отверждения. Термопластичные препреги не нуждаются в охлаждении и не подлежат ограничениям по сроку службы, но без специального состава они не имеют липкости или драпировки, как у термореактивных препрегов, и поэтому их труднее формовать.

То, что препреги позволяют производить готовые детали с наименьшей массой, высочайшими механическими свойствами и низким содержанием пустот, неоспоримо.Однако они также были исторически самыми дорогими, отчасти потому, что они исторически производились специалистами — производство препрега было промежуточным, дискретным этапом в цепочке поставок композитов. Недавно были предприняты усилия по устранению неэффективности и связанных с этим затрат, связанных с этим дополнительным этапом. На конференции и выставке SPE Automotive Composites Conference & Exhibition 2015 в Детройте, штат Мичиган, США, были представлены два интересных подхода к этой цели, оба — встроенных процессов .Они превращают производителей композитов в препреггеры почти так же, как процесс прямого изготовления длинноволоконных термопластов (D-LFT) в конце 1990-х — начале 2000-х годов, когда работа композиторов была передана производителям. Обе новые технологии исключают ранее необходимые и дорогостоящих этапов замораживания и хранения препрега перед его отправкой покупателю, который затем должен хранить и размораживать его перед использованием в процессе формования, расходы на которые несет процессор и, предположительно, заказчик процессора.

Наиболее близким к коммерциализации является поточный процесс предварительной обработки, разработанный совместно компаниями Mitsubishi Rayon Co. Ltd. (Токио, Япония) и Mitsubishi Rayon Carbon Fiber and Composites Inc. (Ирвин, Калифорния, США). Ученые Mitsubishi сокращают расходы за счет прямого покрытия отдельных пучков углеродного жгута, калибровки ширины и последующей перемотки продукта на катушки. Система автоматической укладки волокон (AFP) — Mitsubishi называет ее автоматизированной укладкой towpreg — затем используется для укладки стопок слоев, чтобы избежать ручной укладки.Затем стопки предварительно формируются и формуются с помощью собственного процесса прессования препрега (PCM). Другой подход — это новый процесс InPreg (встроенный препрег), разработанный Институтом химической технологии им. Фраунгофера (ICT) (F-ICT, Пфинцталь, Германия). Подобно подходу Mitsubishi PCM, препреги InPreg предназначены для формования в прессах для прессования, а не на более экзотическом оборудовании, что открывает доступ к ламинатным композитам более широкому кругу производителей. этапы предварительного формования и формования InPreg выполняются в пресс-инструменте.Это исключает не только время, необходимое для нагрева, предварительного формования и охлаждения препрега, но также затраты и место для станции предварительного формования. Ключом к процессу Inpreg является четырехкомпонентная система эпоксидной смолы с В-стадией от Huntsman Advanced Materials (Базель, Швейцария) и более дешевое жгут углеродного волокна 24-50K, которое формируется в UD-ткань без обжима (NCF). . (Подробнее об обоих поточных методах читайте в разделе «Более низкая стоимость, меньше отходов: поточное производство препрега».)

Жгут спреда представляет собой отдельный жгут (или нескрученную пряжу) волокна, который растягивается до тех пор, пока отдельные нити не будут лежать бок о бок, образуя ультратонкую ленту.Например, жгут из углеродного волокна 12K может иметь ширину от 5 до 25 мм, уменьшая его толщину на 80%. Эти расправленные жгуты могут быть вплетены в ткань, размещены для образования многоосной не изгибающейся ткани (NCF) или в них помещена жидкая или порошковая смола для образования ленты для расправленных жгутов или жгутов. Использование тканого жгутного полотна вместо более обычных армирующих материалов может привести к снижению веса композитного ламината на 20-30%. Это достигается за счет закрытия промежутков между основой и утком в основе и утке, чтобы меньше смолы задерживалось там, а также за счет уменьшения извитости волокон, что приводит к более прямым волокнам, что повышает прочность.Таким образом, конечный композитный ламинат может использовать меньшее количество более тонких слоев для достижения таких же или лучших характеристик.

