Трубки из углеродного волокна: процесс изготовления цвета и рекомендации по покупке

Базовый материал трубки из углеродного волокна — углеродное волокно + смола. Углеродное волокно само по себе черное и не может быть окрашено напрямую. Таким образом, цветовые эффекты полностью достигаются за счет подбора цвета смолы, покрытия поверхности и индивидуального препрега. Все процессы должны быть завершены на этапе формирования/обработки труб из углеродного волокна, при этом процесс также учитывает защиту материала трубки (например, защиту от ультрафиолетового излучения и устойчивость к царапинам). Ниже приведены три зрелых основных процесса, используемых в настоящее время в отрасли, ранжированные по экономической эффективности, возможностям массового производства и степени адаптации. Это также основные методы производства, используемые различными производителями:

Ⅰ. Основной процесс: метод подбора цвета смолы (внутреннее окрашивание)

Самый часто используемый и самый прочный

Это основной базовый процесс окраски труб из углеродного волокна и ключ к тому, чтобы цвет не отслаивался и не выцветал. Это метод подбора цвета «изнутри наружу», применимый ко всем цветным трубкам из углеродного волокна.

Принцип процесса: перед формованием труб из углеродного волокна к жидкой матрице смолы (в основном эпоксидной смолы) в определенном соотношении добавляется цветная паста/порошок. Затем смолу равномерно перемешивают, чтобы добиться соответствия цвета. Затем цветную смолу ламинируют тканью из углеродного волокна (препрегом) и наматывают методом пултрузии/наматывания, образуя трубку из углеродного волокна.

Основные характеристики: Цвет интегрирован в смолу, становясь единым целым с тюбиком. Он не выцветает и не расслаивается, устойчив к царапинам и износу, не выцветает даже при использовании на открытом воздухе, сохраняя при этом механические свойства трубки из углеродного волокна.

Преимущества процесса: он позволяет добиться эффекта сплошного цвета и цветной текстуры углеродного волокна, имеет высокую возможность массового производства и умеренную стоимость, что делает его лучшим выбором для цветного производства промышленных и гражданских трубок из углеродного волокна.

Незначительные детали: Глубину цвета можно регулировать добавлением цветной пасты. Более светлые цвета (например, белый и голубой) требуют большего количества цветной пасты, что немного увеличивает вес тюбика (незначительно). Более темные цвета (красный, синий и черный) имеют большую совместимость.

Ⅱ. Традиционный процесс: метод покрытия поверхности

Внешнее покрытие, вспомогательное согласование цвета/улучшение текстуры

Этот процесс часто используется в качестве вспомогательного процесса для подбора цвета смолы или для последующей модификации цвета базовых трубок из углеродного волокна с черной текстурой. Это цветное покрытие «снаружи внутрь», подходящее для случаев, когда долговечность цвета не является приоритетом при использовании отдельно.

Принцип процесса: Специальное покрытие из углеродного волокна (стойкая к царапинам, устойчивая к УФ-излучению краска из полиуретана/эпоксидной смолы) распыляется/накатывается на поверхность сформированной трубы из углеродного волокна. Покрытие можно смешивать с любым цветом. После распыления он подвергается отверждению с образованием цветного поверхностного покрытия.

Подтипы:

Прозрачное покрытие: не соответствует цвету, только глянцевая/матовая поверхность, защищает углеродные волокна и повышает устойчивость к царапинам.

Цветное покрытие: доступно подбор цвета, может быть однотонным или градиентным, может покрывать углеродные волокна или наносить тонкий слой, чтобы обнажить их.

Основные характеристики: Простой процесс, гибкая настройка, быстрое получение любого цвета, низкая стоимость; однако покрытие является поверхностно-адгезивным, и длительное трение и удары могут привести к отслаиванию краски и появлению царапин, требующих последующей защиты.

Оптимизация процесса: производители высокого класса будут выполнять обработку герметизации/отверждения после распыления, чтобы улучшить адгезию покрытия и его износостойкость, приближаясь к долговечности методов подбора цвета на основе смол.

Круглая трубка из углеродного волокна AHD

Ⅲ. Высокотехнологичный процесс: метод индивидуального цветного препрега

Индивидуальный, высочайшего класса, самый прочный

Это основной процесс изготовления высококачественных трубок из углеродного волокна по индивидуальному заказу, подходящих для сценариев с высокими требованиями к цвету, текстуре и характеристикам. Это также распространенный процесс в аэрокосмической отрасли и производстве высококачественного спортивного оборудования.

Принцип процесса: Цветные препреги из углеродного волокна заказываются напрямую у производителей ткани из углеродного волокна. На этапе пропитки смолой ткани из углеродного волокна производитель завершает подбор цвета смолы и обработку углеродного волокна (например, металлизацию). После производства цветного препрега ему формуют трубки из углеродного волокна посредством процессов намотки/пультрузии.

