Kohlefaser wird bei der Herstellung von Fahrrädern, Flugzeugen und sogar einigen Autos immer beliebter, da sie sowohl robust als auch leicht ist. Während Produkte aus Kohlefaser oft recht teuer sind, können Sie bestimmte Kohlefaserprodukte zu einem Bruchteil des Preises herkömmlicher Einzelhändler zu Hause herstellen. Sie müssen nur eine gute Form erstellen, die Kohlefaser auftragen und das Teil nach dem Trocknen fertigstellen.
Schritte
Methode 1 von 4: Erstellen einer guten Oberfläche
Schritt 1. Finden Sie eine geeignete Form
Bevor Sie etwas aus Kohlefaser herstellen können, benötigen Sie eine Form. Die Form bringt die Kohlefaser in die gewünschte Form. Sie können Formen online oder bei anderen Händlern kaufen. Kohlefaserteile sind in der Automobil- und Motorradindustrie beliebt, und Sie können Formen oft von Lieferanten kaufen.
In einigen Fällen können Sie das Originalteil als Form verwenden, um das Kohlefaserteil herzustellen. Dies funktioniert nicht gut, wenn das Teil beschädigt ist
Schritt 2. Tragen Sie beim Umgang mit Kohlefaser die entsprechende Schutzausrüstung
Sie sollten mindestens Schutzhandschuhe, Schutzbrille und eine Gesichtsmaske tragen. Diese Ausrüstung trägt dazu bei, das Einatmen potenziell tödlicher Dämpfe oder die Aufnahme schädlicher Lösungsmittel durch die Haut zu verhindern. Arbeiten Sie zusätzlich zur Ausrüstung in einem relativ gut belüfteten Bereich, um übermäßige Gasansammlungen zu vermeiden.
Schritt 3. Bereiten Sie die Form vor
Bevor Sie fortfahren, sollte die Form mit einem Material besprüht werden, das es dem Teil ermöglicht, sich nach der Fertigstellung von der Form zu lösen. Bei diesen Materialien handelt es sich normalerweise um eine spezielle Wachsart, die den Aushärtungsprozess des Teils nicht beeinträchtigt. Sie können ein Formschmiermittel online bestellen oder bei einem Kohlefaser-Händler kaufen.
Das Wachs ist nicht mit dem Harz zu verwechseln. Das Wachs bildet eine Schicht zwischen der Form und dem Harz und härtet nicht aus
Schritt 4. Besprühen Sie die Innenseite mit Harz
Um beste Ergebnisse zu erzielen, stellen Sie sicher, dass alle Ecken und Kanten der Form vollständig mit dem Harz gesättigt sind. Abhängig von der Größe der Form benötigen Sie möglicherweise mehrere Dosen Harz. Dadurch wird die Oberfläche geschaffen, die zum Auftragen der Kohlefaser erforderlich ist.
Im Gegensatz zum Wachs härtet das Harz aus und wird als Teil des Kohlefaserstücks aus der Form entfernt
Methode 2 von 4: Verlegen der Kohlefaser
Schritt 1. Tragen Sie das Fasertuch auf
Drücken Sie schnell Kohlefasergewebe in die Form. Stellen Sie wie beim Auftragen des Harzes sicher, dass Sie alle Bereiche der Innenform vollständig mit dem Fasertuch abdecken. Bei besonders kleinen Ecken oder Winkeln empfiehlt es sich, das Fasertuch mit einem Schraubendreher oder einem anderen kleinen Werkzeug in die Ritzen zu drücken.
Schritt 2. Fügen Sie zusätzliches Harz hinzu
Sprühen Sie das Innere der Form mit mehr Harz ein. Das Fasertuch sollte vollständig mit dem Harz durchtränkt sein. Dies ist es, was die Fasern des Stoffes miteinander verbindet und der Kohlefaser ihre Festigkeit verleiht.
Schritt 3. Beuteln Sie die Form
Um zu vermeiden, dass Schmutz und Staub in das Harz fallen und sich das Fasertuch besser an die Form anpasst, können Sie die Form eintüten. Dies bedeutet, dass ein Beutel mit einem Vakuumaufsatz über die Form gelegt wird. Verwenden Sie dann eine Vakuumpumpe (oder für eine grobe Version einen Staubsauger), um den Beutel zu saugen. Dies wird auch dazu beitragen, dass das Harz schneller trocknet.
Schritt 4. Erhitzen Sie die Kohlefaser
Das Erhitzen des Kohlefaserteils beschleunigt den Aushärtungsprozess. Sie sollten das Teil mehrere Stunden lang auf eine Temperatur zwischen 121 °C und 177 °C erhitzen. Alternativ können Sie das Teil ohne Hitze langsamer aushärten lassen. Dies dauert in der Regel mindestens 24 Stunden.