Поставщик волокна Hexcel (Стэмфорд, Китай, США) заявляет о 5-8% сокращении зазоров в ткани и возможности достижения с использованием углеродного волокна свойств жгута 6K при поверхностном весе 3K, свойств жгута 12K при поверхностном весе 6K и т. Д. . North Thin Ply Technology (NTPT, Penthalaz-Cossonay, Швейцария) утверждает, что любое волокно может быть распределено, и заявляет, что достижимы очень низкие поверхностные веса: 30 г / м 2 для углеродного волокна на основе PAN и 14-микронного диаметр кварцевого волокна, 35 г / м 2 для стекловолокна диаметром 9 микрон, 20 г / м 2 для арамидного волокна и 30 г / м 2 для полибензоксазола (ПБО) и других синтетических волокон.Поставщиками усиленного жгута являются Hexcel, NTPT, Oxeon (Борас, Швеция), Sigmatex (UK) Ltd. (Ранкорн, Великобритания), Chomarat и FORMAX (Лестер, Великобритания). Приложения включают в себя велосипеды, лыжи, хоккейные клюшки, ракетки, парусные лодки, гоночные автомобили и самолет Solar Impulse .

Переработанное углеродное волокно (RCF) армирующие элементы доступны в различных формах, включая рубленые волокна, нарезанные на определенную длину, рубленые волокна, составленные в виде гранул из термопласта с длинными волокнами (LFT), трехмерные преформы в форме сетки и произвольно ориентированные маты из рубленого волокна — сухие или комбинированные с термопластами — включая полипропилен (PP), полиэтилентерефталат (PET), полиамид (PA или нейлон), полифениленсульфид (PPS), полиэфиримид (PEI), полиэфирэфиркетон (PEEK).Маты из рубленого волокна также можно обрабатывать, например, чесанием, чтобы добиться большего выравнивания волокон, что приводит к лучшим механическим свойствам. Это разнообразие продуктов доступно у ряда поставщиков RCF по всему миру и перерабатывается с использованием пиролиза, при котором смола сжигается из отходов препрега и отвержденных структур. Компания Technical Fiber Products Inc. (TFP, Скенектади, Нью-Йорк, США и Бернсайд, Великобритания) производит вуали из RCF плотностью 2 г / м 2 .

Продукция RCF также производится собственными силами из отходов производства сухого волокна. В продуктах SigmaRF повторно используются собственные сухие производственные отходы Sigmatex путем объединения углеродных волокон диаметром от 45 до 60 мм с термопластическим носителем для образования лент, которые используются для изготовления не изгибающихся тканей, например, 220 г / м 2 Углеродное волокно ± 45 ° / двухосный ПЭТ NCF. Другие варианты включают RCF / Kevlar / PEI, RCF / PA и RCF / PES.

Институт обработки пластмасс (IKV) при RWTH Aachen University (Ахен, Германия) взял зарождающиеся волокна, не собранные роликами во время формования прекурсора углеродного волокна PAN — отходы производства углеродного волокна или побочный продукт — а затем нарезал, карбонизировал и сформировал из них однородные маты с использованием непрерывного процесса воздушной укладки.(Подробнее о технологиях регенерации углеродного волокна и рынке вторичного продукта см. «Обновление вторичного углеродного волокна: завершение цикла жизненного цикла углепластика».)

Новые методы также разрабатываются для производства непрерывных переработанных волокон, включая сольволиз с использованием спиртов или других растворителей для удаления смол без горения или высоких температур, пиролиз и разматывание сосудов под давлением с намотанной нитью и использование эпоксидных смол, которые позволяют матрице быть переработанный как термопласт, такой как отвердители Recyclamine от Connora Technologies (Хейворд, Калифорния, США).

Формовочные смеси — еще один способ включения волокон в композит. Традиционно они были разработаны в пластмассовой промышленности и содержат короткие волокна (2-25 мм) при низком весовом проценте (5-50%). Компаунд для формования массы (BMC), похожий на замазку, используется при литьевом формовании, в то время как компаунд для формования листов (SMC) используется для более крупных деталей и более высоких требований к прочности, как правило, в процессе компрессионного формования.

Стекломат термопласта (GMT), также поддающийся прессованию, имеет сплошное армирование случайными волокнами.GMT был разработан в 1960-х годах как шаг вперед от короткого нейлона, армированного волокном. Он столкнулся с растущей конкуренцией со стороны армированного длинным волокном термопласта (LFRT или LFT), который производится путем разрезания пултрузионных непрерывных стекловолоконных стержней малого диаметра на гранулы. LFT имеет непрерывное однонаправленное волокно, проходящее по всей длине гранулы, и предлагает свойства между GMT и термопластами из короткого стекла. В 1990-х производители оборудования разработали системы поточного компаундирования (ILC), которые объединяют ранее раздельные процессы компаундирования и формования.Эти системы прямого длинноволоконного термопласта (D-LFT) сочетают в себе смолу, арматуру и добавки на прессе, доставляя отмеренную дробь или заряд непосредственно к оборудованию для литья под давлением или компрессионного формования. Это исключает запасы предварительно приготовленного продукта и позволяет выбирать длину волокна.

