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【ZT】如何制作塑形碳棒

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发表于 2018-2-7 22:46:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 KK 于 2018-2-7 22:58 编辑

      看到好贴又忍不住想转了。分割线以下内容源自Donatas (要玩F3P不知道Donatas Pauzuolis 就太不应该了吧)的个人网站,原文链接点此。访问不了别问我为什么,问我也。考虑到一来有人打不开链接,二来打开满眼的E文有人会说看不懂,那就斗胆转个彻底一点,转成中文,请参考学习。      首发5irc,本人翻译,欢迎指正,欢迎转载,请注明出处。谢谢。


-----------------------------------分割线,以下为原帖译文--------------------------------------------------------------------

   如何制作塑形碳棒

       作者:Žilvinas Lapačinskas


      在我们以前发表过的内容里,讨论过关于塑形碳棒(CF棒)工艺在室内RC模型制作中的优点和应用,也一步步介绍过模型的制作过程。本文,我们会一步步指导如何制作塑形碳棒。

     背景知识介绍

     首先需要感谢下列朋友,是他们激励我们研发了这些制作工艺:

   Aleksey Lantsov :鼓励我们制作碳骨架加麦拉膜(译者注:俗称“覆膜机”)室内遥控飞机模型。他在制作这类模型的技术和原理方面进行了大量有益的探索研究,推动几乎整个F3P世界从泡沫材质转向碳纤维骨架。

   Kimmo Kaukoranta:展示了塑形碳棒在F3P 遥控模型制作方面的优势,我们认为他是该领域的先行者。

    你可能已经了解的工艺

      Kimmo运用的基本原则可见另一贴,点击这里查看。显而易见,塑形碳棒很容易制作,只需用到碳纤维丝、环氧树脂和所需直径的硅胶管。碳丝用环氧树脂浸透以后,拉入硅胶管,再用某些模板或者模具定位成所需形状,直至树脂固化。

       那么以下技术有何不同,值得一读呢?

       事实上,硅胶管工艺有一些重要的缺陷:

      最终成品纤维密度相对较低。由于浸润了树脂的碳纤维丝必须拉入管内,碳丝密度越大就需要越大的力量拉入。需要拉入的长度越长,可拉入的纤维密度就越低。同时,高密度碳纤维对于最终成品的强度至关重要,尤其是对于我们所讨论的,是直径仅0.5mm的碳棒。
(下图中,左为理想的纤维密度,右为低密度。蓝紫色碳纤维,灰色部分环氧树脂)


    制作小直径如0.5mm或者更小的直径,非常困难。直径越小,把碳丝合到一起并将其拉动就越困难。

     长度限制。仍然是受拉力所限,每增加一厘米长度,所需的力量就成倍增加。


      新工艺的目标

      很明显,新工艺的目标要克服旧工艺的缺陷。目标为:

  • 最终成品要达到较高的碳纤维密度,运用挤压成型工艺,该工艺常用于制作最佳质量标准的碳棒;
  • 达到理论上不限长度的塑形碳棒。我们通常制作1米,不过工艺标准允许制作更长的。


       基础知识


      在深入细节之前有必要提一下,从概念的角度来看,具有高机械性能的塑形碳棒,在树脂固化之前只能以某种方式生产。树脂固化之后,所有通过加热来进行塑形的努力,都会导致弯曲部分基本强度的丧失。因为在弯曲过程中,碳纤维束之间需要可滑动,而这只有在树脂固化之前才可能做到。
(中间碳丝直接可滑动,可顺利弯曲;右图碳丝无法滑动,弯曲时纤维断裂)


      下一个重点是,树脂固化时,碳纤维应能良好地压缩在一起,树脂和碳纤维之间不应有任何气泡。


      基本步骤相当清楚:

