Novinky

Karbonové tyče - výroba

Karbonové a uhlíkové tyče: Technologické řešení pro maximální pevnost a minimální hmotnost

Karbonové a uhlíkové tyče patří mezi nejpokročilejší materiály současnosti. Díky své struktuře z uhlíkových vláken poskytují extrémní pevnost při minimální hmotnosti, čímž nacházejí široké uplatnění v průmyslu, letectví, sportu a stavebnictví. Tento článek se zaměří na technické aspekty, výrobu a specifické vlastnosti karbonových a uhlíkových tyčí.

Materiálové složení a vlastnostityc-karbon

Struktura uhlíkových vláken

Tyč karbon, tyč uhlíková nebo karbonová tyč jsou vyrobeny z uhlíkových vláken (carbon fibers), která se skládají z extrémně tenkých vláken uhlíku s průměrem 5–10 mikrometrů. Tato vlákna se spojují do svazků (rovings) a jsou následně impregnována polymerní matricí, obvykle epoxidovou pryskyřicí.

Hlavní výhody tohoto materiálu zahrnují:

  • Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti – až 5× pevnější než ocel při zlomek její hmotnosti.
  • Vynikající odolnost vůči únavě materiálu – minimální změny mechanických vlastností při dlouhodobém zatížení.
  • Odolnost vůči korozi – na rozdíl od kovových materiálů nepodléhá oxidaci a korozním reakcím.
  • Nízká tepelná roztažnost – karbonové tyče a kompozity mají stabilní rozměry i při změnách teploty.
  • Dobré tlumení vibrací – vhodné pro aplikace, kde je požadována minimální rezonance.

Výrobní technologie karbonových (uhlíkových) tyčí

Výroba uhlíkové tyče probíhá několika způsoby v závislosti na požadovaných mechanických vlastnostech, směru vláken a typu matrice.

1. Pultruzní technologie

Pultruze je proces, při kterém jsou uhlíková vlákna protažena pryskyřičnou lázní a následně protahována vytvrzovací formou. Tento proces umožňuje kontinuální výrobu karbonových tyčí s přesným profilem a konstantními vlastnostmi.

✅ Výhody:

  • Vysoká pevnost v tahu a ohybu.
  • Nízká hmotnost při zachování tuhosti.
  • Rychlá a ekonomická výroba.

🚫 Nevýhody:

  • Omezená možnost výroby složitějších tvarů.
  • Pevnost v příčném směru závisí na matrici.

2. Navíjení vláken (Filament Winding)

Tato technologie využívá kontinuální navíjení uhlíkových vláken na rotační formu. Vlákna se aplikují v přesně řízených úhlech a vrstvy se následně vytvrzují v peci.

✅ Výhody:

  • Možnost výroby dutých struktur – ideální pro karbonové trubky.
  • Vysoká pevnost v axiálním i radiálním směru.
  • Vhodné pro aplikace s vysokými mechanickými nároky (letectví, automobilový průmysl).

🚫 Nevýhody:

  • Vyšší výrobní náklady.
  • Omezená variabilita tvarů.

3. Laminace a ruční kladení vrstev (Hand Lay-up, Prepreg)

Tento proces se využívá při výrobě karbonových tyčí s nepravidelnými tvary nebo složitými geometriemi. Uhlíková vlákna impregnovaná pryskyřicí (prepregy) se ručně skládají do formy a následně vytvrzují pod tlakem a teplotou.

✅ Výhody:

  • Možnost výroby složitých tvarů.
  • Precizní kontrola struktury materiálu.
  • Výroba malých sérií s vysokou kvalitou.

🚫 Nevýhody:

  • Časově náročný proces.
  • Vyšší výrobní náklady oproti pultruzi.

Aplikace uhlíkových (karbonových) tyčí

1. Konstrukční a průmyslové aplikace

Karbonové tyče a uhlíkové tyče se často používají v konstrukčních aplikacích, kde je klíčová pevnost při minimální hmotnosti. Najdeme je v:

  • Stavebním průmyslu jako výztuhy v kompozitních konstrukcích.
  • Robotice a automatizaci, kde uhlíkový prut minimalizuje hmotnost ramen robotů.
  • Automobilovém průmyslu pro odlehčení karoserií a šasi vozidel.

2. Letecký a kosmický průmysl

Tyč z uhlíkových vláken je součástí letadel, dronů a kosmických modulů díky své schopnosti odolávat extrémním podmínkám bez ztráty pevnosti. Tyč z karbonu se používá v nosnících, krytech a aerodynamických prvcích letadel.