SMC, BMC, GMT и LFT используются в широком диапазоне приложений, где требуются сложные формы и формованные детали, включая автомобильные детали, бытовую технику (бак стиральной машины), медицинские приборы, потребительские товары, электронику, спортивные товары, кронштейны, корпуса. , запчасти для транспортных средств и электрооборудования.

SMC, в частности, предлагает уплотнение деталей, контур глубокой вытяжки и множество других преимуществ по сравнению со сталью и алюминием: он обычно на 40% легче металлов при сопоставимой по характеристикам геометрии. Хотя он не ржавеет и не подвергается коррозии и не требует такой обработки, он обладает термической и химической стойкостью, чтобы выдержать электрофоретическое (электронное покрытие) нанесение ржавчины на металлические компоненты шасси, поэтому детали SMC могут быть прикреплены к корпусу в белом (предпочтительный метод сборки) и не требует специальной сборки электронного покрытия.Однако до недавнего времени SMC имела преимущество в стоимости при объемах производства 150 000 единиц или меньше. Тем не менее, новый SMC низкой плотности от Continental Structural Plastics (CSP, Auburn Hills, MI, US) получил название TCA (жесткий класс A) Ultra Lite. При удельном весе (SG) 1,2 он обеспечивает снижение массы на 28% по сравнению с марками TCA Lite со средней плотностью CSP (1,6 SG) и на 43% по сравнению с обычными марками SMC 1,9 SG. Кроме того, он не только предлагает механические характеристики, сравнимые с TCA Lite (оба имеют матрицу ненасыщенного полиэфира от AOC Resins, Collierville, TN, US), но также, как сообщается, более эффективно связывается с краской и клеем.Что наиболее важно, анализы жизненного цикла, проведенные CSP, по сообщениям, показывают, что даже при объемах до 350 000-400 000 автомобилей в год TCA Ultra Lite стоит дешевле в расчете на одну деталь, чем алюминий (см. Фото и подпись слева). Подробнее о новом SMC см. «SMC низкой плотности: лучше жить благодаря химии».

Стекловолокно является наиболее распространенным и наименее дорогим армированием, используемым в формовочных смесях, арамидное волокно обеспечивает износостойкость, волокно из нержавеющей стали обеспечивает защиту как от электростатического рассеяния (ESD), так и от электромагнитных помех (EMI), а углеродное волокно обеспечивает более высокий модуль упругости и меньший вес. а также свойства ESD.Также были разработаны формовочные смеси, армированные натуральными волокнами (конопля, лен, сизаль и древесные волокна), в том числе. Они набирают популярность в автомобильной, спортивной и потребительской продукции.

Усовершенствованные формовочные смеси предназначены для высокопроизводительных приложений, включая аэрокосмические и военные детали. В этих материалах используются смолы с более высокими характеристиками, такие как эпоксидная, фенольная, винилэфирная, бисмалеимидная (BMI) и полиимидная, и с содержанием волокон от 45% до 63% по весу.Волокна включают углеродное стекло и стекло E, а также стекло S2 с более высокими характеристиками. TenCate Advanced Composites BV (Нейвердал, Нидерланды) производит BMC с эпоксидной смолой, цианатным эфиром, нейлоном, смолами PPS или PEEK и углеродным или стекловолокном S2 длиной от 12 мм до 50 мм. HexMC производится Hexcel из углеродных волокон длиной 50 мм и эпоксидной смолы. Множество других продуктов SMC из углеродного волокна доступны от поставщиков, включая Continental Structural Plastics, Quantum Composites Inc. (Бэй-Сити, Мичиган, США) и совместное предприятие Zoltek Corporation (Санкт-Петербург).Луи, Миссури, США) и Magna Exteriors (Париж, Франция).

В последнее время формовочные смеси позволяют армировать продукты, созданные с помощью так называемых процессов аддитивного производства, также известных как 3D-печать. Рубленое и коротковолокнистое армирование может быть адаптировано для использования в обычном типе 3D-печати, называемом моделированием наплавления. Большая часть 3D-печати из армированного пластика имеет ограниченный размер (для обзора см. «3D-печать: ниша или следующий шаг к производству по запросу?»).Но, по крайней мере, один недавний демонстрационный проект показывает, что широкоформатная печать технически практична и экономически оправдана: Национальная лаборатория Ок-Ридж (Ок-Ридж, Теннесси, США) и производитель оборудования Cincinnati Inc. (Харрисон, Огайо, США) продемонстрировали большие размеры. возможность форматной печати с помощью системы Big Area Additive Manufacturing (BAAM) в сотрудничестве с Local Motors (Чандлер, Аризона, США) для производства первого в мире автомобильного кузова, напечатанного на 3D-принтере. Специально разработанный кузов спортивного автомобиля Strati был напечатан на полу выставки на выставке IMTS в 2014 году за 44 часа с использованием смеси акрилонитрилбутадиенстирола (ABS), армированной 15% углеродным волокном, поставляемой SABIC (Питтсфилд, Массачусетс, США).Подробнее о демонстрации читайте в разделе «Аддитивное производство: можно ли напечатать автомобиль

