Когда речь идет о том, чтобы существенно уменьшить вес деталей не в ущерб прочности, то вспоминают о карбоне – композитном материале, который получают из углеродных волокон и полимерной смолы, которая служит для нитей своеобразной оберткой.

Первые углеродные волокна были созданы Томасом Эдисоном еще в конце XIX столетия. С тех пор они прошли через множество этапов усовершенствования, пока не приобрели необходимые характеристики.

Сегодня изделия из карбона чрезвычайно популярны в машиностроении и автотюнинге, в самолето-, кораблестроении и при производстве ракетных двигателей. Углепластик находит применение и во многих других сферах. Единственным его недостатком является довольно высокая стоимость, ввиду трудоемкости и энергозатратности процесса изготовления.

Особенности изготовления карбона

Основой для изготовления карбона являются углеродные филаменты. Это организованные в одном направлении группы кристаллов углерода, общим диаметром не более 0,01 мм. Из филаментов образуются углеродные нити (другое название «углеволокно»), из которых далее можно получить ленты, ткани и нетканые материалы:

• Лента. Волокно выкладывается в продольном направлении, а затем скрепляется поперек различными методами. Обеспечивают жесткость только в продольном направлении.
• Ткань. Нити сплетают в определенном порядке. В результате по виду тканевого плетения может получиться полотно, саржа, сатин и атлас. Нити работают и в продольном (основном) и в поперечном (уточном) направлениях, однако жесткость в поперечном направлении всегда меньше, чем в продольном из-за особенностей прядения.
• Нетканые углеродные материалы. Получаются без применения прядения, например: углеродный войлок, углеродные вуали. Нетканые материалы не используются в качестве армирующего элемента в составе карбона, т.к. не имеют целостных углеродных связей в определенном направлении.

От рисунка плетения зависит, насколько хорошо нити будут держать друг друга в ткани, а также внешний вид. На плотность влияет толщина нитей, а также их количество по утку и по основе, приходящихся на см2. При одинаковых условиях, плотность будет идентичной.

Наиболее распространенные этапы получения изделий из карбона:

• Создание формы-матрицы.
• Выкладка углерода и закрепление смолой.
• Герметизация.
• Отверждение.
• Финишная отделка.
• Покрытие лаком (опционально).

Этапы могут меняться в зависимости от технологии создания изделия из карбона.