如何用碳纤维对零件进行蒙皮(碳纤维蒙皮包覆示例)

当您负担不起现有零件的模具制作过程时,用碳纤维包裹或蒙皮零件始终是一种选择。特别是在内饰件上。

开始之前的想法

花一些时间接触干燥的碳纤维,看看它有多容易磨损,等等。碳纤维很容易用剪刀剪断,但我们建议沿着要剪的线铺设一条胶带以将其固定在一起。

制作一些测试部件,看看碳和环氧树脂的行为如何。了解环氧树脂的粘性时间,定位/重新定位、压平、成型和处理材料的难易程度。看看当你立即叠加或等到环氧树脂粘起来再进行叠层时会发生什么。

如果不进行切割,就很难实现急转弯。90度很困难,因为您通常无法在拐角处获得足够的压力来形成直角。使用更锐利的角度,您可以获得一些机械优势,使其更容易一些,但即使是钝角也可能是一个挑战。通常,您可以使用胶带将零件周围的织物边缘拉到底部,但请注意,您需要在顶面上涂上一层环氧树脂底漆,并且由于它无处不在(包括底面),因此您可能会遇到将胶带粘在底面上的挑战(这是规划会有所帮助的地方)。我们建议使用真空袋。

环氧树脂具有适用期,这意味着,当它以液态形式放在杯子中时,它在加热并突然“冒烟”变成固体之前有有限的时间。一旦锅变热,你只剩下几分钟的时间,它就会在一阵烟雾中改变相位。使用碳纤维和树脂时,请勿吸入烟雾并始终佩戴防护装备。

环氧树脂可以根据需要进行打磨和成型。一旦初步固化,即使在模具中,该零件在裸露的环氧树脂中也很少是完美的。所以,不要被粗糙的零件吓到——记住你可以塑造它。如果您的背面有滴水,请不要担心——它们可以被磨碎、打磨或刮掉。

准备好进行大量手工打磨,除非您有小型3英寸空气或电动砂光机。如果您随后进行湿打磨,只需使用水和少许肥皂即可。有时,你需要从150开始工作,但我通常从400开始,然后做800、1500和2000。在整个过程中,我们几乎使用了80到3000的所有砂砾来制造碳纤维零件和用碳包裹零件。同时使用硬质砂块和柔性砂块。此外,如果您想要近乎完美的光洁度,请使用抛光剂和缓冲液。

您将依靠切割轮(易碎的轮子最适合精细的精加工;但我们建议使用金刚石轮进行干净、耐用的切割)和材料去除钻头(末端的形状像斜齿轮)。此外,在研磨时准备好并运行车间真空吸尘器——就像任何材料去除过程一样,环氧树脂灰尘无处不在。我会用夹子将真空喷嘴放在工作台上,紧挨着我们进行切割的地方,这样它就会吸走所有的灰尘。如果有呼吸器,请戴上呼吸器或防尘口罩。

透明涂层是必不可少的——它们可以采用暗淡的环氧树脂并使其明亮(甚至是哑光饰面)。一定要寻找紫外线稳定的清漆。还要记住,单件,拨浪鼓可以透明涂层看起来很棒,但它会缺乏耐用性。如果你想要耐用性,你真的想寻找一种由两部分组成的清漆(带有底漆和硬化剂或活化剂),你可以在一两个小时内混合和喷涂。

搅拌杯,就像你在油漆店看到的那样。通过获得更小的刻度混合杯来最大限度地减少环氧树脂浪费。请勿在蜡杯中混合环氧树脂。只需在塑料杯中混合即可。

注意哪些塑料会粘在环氧树脂上,哪些不会粘在环氧树脂上,哪些在中间,以及如何补偿它。环氧树脂不会粘在PET、HDPE或醋酸纤维上(PET用于那些可怜的、不透水的声波焊接塑料包装;(HDPE是牛奶瓶的原料)。ABS位于中间,因此您需要通过粗糙表面来获得比化学附着力更高的机械附着力。

如果您选择用薄膜塑料覆盖或装袋您的零件,以便在第一次尝试时获得更好、更平坦的光洁度,请使用较厚的密耳,以免产生皱纹或翘曲。

你需要的东西:

  • 碳纤维–200gsm至240gsm
  • 环氧树脂–透明
  • 环氧黑色颜料
  • 胶带(用于将东西固定在一起的油漆胶带;用于衬里表面的包装胶带,您不希望环氧树脂粘附)
  • 工作区域的纸张或其他保护材料(显然)
  • 切割工具
  • 砂纸(高达2000粒度)
  • 热风枪/丙烷割炬
  • 丁腈手套
  • 呼吸器或防尘面罩
  • 吸尘器
  • 刀具
  • 剪刀(碳纤维织物很容易剪断,所以你不需要特殊的剪刀)
  • 丙酮(用于清理)
  • 搅拌杯,毕业。使用您在油漆店中找到的相同类型,并尝试获得小尺寸,以便您可以混合小批量。
  • 橡皮泥/造型粘土,用于保护某些区域免受环氧树脂侵入,仅当您需要时。