Примечание редактора: Чтобы продолжить чтение статей в «Отраслевые исследования, часть I: материалы и процессы», вы можете вернуться в главное меню SourceBook, нажав здесь .

.

Карданный вал из углеродного композита: возможность настройки

Каждый редуктор знает, что для передачи мощности от двигателя на ось и ведущее колесо в автомобиле с задним приводом требуется карданный вал, и что эта высоконагруженная часть обычно изготавливается из стали или алюминия. Когда в начале 80-х годов прошлого века композитные материалы стали более доступными, автопроизводители осознали, что карданный вал из углеродного волокна может принести значительные преимущества, недоступные для металлических конструкций, и несколько серийных автомобилей были оснащены таким оборудованием в начале 2000-х годов (см. «Композитные карданные валы в серийных автомобилях»).Тем не менее, производители оригинального оборудования никогда полностью не использовали композитные карданные валы из-за перехода на автомобили с передним приводом (которые не нуждаются в карданных валах), автомобили с полным приводом (в которых используются более короткие валы, для которых достаточно металлов) и всегда присутствующий композит. Разница в стоимости металла.

Тем не менее, в некоторых углах композитные карданные валы никогда не исчезали, и есть множество производителей, которые преуспели в производстве валов для гоночных автомобилей, хот-родов и специальных применений. Одна из них — QA1 Precision Products Inc.(Лейквилл, Миннесота, США), основанная в 1993 году. Специалист в области приводных валов, QA1 также производит подшипники, элементы подвески и амортизаторы для всего спектра гоночных дисциплин. «Технология изготовления композитных карданных валов сегодня лучше не только с точки зрения материалов, но и с точки зрения ускорения производства и сборки», — утверждает Трэвис Горсуч, директор QA1 по передовым материалам. «Композитные валы обладают множеством преимуществ».

Индивидуальный дизайн для приложений клиентов

В двух словах, в конструкции приводного вала взаимодействуют несколько факторов производительности.По сути, это полая тонкостенная труба, приводной вал должен иметь достаточную жесткость, чтобы противостоять продольному изгибу при заданном крутящем моменте двигателя, который может составлять, например, 2500 фунт-фут в высококлассном гоночном двигателе объемом 500 кубических дюймов, вращающемся на 8000 об. / Мин. Хотя соединения карданного шарнира на каждом конце карданного вала снимают большую часть напряжения в трансмиссии из-за изменения углов, вал должен работать хорошо, потому что задний мост постоянно перемещается по отношению к двигателю. И, что, возможно, наиболее важно для конструкции, карданный вал должен быть достаточно жестким, чтобы его собственная резонансная частота была выше, чем у двигателя и задней оси, чтобы он не создавал разрушительной резонансной вибрации.при этом критическая скорость — точка, в которой частота вращения карданного вала и его собственная частота совпадают, увеличивая вибрацию до точки нестабильности — определяет частоту изгибного режима первого порядка. В этот момент карданный вал подвергнется усиленным смещениям, которые могут вызвать изгиб или даже биение вала и, в конечном итоге, саморазрушение. Можно использовать стратегии демпфирования для управления вибрациями первого порядка, чтобы воспользоваться преимуществами более высоких частот между вторым, третьим, четвертым и более высокими резонансами.

Команда

Gorsuch решает эти факторы производительности, сочетая компьютерное моделирование, лабораторные испытания и испытания карданных валов на трассе для целого ряда конкретных приложений. «Мы внимательно изучаем каждый рынок и разрабатываем конкретные цели производительности, будь то высокая критическая скорость, высокий крутящий момент, вес или, возможно, долговечность, и создаем индивидуальные продукты для каждого». Он приводит в пример приводной вал QA1 для гоночных автомобилей по бездорожью, для которых высокая прочность на изгиб и долговечность являются первоочередными задачами.Другой продукт нацелен на уличных гонщиков, которые предпочитают двигатели гораздо большего размера с более высоким крутящим моментом, который превосходит заводские двухсекционные стальные карданные валы. Клиенты также могут запросить карданный вал, изготовленный по индивидуальному заказу, в соответствии с их конкретными требованиями.