  • 树脂充分浸润碳纤维丝
  • 压缩碳纤维
  • 塑形并维持,直至树脂固化。


      那么主要问题来了:如何正确压缩碳纤维呢

      在所有的可能性中,我们选择了热缩管(常用于电线绝缘)来压缩碳纤维。

      优点。热缩之前,很容易把所需长度和数量的碳丝拉入;收缩力量也足够,可排除树脂中的空气,从而得到光滑漂亮的成品表面,横截面圆度也很好。

      缺点。需要加热使管收缩。所以必须小心选择材料,使加热对树脂的影响减到最小。事实上,此工艺的精髓就是如何减小热量对树脂的影响。

      材料列表

      碳纤维丝。用你能找到质量最好的碳纤维丝。碳丝通常用单束所含丝的数量来标号:1K, 3K, 6K, 12K…根据所需直径来选择。如果最终成品超过了标称直径,意味着有多余的树脂残留在成品内部。

CF棒标称直径(mm)
碳纤维质量标号
0.5
3K (3000)
0.7
6K (6000)
0.85
9K (9000)
1.0
12K (12000)

      环氧树脂。由于压缩过程需要加热,热量会明显缩短树脂的操作时间,所以选择操作时间长的树脂非常重要,这树脂还得耐受加热且机械性能不受损。另外树脂还应该低粘度、层压性能良好。我们选用的是L287,室温下有接近3.5小时的操作时间。操作温度建议描述可达50℃。另一方面,在该树脂的数据表有如下描述:

    “加工过程中不同的温度对固化产品的机械性能影响未知,然而温度升高10℃会使操作时间缩短一半”

      所以,热缩管的加热时间尽可能短很重要,同时热缩管实际上也是树脂的隔热材料。

      热缩管。因为尽量缩短加热时间很有必要,所以应尽量选用收缩温度低且收缩率大的热缩管。热缩管内表面应无粘性。我们建议使用透明热缩管,这样可以观察到内部材料压缩的情况,尤其是收缩初期。选取热缩管时,可考虑收缩直径略微小于碳棒标称直径。

       其他可能需要的材料:

  • 凯夫拉丝:当作张力弦
  • CA胶水:粘接碳丝和张力弦
  • 纸巾:吸取多余的树脂
  • 杯子和小棍:搅拌环氧树脂和固化剂用


      所需工具

      模板。模板是一些带槽的平板,包着碳丝和树脂的热缩管收缩之后,可以摆在槽里。我们使用中密度层压板来制作模板。模板表面的凹槽宽度,应当和收缩之后的热缩管相当,而深度略深一点。矩形凹槽就可以了。为了尽可能精确,我们建议用CNC加工来铣模板的凹槽。


      组装框架。当碳骨架制作完成,即可上架安装。找一块平板,长度要超过两倍的碳棒长度,因为碳棒需要两面对接。

      热风枪。最要求精准的工具。加热前务必多次练习,过多的热量会导致树脂在上模板前就固化,固定了碳丝,就很难弯曲塑形。热量不足则没法收缩碳丝。最好选用可调温的热风枪。当然每种类型的热缩管都得好好熟悉一下。

      其他可能需要的工具:
  • 保护面罩和手套
  • 锋利的刀
  • 笔直的钢丝


      制作过程

      1.碳丝,张力弦和热缩管组合

      组合前的材料


      钢丝引导穿入热缩管


      在钢丝引导下把凯夫拉丝拉入热缩管


      固定端滴CA粘住碳丝


      滴CA粘住碳丝和凯夫拉丝


      组合完成准备下一步


      2. 树脂施工和热缩

http://v.youku.com/v_show/id_XMzM4NjYzMTc4NA==.html

      3.去除热缩管(用刀贴着碳棒表面划),完成。










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发表于 2018-2-7 23:34:29 | 显示全部楼层
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发表于 2018-2-8 06:01:23 | 显示全部楼层
如果当它怕死愿意学中文,这个会是个好同志
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发表于 2018-2-8 18:36:29 | 显示全部楼层
好贴,,可以射
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发表于 2018-2-10 11:05:07 | 显示全部楼层
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发表于 2018-3-8 10:00:53 | 显示全部楼层
专业!
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