3. Sport a volný čas

Karbonové materiály jsou široce využívány ve sportovním vybavení:

  • Karbonový prut – ultra lehké a pevné pruty pro rybáře.
  • Tyčka uhlíková – pro lukostřelbu a sportovní pomůcky.
  • Tyč - karbon – využití v cyklistice pro výrobu odolných rámů kol.

4. Medicínské a vědecké aplikace

  • Tyč - uhlíková v chirurgických přístrojích a protézách díky biokompatibilitě.
  • Kompozitová tyč pro speciální laboratorní vybavení s vysokou pevností a chemickou odolností.

Budoucnost karbonových materiálů

Vývoj tyče z kompozitu směřuje k inovacím v oblasti nanotechnologií a hybridních materiálů. Přidáním grafenu nebo dalších nanosložek lze zvýšit mechanické vlastnosti a elektrickou vodivost.

Nové trendy:

Recyklace uhlíkových vláken – nové metody umožní opětovné využití materiálů.
Samoléčivé kompozity – materiály schopné opravit mikrotrhliny.
Pokročilé hybridní kompozity – kombinace karbonu s aramidem nebo skelnými vlákny.

Závěr

Ať už jde o karbonové tyče, uhlíkové tyče, nebo pokročilé kompozitní materiály, jejich budoucnost je neoddiskutovatelná. Neustálý vývoj výrobních technologií umožňuje jejich širší využití nejen v průmyslu a dopravě, ale i ve sportu, medicíně či vědeckých aplikacích. Karbonová tyč a uhlíková tyč představují jeden z nejdůležitějších konstrukčních prvků současnosti, a jejich význam bude v budoucnu jen narůstat.

 

Broušení karbonových trubek

Broušení karbonových trubek: Techniky a doporučení

Karbonové trubky jsou klíčovou součástí mnoha průmyslových odvětví, včetně letectví, motorsportu a cyklistiky. Broušení tĜhto materiálů vyžaduje preciznost, vhodné nástroje a důraz na bezpečnost. Nesprávný postup může způsobit delaminaci, přehřátí pryskyřice nebo oslabení materiálu. Tento článek shrnuje metody broušení karbonových trubek a klíčová doporučení.

1. Bezpečnost při broušení karbonu

Broušení karbonu uvolňuje jemný prach, který je zdraví škodlivý. Proto je nutné dodržovat následující bezpečnostní opatření:

  • Používejte respirátor s filtrem P3.

  • Ochranné brýle a rukavice jsou nezbytností.

  • Pracujte v dobře větraném prostředí nebo s odsáváním prachu.

  • Používejte pracovní oděv s dlouhými rukávy, abyste zabránili kontaktu prachu s pokožkou.

2. Metody broušení karbonových trubek

Existují dvě hlavní metody broušení karbonu: ruční broušení a strojové broušení.

A) Ruční broušeníbrouseni_carbonove_trubky

Ruční broušení poskytuje větší kontrolu nad materiálem a minimalizuje riziko poškození.

Broušení doporučujeme kvůli snížení prašnosti provádět za mokra nebo pod vodou.

Doporučené brusivo:

  • Brusný papír s jemnou zrnitostí (P180–P400)

  • Zrnistost P180-320 pro odebírání materiálu v hodnotách větších než 0,05mm
  • Zrnitost 400-600 na hladké pohledové broušení

  • Brusné houby pro zarovnání hran. Brusné houby jsou dobrým pomocníkem, lépe obejmou ostré hrany a dělají tak lepší rádiusy než brusné papíry.

  •  

    Brusná vlna - je možné použít pro finální matný vzhled.

  • Diamantové pilníky pro detaily

Postup:

  1. Připevněte trubku do stabilního držáku.

  2. Použijte lehké krouživé pohyby a vyhýbejte se nadměrnému tlaku.

  3. Mokrou metodou snížíte prašnost a zabráníte přehřátí materiálu.

B) Strojové broušenícarbon-grinding

Strojové broušení je vhodné pro precizní opracování většího objemu materiálu. Používají se:

  • Pásové brusky s jemnými brusnými pásy

  • Bezhroté brusky

  • Vibrační brusky pro konečnou úpravu povrchu

Důležité parametry:

  • Nízké otáčky zabraňují přehřátí pryskyřice.

  • Minimální přítlak zajišťuje rovnoměrné broušení.