Начиная с квадрата

Для производства карданного вала инженеры QA1 сначала вводят информацию о клиенте — тип автомобиля, тип двигателя, мощность и крутящий момент, ограничение числа оборотов, автоматическую или ручную трансмиссию, тип настройки задней подвески и многое другое — в процесс проектирования компании.По словам Скотта Нойбауэра, инженера по композитам QA1 для передовых материалов, QA1 вычисляет 12 инженерных констант для тонкостенных трубчатых ламинатов карданного вала с помощью числовой модели, которая основана на трехмерной реализации классической теории ламинирования. Константы — это модули упругости (Ex, Eθ, Er), модули сдвига (G , G θr , G xr ) и коэффициенты Пуассона (V , V θr , V xr , V θx , V , V rx ).

«Из этих 12 констант мы используем три модуля упругости и три модуля сдвига для расчета момента потери устойчивости, критической скорости, жесткости на кручение и частоты скручивания — последнее добавление, которое еще не подтверждено. Все 12 констант используются для создания откликов напряжения / деформации всего ламината от различных направленных нагрузок », — поясняет Нойбауэр.

Программное обеспечение, используемое для анализа бесконечных элементов (FEA) и расчетов инерции, — это SolidWorks Simulation, поставляемое Dassault Systèmes SolidWorks (Уолтем, Массачусетс, США).По словам Нойбауэра, «Мы также используем числовую модель, которая реализована на родном языке сценариев Microsoft Office, Visual Basic для приложений (VBA). Это позволяет нам использовать решающие программы Excel [Evolutionary, GRG-Nonlinear, Simplex LP] для создания оптимизированных ламинатов с учетом определенных критериев ». Также проводится модальный анализ для определения собственных частот и, следовательно, минимальной требуемой жесткости вала. В конечном итоге в процессе проектирования создаются схемы намотки волокон, диаметр трубок и толщина стенок в соответствии с конкретными требованиями заказчика и характеристиками.Несмотря на то, что структура намотки и последовательность слоев, используемые для каждого клиента или рынка, строго запатентованы, обычно применяются следующие параметры: осевые (0-35 °) волокна имеют тенденцию увеличивать критическую скорость; угол винтовой намотки 35-55 ° способствует увеличению жесткости на кручение; большие углы волокна 55-90 ° (обруч) имеют тенденцию увеличивать крутящий момент изгиба.

Более низкий угол намотки 20-30 ° может быть выбран, если желательна «мягкость» кручения, то есть вал допускает небольшое осевое скручивание, чтобы выдерживать резкую подачу мощности.«Комбинация наших программных инструментов для проектирования позволяет нам довольно быстро пройти итеративный процесс разработки, — добавляет Горсуч, — и мы можем проектировать, изготавливать и испытывать валы в относительно короткие сроки, чтобы подтвердить наше компьютерное моделирование». Он добавляет, что конструкции карданного вала QA1 симметричны, со сбалансированным расположением, чтобы обеспечить равномерное распределение и баланс напряжений, с толщиной стенок от 2,5 до 8 мм.

Нанотехнологии для лучшей производительности, большие преимущества

Однако усилия по проектированию

QA1 выходят за рамки пристального внимания к критически важным усилениям.«Осевой и кольцевой модули вала зависят не только от схемы намотки, но и от модуля упругости полимерной матрицы, — отмечает Горсуч, — что сильно влияет на поперечную жесткость пластин и жесткость на сдвиг».

QA1 тесно сотрудничает с 3M Aerospace and Commercial Transportation Div. (Сент-Пол, Миннесота, США), чтобы испытать и разработать версию эпоксидной смолы 3M 4831, которая содержит наночастицы диоксида кремния, для всех своих продуктов. Горсуч говорит, что нанокремнезем, добавленный в количестве 30-40 мас. /%, Значительно увеличивает продольную длину вала и жесткость кольца для фиксированного рисунка намотки, типа волокна и содержания волокна, а также дает более прочный продукт с большей стойкостью к истиранию, чем продукт, сделанный с немодифицированная смола.

QA1 обычно использует углеродное волокно из полиакрилонитрила (PAN) со стандартным модулем упругости T700 от Toray Carbon Fibers America Inc. (Флауэр-Маунд, Техас, США), но другие типы волокон всегда находятся в стадии оценки, в том числе от Mitsubishi Rayon Carbon Fiber and Composites Inc. (Сакраменто, Калифорния, США), DowAksa USA (Мариетта, Джорджия, США) и Hyosung Corp. (Сеул, Республика Корея).