操作步骤

第1步:检查零件

这里提供的零件是开关。在开始碳包装之前,做一些表面处理非常重要。此外,请注意,如果您的零件过于复杂,则可能需要对碳纤维材料进行一些干净的切割。在开始处理更复杂的零件之前,如果您自己正在考虑一个包裹项目,我们建议您从更简单的零件开始。

第2步:表面处理

在对零件进行碳纤维缠绕之前,需要考虑以下几点:

  • 首先,零件是否光滑?如果零件的表面光洁度太光滑,碳纤维可能不会粘在上面。如果是这种情况,请用低粒度砂纸(80粒度)打磨表面。确保所有粘接表面都充分磨损。我们还建议使用小Dremel钻头在表面上打一些小孔。它有助于增加碳纤维与表面的粘合强度。
  • 第二,表面是什么颜色的?因为您将使用单层碳纤维来包裹零件,所以零件的原始颜色可能会显现出来。为了防止这种情况可见,有些人建议喷涂零件,但我们建议在基础环氧树脂中使用黑色颜料。
  • 第三,在树脂固化之前,碳将如何附着?我们始终建议在第一层使用基础快速固化环氧树脂。不要使用粘性喷雾!涂覆树脂时,喷涂胶粘剂会溶解并失去粘性。发生这种情况时,某些表面可能会从零件上脱落,结果可能是表面上难看的凸起。

在铺设基础环氧树脂层之前,请确保零件是:

打磨–使用80粒度和40粒度以获得更好的表面粘合。您可以打小孔来增加锚点。在不同方向上打磨,以便有足够的粗糙表面粘合。

如何用碳纤维对零件进行蒙皮(碳纤维蒙皮包覆示例)

清洁–空气吹气、清洗并使用IPA(异丙醇)清洁零件。在涂抹环氧树脂之前,我们建议使用丙烷割炬进行火焰处理。我们建议对特别由低能塑料(如ABS)制成的零件执行此操作。

火焰处理是聚乙烯(HDPE、LDPE、UHMW)和聚烯烃基塑料在聚合物粘接或印刷之前使用最广泛、最具成本效益的预处理方法。它包括在短时间内(0.2至3秒)将要涂覆的表面暴露在合适的氧化火焰中。

如何用碳纤维对零件进行蒙皮(碳纤维蒙皮包覆示例)

通过产生氧化表面而产生的表面变化大大提高了液体润湿表面的能力,从而在表面和涂层之间形成牢固的粘合力。

第3步:用环氧树脂表面涂料

在这个过程中,用环氧树脂涂漆原始零件并使其固化成良好的粘性,然后再应用碳纤维非常重要。当我们说好粘时,我们的意思是,它是粘性的,但它不会在你的手指上脱落。如果它从你的手指上脱落,一旦你放下碳纤维,碳就会吸收其纤维中的树脂,在零件上留下几乎没有树脂可以粘合。

如何用碳纤维对零件进行蒙皮(碳纤维蒙皮包覆示例)

第4步:用碳纤维包裹零件

这个过程的这一部分需要最大的耐心和专注。确保纤维笔直,所有边缘都完全包裹。在像这样的复杂零件中,确定将复杂零件隐藏的位置,始终从最重要(可见)的表面开始。一旦该曲面被卡住,您可以折叠、切割和包装以完成其余曲面。在碳需要变形的地方切开缝隙以包裹您的零件。再次尝试完成零件底部的所有边缘。额外的喷涂粘合剂/环氧树脂可用于将襟翼粘附在底部。

在这个阶段,我们建议将这部分放在真空袋中,并在那里保存几个小时,如果不是更长时间的话。这样,您的零件将完全连接到零件上,而不会有可能从零件上脱落的风险。

如何用碳纤维对零件进行蒙皮(碳纤维蒙皮包覆示例)

第5步:涂抹树脂

一旦碳纤维完全粘在您的零件上,您就可以涂覆树脂了。您可以使用泡沫刷或鬃毛刷尽可能多地涂覆碳纤维。涂覆第一层时,保证在表面看到碳纤维编织纹理;不要担心在第一遍就试图消除这一切。进行碳包装通常需要至少三层树脂。