  • Mokré broušení je ideální pro chlazení a omezení prašnosti.

3. Na co si dát pozor

Přehřátí materiálu – Karbonová pryskyřice měkne při 150–200 °C, což může způsobit rozvrstvení.

Přehnaný úběr materiálu – Oslabení struktury trubky může negativně ovlivnit její pevnost.

Prach – Vždy pracujte v ochranném vybavení a s kvalitním odsáváním.

Kontrola povrchu – Po každé fázi broušení pečlivě zkontrolujte povrch pod světlem, abyste odhalili případné defekty.

4. Finální úprava

Po broušení je vhodné karbonovou trubku zpevnít a ochránit:

  • Epoxidový nátěr zabrání třepení vláken.

  • Lehký přebroušení smirkovým papírem (P600+) nebo brusnými vlnami pro hladký matný povrch.

  • Čirý lak pro estetiku a dodatečnou ochranu.

Závěr

Broušení karbonových trubek vyžaduje preciznost, trpělivost a správné techniky. Ať už pracujete ručně nebo strojově, vždy dodržujte bezpečnostní opatření a postupy pro optimální výsledek. Pokud s broušením karbonu nemáte zkušenosti, doporučujeme nejprve trénovat na testovacích vzorcích, než se pustíte do finální úpravy důležitých dílů.

O nás

O nás – Atox.cz 🚀🔩

Vítejte v Atox.cz, místě, kde se rodí konstrukční sny! Jsme rodinný obchod, který spojuje tradici s nejmodernějšími materiály pro letecký průmysl, armádu i váš vlastní projekt.

🔧 Potřebujete materiál? Přijďte si ho prohlédnout osobně!
Sídlíme na Prokopově náměstí, Praha 3, kde si můžete vše osahat a rovnou si odnést, co potřebujete. A pokud chcete jen kousek? Řízneme, ale vždy necháme minimálně 100 cm zbytku.


Tradice řemesla – tři generace v práci s materiályskuhrov

U nás to není jen o prodeji. Materiály máme v krvi! 🏗️

👴 Dědeček Tomáše Kinzela byl uznávaný slévač litiny, specializoval se na lití pianových rámů, které dodnes – i po více než 80 letech – drží své místo v koncertních sálech. A ještě dlouho budou. Síla kvalitního materiálu a precizního řemesla!

👨‍🔧 Otec Tomáše byl strojař a nástrojař. Ve své dílně naučil Tomáše nejen technice a přesnosti, ale hlavně úctě k materiálům. Každý kov, vlákno nebo slitina má svůj účel a vlastnosti – a když je správně využijete, vydrží celý život.

👨‍🎓Tomáš Kinzel pokračuje v rodinné tradici, ale po svém. Studoval materiály a robotiku na ČVUT, ale už během školy ho to táhlo dál – ke speciálním a těžko dostupným materiálům. A když něco chybělo? Našel způsob, jak to sehnat!

🌍 Pro nejlepší materiály se neváhal vydat do světa – do Ruska, Brazílie, Japonska a dalších zemí. Začal je dovážet, testovat a obchodovat s nimi. Ale nejde jen o obchod – jde o výzvy, inovace a technickou zvídavost.

💡 A co ten Guinessův rekord?
Ještě na škole se Tomáš zapsal do Guinessovy knihy rekordů díky největšímu bublifuku na světě který konstruoval! Dokázal do bubliny zavřít celý traktor. Jak? Klíčem byla lehká a pevná konstrukce – a právě tady se ukázala nutnost špičkových materiálů.

🚀 Už 30 let přinášíme top materiály pro vaše projekty
Ať už stavíte letadlo, závodní speciál nebo vynalézáte něco, co tu ještě nebylo, máme pro vás ty správné materiály. Co si vymyslíte, to u nás najdete.

🔥 Technika, oheň a inovace
Když zrovna neřeší pevnost uhlíkových vláken, Tomáš hraje s ohněm. Doslova. Byl součástí světově známé fire show skupiny, která vystupovala po celém světě. Právě tam dostal první nápad – vyrábět rekvizity z nejlepších materiálů na trhu. A tak spojil dvě vášně: techniku a kreativitu.


Máte projekt? My máme materiál!