Горсуч добавляет, что компания исследовала использование высокопрочного углеродного волокна на основе пека, а также комбинирование волокон с разными модулями в одной детали, но, добавляет он, «хотя это помогает повысить производительность, становится трудно так как это увеличивает стоимость производства.”

После завершения сборки валка с обмоткой на заводе компании McClean Anderson LLC (Скофилд, Висконсин, США), он обматывается уплотняющей лентой и подвергается термообработке в специальной печи QA1, встроенной для индивидуальной рампы. и циклы ожидания. После отверждения вал отрезается до нужной длины и с одного конца вырезается небольшой кусок, который подвергается микроскопическому исследованию с использованием программного обеспечения для анализа изображений Olympus Stream от Olympus Corp. (Уолтем, Массачусетс, США) для проверки объема волокна, угла наклона волокна. и недействительный контент.«С помощью этого программного обеспечения для анализа изображений мы можем проверить, соответствуют ли пустоты и объем волокна нашим требованиям. Кроме того, мы проверяем толщину слоя и угол наклона волокон », — говорит Горсуч.

За анализом изображения следует механическое испытание, затем прикрепляются металлические концевые фитинги с помощью запатентованного 11-этапного процесса соединения QA1. Затем, по словам Горсуча, валы проходят испытания на кручение: «Это очень важная часть нашего технологического процесса, которая позволяет нам не только проверять наше моделирование методом конечных элементов, показывая, что вал работает так, как моделируется и что симуляции подходят, но и гарантировать качество каждого производимого карданного вала.«Для конкретных рынков испытания подтверждают, что приводные валы соответствуют требованиям 43.1, установленным надзорным органом по обеспечению качества для гонок SFI Foundation Inc. (Poway, CA, США). Затем следует проверка балансировки, чтобы убедиться в отсутствии вибрации на рабочих скоростях.

«Наши конструкции обычно в три раза прочнее металлического вала и имеют вес примерно вдвое», — утверждает Горсуч. Уже одно это является огромным преимуществом: общий вес автомобиля и потери мощности двигателя из-за вращения более тяжелого металлического вала значительно уменьшаются, не влияя на производительность.Но это еще не все. С точки зрения безопасности, композит при столкновении расколется, что предотвратит дополнительное повреждение транспортного средства и пассажиров. Это , а не в случае с металлическим валом, добавляет Горсуч, что может привести к катастрофическому отказу. Наконец, что не менее важно, композиты обладают лучшей коррозионной стойкостью.

заключает Горсуч: «Сегодня водители хотят большего в своих автомобилях, а более легкий приводной вал снижает вращающуюся массу и общую массу автомобиля. Я считаю, что есть тенденция к более широкому применению композитных карданных валов.”

См. «Выходной вал из композитного материала, готовый для автомобильного испытательного полигона» для получения дополнительной информации о конструкции автомобильного выходного вала с нитевидной намоткой.

.

3D-печатных композитов с 60% волокон, менее 1% пустот

«Наша главная цель — производить структурные композиты из непрерывных волокон для промышленности», — говорит соучредитель 9T Labs (Цюрих, Швейцария) Джованни Каволина. «Если вы поговорите с людьми, которые производят детали из углепластика (полимера, армированного углеродным волокном), большинство из них не поверит, что можно достичь сверхнизкого содержания пустот или хорошей прочности на межслойный сдвиг (ILSS) между слоями с помощью непрерывной волоконной 3D-печати.«9T Labs, однако, разработала запатентованный пост-процесс, который устраняет пустоты. «Теперь мы можем печатать на 3D-принтере композиты из непрерывных волокон с отличной адгезией между слоями и содержанием пустот менее 1 процента, что составляет конкуренцию композитам, производимым традиционным способом»

Начало в ETH Zurich

9T Labs началась с исследовательского проекта в Лаборатории композитных материалов и адаптивных структур (CMAS) Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе (ETH Zurich).Соучредители Cavolina и 9T Labs Мартин Эйхенхофер и Честер Хаувинк разработали композитную печатающую головку, «которую мы установили на роботизированный манипулятор и изготовили решетчатые сердечники для сверхлегких многослойных структур, предназначенных для аэрокосмических приложений», — объясняет Каволина.

решетчатые конструкции из углепластика, произведенные в рамках проекта Carbon Factory на CMAS, ETH Zurich. ИСТОЧНИК | Углеродный завод, CMAS.

Команда вызвала большой интерес со стороны промышленности, отмечает Каволина, «но мы поняли, что эти типы решетчатых структур — т.е.е. выдавливание стержней в свободное пространство — на тот момент просто не хватало краткосрочного потенциала для коммерческого применения. Это показывает большой технический потенциал для того, что возможно, но все еще требуется много экстремальных исследований и разработок, чтобы довести такой процесс до автоматизации, но приложения являются нишевыми, а не широко распространенными ».