提示:除非您有温度和湿度控制的房间,否则我们建议您在室外温度超过20°C且湿度低于60%时这样做。这样做,您将避免胺腮红。胺腮红在树脂中呈乳白色外观,是由于固化过程中空气中存在水分引起的。为了防止这种情况,树脂最好在真空中固化,但这在包裹零件时并不总是能实现。为了将风险降至最低,请考虑仅在湿度低的炎热天气进行这样的过程。

当您拥有复杂的形状时,您会发现在水平表面上涂上一层厚厚的树脂,然后再在垂直表面上涂上一层树脂要容易得多。当一层又一层地涂抹树脂时,您可能会注意到树脂中形成气泡。涂上环氧树脂后,在最低设置下使用丙烷割炬(仅适用于环氧树脂),并将软火焰快速悬停在零件上以去除气泡。您也可以使用热风枪。

其结果是玻璃般的表面没有空隙。要非常小心,不要让树脂太热,因为它会过早开始固化。这是使碳纤维包裹部件看起来不错的最重要的技巧之一。

额外的环氧树脂层可以通过两种方式应用:

  • 通过在固化后形成机械粘合-打磨零件并涂上另一层树脂。
  • 通过化学键–当第一层环氧树脂变粘时,再涂一层新的环氧树脂。

第6步:修剪

修剪

树脂完全固化后,您可以继续下一步。

从背面切割时,我们建议使用带有切割轮的Dremel工具使其靠近形状的边缘。然后在Dremel上放一个砂筒,让它再次从后面到达边缘。它非常快速和简单,但会甩掉很多灰尘。您需要戴上防尘口罩和安全护目镜。对于需要切割不同形状的零件,我们建议您在继续之前找到合适尺寸的砂轮。

第7步:打磨

干式打磨

一旦建立了足够的树脂层并且不再有任何碳纤维编织纹理,该零件就可以打磨到最终状态了。根据零件的不同,您可以使用砂光机或手工打磨。

如果零件有大量树脂堆积,请从低砂砾(80至120)开始,以确保零件在没有任何泵的情况下是平坦的。注意不要通过树脂打磨到碳中。开始打磨零件以压平树脂。使用轻柔的压力,因为砂砾很粗,树脂很软!你要小心任何高处没有突破。

如果您有低点,请不要惊慌。彻底洗掉零件并晾干,然后添加另一层树脂。等到表面干燥成钉子,如果需要,再涂一层。要在层之间建立化学键,您不需要等待它在层之间完全固化,但您确实希望在再次打磨之前确保它完全固化。

这里的目标是在打磨后,您希望一切都是均匀的灰色。将零件全部打磨后,继续下一步。

增强复合材料蒙皮

湿式打磨

从400砂砾或更高,您想要润湿沙子并且不需要砂块。将水桶装满一半。加入一滴或两滴肥皂。浸泡纸张并开始打磨。你想经常冲洗你的部分并浸泡你的纸。尽量不要在较粗的砂砾上留下任何大的划痕,但由于我们要清除上面的涂层,如果您没有全部得到它们,请不要感到沮丧。你可以在这里使用更大的压力,因为你不太可能在这一点上突破任何薄弱点。

此外,请确保彻底冲洗掉您的零件和水桶,并在更换砂砾时换掉水。您想用更细的砂砾打磨,而不是早期打磨时剩余的砂砾和碎屑。

它仍然会像早期的照片一样看起来有点灰色和丑陋,但感觉会更平滑。

湿打磨时,水应呈白色和乳白色。如果它变黑和变黑,这意味着你打磨得太深并且在碳中。如果你在碳中打磨得太深,你可能会扭曲编织,或者更糟的是,直接穿过它。如果是这种情况,则需要添加另一层树脂。

假设您不必添加更多树脂,请在踩踏砂砾时继续润湿沙子。在增加更高的砂砾之前,请确保已去除先前砂砾的所有划痕。我推荐以下砂砾:220–400–600–800。此时,零件已准备好涂上透明的2k油漆。如果您不想清除零件的涂层,您可以一直到2,000砂砾,并准备好抛光和抛光零件!但是,如果您想要增加紫外线防护水平,我们建议将零件喷涂几层汽车清漆,以防止环氧树脂黄变。

第8步:清漆和抛光

确保零件上没有任何灰尘、蜡或油脂。我们建议使用IPA(异丙醇)清洁零件。

如何用碳纤维对零件进行蒙皮(碳纤维蒙皮包覆示例)

继续为您的零件涂上清漆。我们建议至少涂3到4层透明。当零件干燥后(取决于您使用的透明类型),您可以用1500–2000–2500润砂零件。并抛光到镜面饰面部分!

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