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木匠创业做碳纤维赛车,大佬们踏破门槛

赛车 时间:2021-04-05 18:09来源:竞报体育整理编辑:竞报体育我来说两句

【导读】木匠创业做碳纤维赛车,大佬们踏破门槛 碳纤维,分开来说,碳和纤维都不足以抬起你的眼皮,但是连起来说就大有不同,高精尖的气质就出来了,更有黑黄金的美誉。 碳纤维在汽车领域比较亲民,而且受到广大爱车人士的追捧,为什么呢,是因为它听不懂的特性,还是

木匠创业做碳纤维赛车,大佬们踏破门槛

碳纤维,分开来说,碳和纤维都不足以抬起你的眼皮,但是连起来说就大有不同,高精尖的气质就出来了,更有“黑黄金”的美誉。

碳纤维在汽车领域比较亲民,而且受到广大爱车人士的追捧,为什么呢,是因为它听不懂的特性,还是因为它彰显个性,亦或是它改善车子性能,然而都不是,因为它贵!

贵能说明什么,有钱、品味、与众不同……此类感觉想多少有多少。哈哈,扯的有点远,还是说点实在的,碳纤维零部件,鉴于它优越的力学性能,主要出现在高端车型及赛车上,这个也是必须的。

图1.福特GT

图2.B20红头机本田思域拉力赛车

不过现在碳纤维早已不是豪车专属,改装让一切皆有可能,人人都可拥有碳纤维,接下来以高威碳纤维(Galway Carbon)的改装件制作过程为例,简单了解下这高级货的诞生。

高威碳纤维位于爱尔兰高威市,它的联合创始人是布莱恩·格雷利(Brian Grealish)和肖恩·海森(Sean Hession)。

图3.两位创始人

木匠出生的他们为做汽车零部件模具的打下了良好的基础,有句话怎么说的,不会做碳纤维的木匠不是好设计师。他们所生产的碳纤维产品广泛受到World RX和WRC等赛事大佬的青睐。真是羡慕不已!

 

图4.RX世界拉力赛

传统开发改装件,先是要用泡沫或其他材料在汽车上手工制作,然后再翻模,再用需要的材料做出成品。而高威碳纤维有科技助力,那便是3D扫描和3D打印,不仅能缩短开发周期,还能保护知识产权。

在这里,我总结了4个步骤,下面就详细说一说。

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1.扫描原型

 

图5.扫描现场

爱车准备好,要开发碳件的位置不用做任何处理。如上图,是布赖恩自己的本田思域拉力赛车,扫描的是油箱上部,为了做一个油箱盖。右侧的工具车上则是埃太科(Artec)3D扫描仪和戴尔(DELL)移动工作站。这设备,清一色的America。

 

图6.官网截图

先看3D扫描仪,埃太科牌儿,国内零售价19800刀,这还不包含各种税,性能好,参数牛,用过的人都说好。据说被誉为3D扫描行业领袖。真好,看看就足够了。

再看移动工作站,看着像笔记本,为什么叫这名字,那是因为其质量和性能远超笔记本,也可以说是专为设计师们打造的专业生产力工具,预算多的朋友不妨买来试试,戴维、惠普及联想等各大品牌均有售。

图7.认真的外国友人

扫描过程是这样滴,看这认真的小眼神,这是在盯着电脑屏幕,扫描仪不能移动太快,根据电脑提示把握扫描节奏,还是需要些耐心的。

扫描结束后处理下数据,然后导入机械设计软件进行重新设计、精确模型数据或者模具设计。

 

图8.油箱上部数模

 

图9.扰流板下部数模

这里用到的SolidWorks,是牛气的达索系统(Dassault Systemes)集团旗下的子公司产品,做几个数据模型,简直就是洒洒水啦。

到了这一步,碳纤维改装件制作的第一阶段算是结束了,不过这只是万里长征刚开始。

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2.打印辅助模具

图10.3D打印软件

上图,这是一款名为Simplify3D的3D打印软件。又是America……

这款软件在3D打印界也算是家喻户晓吧,各种版本网上都有,和很多机器的兼容性也好。

根据打印零件的结构在软件里调整好模型的摆放,再调整一下细节上的参数,导出3D打印机可识别的文件,其实就是自动生成的数控程序。将它发到3D打印机上。

 

图11.定制大型3D打印机

 

图12.3D打印成品

这款3D打印机是热熔成型原理,成品相对粗糙,但不影响后面的工艺。模型较大时,只能将其分割成若干部分进行打印,最后用辅助材料把它们拼接在一起。打印出来的模型不能直接用作模具,只是用于辅助模具开发而已。

图13.拼接好的模具

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3.模具制作

因为不是主机厂,用钢制模具或铝制模具有些划不来。这时候,两位老板的木匠手艺就派上大用场了。

 

图14.模具背面

 

图15.模具库

看图片,模具是用木板做框架,防止模具变形,再结合其他纤维材料和树脂通过原型翻模而成。模具背面无需处理,而正面要处理到平整光滑,最好能达到镜面效果,这直接影响成品的表面质量。

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4.零件成型

 

图16.碳纤布

主角来了,碳纤布,是不是看着很普通,但是想起它的价格,我沉默了,相信也不会有人拿他来做衣服。

哥儿俩为了满足客户多样化的需求,当然还有其他材料供选择。

 

图17.其他纤维布

 

图18.碳纤维预浸布

高威碳纤维(Galway Carbon)的主要工艺流程是这样的:

湿法工艺过程:

1、模具准备,喷涂脱模剂

2、产品积层(碳纤维预浸布)

3、铺脱模布

4、铺隔离膜或带孔隔离膜

5、铺透气毡

6、粘贴密封胶条

7、封真空袋膜

8、安装真空阀、快速接头和真空管

9、接气源,检验真空度

10、抽真空,产品固化

11、产品脱模

干法工艺过程:

1、模具准备,喷涂脱模剂

2、胶衣、产品积层(不含树脂的碳纤布)

3、铺脱模布

4、铺导流布、导流管

5、粘贴密封胶条

6、铺真空袋膜

7、安装真空阀、快速接头和真空管

8、接气源,检验真空度

9、抽真空,导入树脂

10、产品固化

11、产品脱模

 

图19.带孔隔离膜

 

图20.铺好各种布、膜的模具

 

图21.封真空袋膜

图22.安装真空阀、接头和真空管等

图23.被抽了真空的叶子板

图24.叶子板近景

图25.热固化箱

对比两种工艺,最主要不同点就是产品积层,也就是说用什么样的碳纤布。

湿法工艺用到的碳纤维预浸布,是已经用树脂基体在严苛的条件下浸渍的碳纤维,制成了树脂基体与增强体的组合物。用它做出来的产品,硬,脆,适用于结构复杂,非接触使用的零部件,比如:引擎盖、扰流板、内饰等等。

干法工艺用到的不含树脂的碳纤布,顾名思义,可以说就是布,它做出来的产品正好和预浸料互补,有弹性,抗冲击,也就是说它更适用于车身面板,比如包围、车门、叶子板等等。

此外,还要考虑的重量和厚度,后者往往更好控制。

图26.前包围

图27.前叶子板

图28.碳件的光泽

产品脱模后,裁一裁毛边,打磨打磨,抛光一下,就可以上车试装了。当然,复杂的零件还要进行组装。

这么一趟下来,虽然比不上大厂的高精尖,但也绝对不low,起码是从内到外的真碳纤维。看着简单,但是得有钱有手艺,想一想,原装还是不错的。如果只追求视觉上的感受,还有替代品,水转印、贴纸或者原装件贴单层碳纤布了解下。

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