Компании, которые связались с группой, на самом деле просили совсем другое. «Им нужен был процесс создания кронштейнов и других монолитных деталей, которые они могли бы использовать сейчас .Затем нам пришлось подумать, как действовать дальше ».

CarbonKit был продуктом с ограниченным выпуском, который позволял стандартным принтерам FDM использовать непрерывное углеродное волокно, но еще не был правильным решением для производства конкурентоспособных по стоимости промышленных конструктивных деталей из углепластика. ИСТОЧНИК | 9T Labs.

Комплект углерода

Таким образом, 9T Labs была основана в начале 2018 года, чтобы доказать концепцию 3D-печати монолитных ламинатов из углепластика, которые могут удовлетворить потенциальные потребности клиентов.«Нашим следующим шагом был CarbonKit», — говорит Каволина. Это продукт, который описан в статье CW от марта 2019 года «Внедрение непрерывной волоконной 3D-печати в производство». CarbonKit превращает 3D-принтеры Ultimaker или Prusa в систему, способную печатать с использованием непрерывного углеродного волокна. «Это позволяет вам использовать существующие принтеры в сочетании с нашей печатающей головкой, нитями и программным обеспечением для размещения непрерывных волокон, в зависимости от нагрузки, с 50-процентным объемным содержанием углеродного волокна, а не 30-процентным, что было нормой для 3D-печати CFRP. ,» он добавляет.

Каволина объясняет, что, хотя интерес к этому продукту был довольно большим, «мы обслужили только 25 клиентов. Мы ограничили этот продукт, потому что мы поняли, что с помощью только одноэтапного процесса FDM [моделирование наплавленного осаждения] невозможно получить конструкционные детали конечного использования для промышленных аэрокосмических приложений, которые также были бы конкурентоспособны по стоимости с текущими технологиями ».

Однако с помощью CarbonKit 9T Labs установила ценные отношения с клиентами. «Мы смогли узнать, что компании ожидали и в чем нуждались, даже несмотря на то, что эти детали было невозможно произвести с помощью CarbonKit», — объясняет он.«Консолидация на месте действительно возможна с FDM, но для этого потребуются гораздо более сложные машины, которые являются непомерно дорогими. Итак, мы создали двухэтапный процесс с консолидацией после печати ».

С Red Series компания 9T Labs достигла 3D-печатных структур из углепластика с> 50% объема волокна и <1% пустот по доступной цене по сравнению с существующими методами производства композитов. ИСТОЧНИК | 9T Labs.

Красная серия, двухэтапный процесс

Это подводит нас к тому, где сегодня находится 9T Labs.«Мы коммерциализируем серию Red, которая состоит из двух блоков: классического блока печати FDM с запатентованной печатающей головкой и смежного блока Fusion для постобработки», — поясняет Каволина. «Мы не достигаем полной консолидации на месте во время печати, а вместо этого печатаем, а затем консолидируем во втором процессе. По сути, мы печатаем преформу, которая помещается в блок плавления для последующего уплотнения с использованием высокой температуры и давления для достижения объемного содержания волокна более 50 процентов при менее 1 процента пустот.Этот двухэтапный процесс обеспечивает аэрокосмическое качество по доступной цене ».

На данный момент в Red Series используются термопластические материалы. «Мы печатаем углеродное волокно с помощью PEI, PEKK, PA (нейлона), а также имеем опыт работы с полипропиленом», — говорит Каволина. Red Series — это система с открытыми материалами? «Единственный способ быть конкурентоспособным по стоимости — использовать существующие материалы в новом производственном процессе», — объясняет он. «Если вы создаете собственный материал с нуля, вы исключаете возможность его серийного производства.По соображениям безопасности и надежности цепочки поставок серийные производители не будут полагаться на небольшую компанию в отношении своих материалов. Таким образом, мы позволяем нашим клиентам использовать имеющиеся у них запасы материалов, убедившись, что материалы работают в нашей системе ». Он объясняет, что 9T Labs тестирует материалы, чтобы убедиться, что сырье соответствует определенным требованиям, и определяет наилучшие параметры для печати.