- Die meisten Harze härten nicht deutlich unter 16 °C (60 °F).
- Sie sollten das Teil nicht in einem Küchenherd aushärten. Die abgegebenen Dämpfe riechen fürchterlich und sind giftig. Zum Aushärten benötigen Sie einen Autoklav oder eine andere Wärmequelle.
Methode 3 von 4: Fertigstellen des Teils
Schritt 1. Tragen Sie mindestens drei weitere Schichten Harz auf
Diese Harzschichten sollen das Aussehen des Teils verbessern, nicht die Festigkeit oder Funktionalität. Lassen Sie jede Harzschicht sich aufbauen, bevor Sie die nächste Schicht auftragen. Dies kann von einigen Minuten bis zu Stunden dauern, aber Sie können es erkennen, da das Harz klebrig (klebrig) wird, wenn es für die nächste Schicht bereit ist.
Schritt 2. Schleifen Sie die obere Harzschicht
Sobald Sie drei bis sieben Harzschichten aufgetragen haben, ist es Zeit, es zu schleifen. Sie sollten alle Unvollkommenheiten im Harz, wie Staubpartikel oder unebene Oberflächen, ausschleifen. Passen Sie auf, dass Sie nicht durch das Harz gehen, wenn Sie die darunter liegenden Fasern schleifen, zerstören Sie das Teil.
Schritt 3. Polieren Sie das Teil
Nachdem Sie die Unvollkommenheiten aus dem Harz geschliffen haben, können Sie es polieren. Sie können eine für Ihr Harz geeignete Politur bei demselben Händler kaufen, bei dem Sie das Harz gekauft haben. Trage die Politur mit einem sauberen, weichen Lappen auf und wische sie mit einem anderen sauberen, weichen Lappen ab. Dadurch erhält das Teil einen schönen Glanz.
Schritt 4. Überprüfen Sie das Kohlefaserteil von allen Seiten
Stellen Sie sicher, dass das Teil keine Risse oder andere Verformungen aufweist. Wenn das Teil beschädigt ist, müssen Sie von vorne beginnen und ein anderes Teil herstellen. Wenn Sie keine Unvollkommenheiten sehen, können Sie das Teil verwenden.
Methode 4 von 4: Herstellung von Carbonfasern in einer Fabrik
Schritt 1. Lösen Sie die Vorstufe auf
Precursor ist das Material, aus dem Sie die Kohlefaser herstellen. Fast alle Kohlefasern werden aus einer Polyacrylnitril-Vorstufe hergestellt. Sie sollten das Polyacrylnitril in einem organischen Lösungsmittel wie Dimethylsulfoxid lösen.
Schritt 2. Spinnen Sie das Polymer
Sobald die Vorstufe gelöst ist, legen Sie sie in ein Koagulationsbad. Führen Sie dann den Matsch durch eine Spinndüse. Das Material wird durch die feinen Löcher der Spinndüse gepresst, um lange Stränge zu erzeugen.
Schritt 3. Fügen Sie Sauerstoff hinzu
Sauerstoff wird benötigt, um die Polymere zu vernetzen und sie für Fasern besser geeignet zu machen. Um die Stränge zu oxidieren, erhitzen Sie sie in einem Oxidationsofen mit einer Temperatur von 200 ° C (392 ° F) bis 300 ° C (572 ° F). Sie müssen während dieses Vorgangs einen angemessenen Luftstrom aufrechterhalten, um zu vermeiden, dass die Stränge in Brand geraten.
Schritt 4. Pyrolysiere die Polymerketten
Nach der Oxidation müssen die Stränge in einer sauerstofffreien Umgebung erhitzt werden. Da kein Sauerstoff vorhanden ist, verbrennen die Stränge nicht. Stattdessen durchlaufen sie einen Prozess namens Pyrolyse, der fast alle Verunreinigungen wie organische Lösungsmittel entfernt. Es wird eine Reihe von Pyrolyseöfen verwendet, die im Bereich von 700 °C (1.292 °F) bis 1.500 °C (2.730 °F) liegen.
Schritt 5. Behandeln Sie die Fasern
Pyrolyse lässt Sie mit Kohlefaserfäden zurück. Vor dem Versand an Kunden oder Verarbeitungsbetriebe müssen die Fäden behandelt werden. Dazu gehört das Ätzen der Fasern mit einer Säure wie Salpetersäure. Nach dem Ätzen (als Behandlung bezeichnet) wird die Faser in einem als Schlichten bezeichneten Prozess beschichtet. Die Beschichtung erhöht die Größe der Fasern und macht sie robuster für die Verarbeitung und den Kundengebrauch.