Основные характеристики: Чрезвычайно высокая однородность цвета, лучшее сцепление с тканью из углеродного волокна, долговечность и устойчивость к атмосферным воздействиям, значительно превосходящие два предыдущих процесса, возможность достижения сложных цветных текстур углерода и металлической отделки при полном сохранении механических свойств трубки из углеродного волокна.

Преимущества процесса: Самый изысканный внешний вид, отсутствие риска расслоения или выцветания, подходит для высококачественной индивидуальной настройки; Недостатки: длительный цикл настройки, высокая стоимость, подходит только для мелкосерийных, высокопроизводительных приложений.

Ⅳ. Дополнительная информация: Техники создания специальных эффектов.

Металлическая текстура/градиент

Получение металлической текстуры: добавление металлического порошка (золотого, серебряного, медного порошка) в смолу или распыление металлической краски + прозрачного лака на поверхность. Первый представляет собой процесс внутреннего окрашивания, обеспечивающий высокую долговечность; последнее представляет собой внешнее покрытие, приводящее к более яркой текстуре.

Достигнутый градиент/подбор цветов: Достигается посредством сегментированного подбора цвета смолы (этап формования) или сегментированного напыления + маскировки (этап обработки поверхности). Эффекты градиента в основном изготавливаются вручную, что делает массовое производство сложным и дорогостоящим.

Ⅴ. Сравнение различных процессов внешнего вида и рекомендации по покупке

Различные производственные процессы определяют внешний вид, долговечность и стоимость трубок из углеродного волокна. При выборе вы можете подобрать процесс в соответствии со сценарием вашего приложения, размером партии и бюджетом. Ниже представлена наглядная и понятная сравнительная таблица:

Производственный процесс	Преимущества	Слабые стороны	Расходы	Применимо/массовое производство
Метод подбора цвета смолы	Цвета не выцветают, устойчивы к износу и имеют широкие возможности массового производства, сочетая в себе производительность и доступность.	Варианты цвета ограничены типом используемой смолы; более светлые цвета немного дороже.	Середина	Промышленное оборудование, товары народного потребления, средне- и крупносерийное производство.
Метод покрытия поверхности	Гибкий подбор цветов, любой цвет, простой процесс, низкая стоимость.	Склонен к царапинам и отслаиванию краски при длительном использовании; Адгезия обычно плохая	Низкий	Подходит для краткосрочного использования, декоративного применения, небольших партий/изменения цвета.
Цветной препрег на заказ	Однородный цвет, чрезвычайно высокая долговечность и изысканная отделка.	Длительный цикл настройки, высокая стоимость и значительная сложность массового производства.	Высокий	Высококачественная индивидуализация, аэрокосмическая промышленность, высококачественное спортивное оборудование, мелкосерийное производство.

Ⅵ. Дополнительные соображения по выбору внешнего вида трубок из углеродного волокна

При использовании на открытом воздухе отдавайте приоритет «внутреннему окрашиванию»: трубки, окрашенные смолой, устойчивы к ультрафиолетовому излучению и дождю, а также не выцветают и не отслаиваются под воздействием внешних условий. Трубки с поверхностным покрытием требуют дополнительного лака, устойчивого к ультрафиолетовому излучению, для использования на открытом воздухе; в противном случае они склонны к старению и отслаиванию краски.

Для промышленного применения отдайте предпочтение «матовой текстуре из углеродного волокна»: матовая поверхность устойчива к отпечаткам пальцев, не отражает свет, предотвращает сильные световые помехи во время работы оборудования и устойчива к царапинам, что делает ее пригодной для длительного использования в промышленных условиях.

Для декоративного применения возможна гибкая адаптация: цветные текстуры из углеродного волокна и металлическая отделка создают хорошие визуальные эффекты и могут сочетаться с общим стилем мебели и отделки. Для улучшения текстуры рекомендуется использовать глянцевую поверхность.

Избегайте «цветных тюбиков с толстым покрытием»: некоторые производители наносят толстое покрытие на поверхность тюбиков с черной текстурой, чтобы добиться цвета и сэкономить затраты. Толстые покрытия увеличивают вес трубки и склонны к отслаиванию и растрескиванию, что сводит на нет преимущества легкости трубок из углеродного волокна.

Индивидуальный внешний вид требует подтверждения. «Детали процесса»: при настройке цветных трубок из углеродного волокна необходимо уточнить у производителя, является ли это внутреннее окрашивание смолой или поверхностное напыление, и запросить результаты испытаний на устойчивость к царапинам и атмосферным воздействиям, чтобы в дальнейшем избежать проблем с внешним видом.