А как насчет открытого программного обеспечения? «Наше программное обеспечение для печати сочетается с программным обеспечением для моделирования конструкций», — говорит Каволина.«Как инженер замечательно размещать волокна там, где это необходимо, но как вы можете быть уверены, что именно здесь они должны быть размещены? Наше программное обеспечение дает свободу проектирования и последующей перекрестной проверки с помощью структурного моделирования. Другое направление — определить ориентированную на волокна компоновку в структурном моделировании и затем преобразовать ее в траекторию печати в нашем программном обеспечении. Мы используем существующего, проверенного и известного партнера для FEA, работающего в фоновом режиме. Вы также можете напрямую спроектировать деталь в САПР, а затем загрузить этот файл в нашу программу.Здесь вы решаете, где вам нужно углеродное волокно, а где достаточно чистого полимера ».

Этот кронштейн из углепластика и коромысло для неавиационно-космических применений фактически соответствуют требованиям аэрокосмического ламината и имеют более 40 слоев — каждый слой с различной ориентацией волокон для использования анизотропии и оптимизации структурных частей, что было невозможно ранее. ИСТОЧНИК | 9T Labs.

Приложения

9T Labs занимается аэрокосмической (на данный момент интерьерной), биомедицинской и промышленной автоматизацией (напр.g., упаковочные машины), а также досуг / предметы роскоши (например, автоспорт, спортивная обувь, очки). На этом последнем рынке, по словам Каволины, «необходимы структурные композиты, но требования не такие строгие, как в аэрокосмической отрасли». Он цитирует коромысло, показанное выше. «Это кронштейн для конструкции, не относящейся к аэрокосмической отрасли, которая представляет собой конструктивное приложение, которое вы можете оптимизировать с помощью нашей технологии», — поясняет он. «Он исходит из алюминиевой детали, топология которой оптимизирована для снижения веса за счет ориентации углеродных волокон в соответствии со случаем нагрузки.Вы можете сэкономить, потому что вы можете уменьшить количество используемого углеродного волокна по сравнению с другими процессами композитных материалов. Вы не можете сделать это другими способами, потому что другими методами невозможно ориентировать каждое волокно так, как вам нужно, в высоком разрешении ».

Четыре различных слоя непрерывного углеродного волокна чередуются по всей толщине кронштейна из углепластика, напечатанного с помощью 9T Labs Red Series. ИСТОЧНИК | 9T Labs.

Каволина отмечает, что этот качающийся рычаг состоит из более чем 40 слоев волокна и полимера, «и мы можем иметь различную ориентацию волокон в каждом слое.Мы попробовали четыре разных компоновки, не ограничиваясь квазиизотропной. Эта свобода позволяет нам использовать анизотропию композитов для дальнейшей оптимизации структуры конечного использования. Это было бы невозможно сделать с помощью других современных методов производства ».

Он также указывает, что 3D-печать углепластиком — это автоматизированный процесс по сравнению с ручной укладкой. «Наша технология значительно сокращает ручной труд за счет автоматизированного простоя», — говорит Каволина. «С нашей технологией вы просто печатаете, консолидируете и готово.”

Red Series печатает более мелкие, сложные, монолитные преформы из углепластика, которые затем консолидируются на втором этапе для масштабируемого серийного промышленного производства. ИСТОЧНИК | 9T Labs.

Red Series Размер печати, скорость и полный запуск

Серия Red предназначена для небольших монолитных деталей для серийного производства с площадью печати 350 на 300 миллиметров. «Здесь мы видим на данный момент самую высокую добавленную стоимость для наших клиентов», — объясняет Каволина.

А как насчет скорости печати? «Мы очень конкретно говорим о производстве в следующие 1-2 года от 4000 до 8000 деталей в год для разных клиентов, что достигается с помощью сдвоенных блоков Red Series», — говорит Каволина. «Поскольку мы отделили производство сложных детализированных преформ от консолидации, теперь можно быстро увеличить объем производства».

«Мы потратили много времени на анализ структуры затрат нашего процесса, включая затраты на оборудование, рабочую силу и материалы», — отвечает он.«У нас доступная структура стоимости оборудования и автоматизированный процесс предварительной формовки. Мы используем наиболее доступные и эффективные материалы, а затем уменьшаем количество материала, необходимого для ориентации волокон в соответствии со случаем нагрузки и оптимизации конструкции. Мы тесно сотрудничаем с нашими партнерами в области структурного и технологического моделирования и видим, что это будет и дальше расти как значительная часть производственной цели использования технологии цифровых двойников, позволяющей подключать и играть с производственными линиями и ячейками 4.0.”

Red Series появится в продаже в 2020 году. «Сейчас мы оцениваем его в рамках наших программ сотрудничества с производственными партнерами. Мы сертифицируем с ними детали и процессы, поэтому они зарезервировали первые слоты для машин Red Series и будут использовать их для производства своих конечных продуктов ».

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *