碳纤维护腿板制作详解

栈上炊风 · 发表于 2014-10-13 21:06:00

本帖最后由栈上炊风于 2015-3-22 11:21 编辑

各位球友，这次发帖把自己动手制作碳纤维的过程公布，希望球友们指正。之前发过活动召集贴，详见：http://bbs.enjoyz.com/thread-895480-1-1.html，活动得到了众多球友的支持，遂开始准备动手制作。

把大象装冰箱，需要几步？护腿板的制作总的来说也可以分成模具材料准备，加工成型，打磨喷漆这三道主要工序。首先考虑的是制作款式的问题，通过召集帖，了解了大多球友倾向于C6款式，看来“C6-护腿板中的劳斯莱斯”的口号真不是吹的，知名度颇高，这当然也要感谢Enjoyz 论坛的宣传。于是去找了球队的球友去做了第一版的腿模图，用到了3D 打印技术，打印了样品试了试，但这毕竟是根据个人的腿形定制，做出来的东西只能是“明星定制”，怎么才能符合多数人的腿形需求？还是要购买原装的C6过来测绘才行。。。（不知道C6在中国有没有知识产权保护？但愿没有。。。）购买C6的过程是个漫长的过程，，某宝上的报价一度让我很纠结，买上两个型号就要花掉半个月的工资啊，，，于是乎只购买了L款，等待了半个多月的时间才拿到手。另外一个M号，要感谢济南ENJOYZ论坛的球友：jnzj0218,你的无私奉献让更多球友多了一种选择。
护腿板测绘：采用了最传统的3坐标测绘，把到手的两款C6都做了破坏性的拆除，去掉了高大上的泡棉，经过设计员3天时间的点线的连接，最终得到了精确的3D数据图。

3D 数据图交付给了模具加工方，他们要用数控雕铣机在钢材上雕刻出护腿板的两个面，一个凹，一个凸，这样材料放在里面就可以压制成型了。之前模具制作接触较少，原以为一周时间就可以，但没想到模具厂工期排的很紧张，至少要一周时间才能接活。在济南地区，塑料模具厂很多，但是能制造碳纤维模具的工厂就这么一家，这家是给兵器研究所有过合作才有了碳纤维模具的制作经验。经历了钢材准备，工装准备，钢材打磨，雕铣，抛光，镀铬，焊接等加工工艺，各种等待，接近一个月时间过去了，才把M款模具拿到手，L款模具还需要等待一段时间。附上高大上的模具效果图和模具现货：

C6精确的覆盖做模具上

当然等待的时间也没有闲着，还有辅材需要准备，先说碳纤维材料，采用了碳纤维预浸布T300 3K 200g斜纹布料，每平方米仅200克重，厚度0.2毫米，在国内已经有多家工厂可以生产，只是价格还是有点小贵（约200美元/千克）。专业知识就不普及了，想了解的可以找度娘。。。这种材料需要做多少买多少，因为有保质期，平时需要放在冰箱里冷冻保存，常温状态下一个星期可能就失效了。好在单位平时也在做一些制品，这个材料是经常有的，即使购买有个两天时间就到货了。
接下来重点说说泡棉材料，召集帖中也有球友就很关心这个问题，确实，非常重要，这次通过暴力拆解C6护腿板，也能感受到，泡棉材料做不受力的情况下呈现出柔软和灵活的状态，当高速碰撞时，材料立刻发硬，就像水冻结成冰一样凝固起来。这样的材料才能形成一个舒适的防护盔甲，保护身体免受碰撞伤害。通过找寻，最终找到了和C6一样的材料：poronma.这种材料的特点：1.可以吸收并分散在高速碰撞时所产生的90%的能量，提供卓越的碰撞吸收能力 2.透气性好，具有“第二层皮肤”般的质感，激烈比赛中可以保持活动自如和皮肤凉爽 3.良好的抗菌效果，可以抑制细菌的增长，避免由于细菌引起的污渍，气味和产品性能退化。可以说正是碳纤维板的轻和硬，再加上泡棉的卓越性能，才有了C6“劳斯莱斯”的地位。只是与地位相匹配的同样少不了高昂的价格。下面上几张材料厂家的广告渲染图：

然后还有个很重要的材料，就是胶水，这么高大上的东西是肯定不能有异味的，拜访了知名的3M 品牌的济南办事处，经由工程师对拆解的泡棉上残留的胶水拉丝的反复对比，最终推荐了3M的全球最新品型号胶水。不胜感激。。。此胶水具有可耐高温性能，粘接强度，不含易燃剂，喷涂后一分钟即可操作，专为泡棉对轻质纤维粘接设计，是居家，出门旅行必不可少的必备神器。。。好吧，我承认插播了一段广告，但我确实一直是3M的忠实用户。
未完待续，制作过程后续更新。。。。。。

栈上炊风 · 发表于 2014-10-13 21:08:16

本帖最后由栈上炊风于 2015-2-11 15:07 编辑

继续更新。。。

材料准备就绪，开始考虑成型工艺。通过对C6的拆解，可以看出C6采用的是0.48毫米的碳布，做了2+1的铺层设计，成型方案采用的是真空导入树脂，然后热固化成型的工艺。我们此次采用的是模压成型的方案，因为有热压机的压力和精确的成型温度控制，我们的方案做出的产品理论上强度会更高因为热压工艺使用的布料的树脂含量都不会太高，关于工艺方面不讲太多了。。。先裁布，根据数据用数控线切割动手制作了一个专用工具，如下图，先打磨干净，再喷防锈剂晾干就可以使用了，用它做比量裁剪出来的碳布数据才准确，也便于后期的加工处理。裁剪出的布料有左右之分，裁剪好的布料撕去绿色的离型纸，铺叠起来就可以放进模具了。经过计算厚度，采用了6层的铺层方案，这样制作出来，整个板子的厚度只有1毫米，就和C6的厚度完全一致了，并且6层的铺层设计能充分保证成品的强度。

热压过程：先把模具放在机器上加温到80度，（这个温度树脂才能溶解并具有流动性），然后取下模具，喷好离型剂，确保成型后把压制好的产品顺利脱模出来。等离型剂干燥，就可以把裁剪号的布料铺叠好后放进模具了，合模，放在热压机上保温30分钟，让每一层的树脂充分溶解，，然后控制热压机每分钟增加一度，升温到130度并在这一温度保持15分钟，这样几层碳布就被压制在一起了，这时要把模具放在下层的降温层，再下降到80度左右，打开模具，取出压制好的制品。整个程序下来，大约要2小时的时间，效率相当低，但看到华丽丽的产品生产出来，内心还是非常高兴滴。。。再上几张图吧，一起来看看碳板的样子。。

在QQ群里发给大家，有朋友让我称一下板的重量，大约是26-27克，这个重量还没有喷漆，喷漆打磨后估计要30克左右。