🔹 Karbonové trubky a desky
🔹 Titanové a duralové slitiny
🔹 Kevlarové popruhy, lana a nitě
🔹 Polykarbonátové tuby a pláty

Ať už stavíte letadlo, závodní speciál, rekvizity pro náročné performery, nebo světelný meč pro cosplay, máme pro vás ten pravý materiál. Přijďte si vybrat – nebo nám napište a najdeme pro vás to nejlepší! ✉️

Grafen - Uhlíková vlákna - porovnání

Grafen vs. Uhlíková vlákna: Detailní porovnání

Grafen

Uhlík se v přírodě a průmyslu vyskytuje v různých alotropických formách. Mezi nejznámější patří grafit, diamant, fullereny, uhlíková vlákna a grafen. Každá z těchto forem má odlišné fyzikální a chemické vlastnosti, což ovlivňuje jejich využití.


Co je grafen?

Grafen

Grafen je dvourozměrná forma uhlíku, tvořená jednou vrstvou atomů uspořádaných do šestiúhelníkové mřížky. Má extrémní pevnost, lehkost a skvělou elektrickou vodivost.

Vlastnosti grafenu:

  • Pevnost: 200× pevnější než ocel.
  • Hustota: Extrémně nízká, jedna z nejlehčích pevných látek.
  • Elektrická vodivost: Výborný vodič, umožňuje ultrarychlou elektroniku.
  • Tepelná vodivost: Jeden z nejlepších známých tepelných vodičů (5000 W/mK).
  • Průhlednost: Absorbuje jen 2,3 % světla, téměř průhledný.
  • Ohebnost: Lze natahovat až o 20 % bez ztráty vodivosti.
  • Chemická stabilita: Odolný vůči většině chemikálií.
  • Výroba: Náročná a drahá – izolován poprvé pomocí lepící pásky z grafitu.
Grafen

Využití grafenu:

  1. Elektronika: Možná náhrada křemíku v čipech.
  2. Baterie: Zvýšení kapacity a rychlosti nabíjení.
  3. Lékařství: Biosenzory a cílené doručování léků.
  4. Stavebnictví: Přidání do betonu zvyšuje pevnost a odolnost.
  5. Membrány a filtrace: Filtrace vody a plynů díky extrémní tenkosti.

Co jsou uhlíková vlákna?

Uhlíková vlákna jsou tenké, pevné nitě tvořené uhlíkovými atomy uspořádanými do dlouhých řetězců. Nejčastěji se vyrábějí z polyakrylonitrilu (PAN) pyrolýzou. Používají se hlavně jako výztužné materiály v kompozitech.

Vlastnosti uhlíkových vláken:

  • Pevnost: Velmi vysoká, ale závisí na typu a výrobním procesu.
  • Hustota: Nízká, mnohem lehčí než ocel či hliník.
  • Elektrická vodivost: Vodivá, ale méně než grafen.
  • Tepelná vodivost: Střední, nižší než u grafenu.
  • Tuhost: Velká, ale může být křehké.
  • Chemická odolnost: Odolná vůči korozi a chemikáliím.
  • Výroba: Dobře zvládnutá průmyslově, široce dostupná.

Využití uhlíkových vláken:

  1. Modelářství: Drony, letadla, konstrukce modelů.
  2. Automobilový průmysl: Lehká a pevná konstrukce vozidel.
  3. Sportovní vybavení: Rámy kol, tenisové rakety, lyže.
  4. Letectví a kosmonautika: Lehké a pevné kompozity pro letadla a rakety.
Grafen

Grafen vs. Uhlíková vlákna – srovnání

Vlastnost Grafen Uhlíková vlákna
Pevnost Extrémně vysoká (200× ocel) Velmi vysoká
Hustota Extrémně nízká Nízká
Elektrická vodivost Nejlepší vodič Vodivá, ale slabší než grafen
Tepelná vodivost Výborná Střední
Ohebnost Extrémně flexibilní Nízká až střední (křehká v ohybu)
Průmyslové využití Omezené kvůli drahé výrobě Masivní využití
Dostupnost Omezená, drahá výroba Široce dostupná, průmyslově zvládnutá

Závěr: Který materiál je lepší?

  • Grafen má lepší fyzikální vlastnosti než uhlíková vlákna (pevnost, vodivost, flexibilita).
  • Uhlíková vlákna jsou však lépe dostupná a běžně využívaná – zatímco grafen se stále nachází spíše v laboratorní fázi pro většinu aplikací.
Grafen

Pokud se podaří zlevnit výrobu grafenu, může postupně nahradit uhlíková vlákna v mnoha oblastech. Zatím ale uhlíková vlákna dominují v průmyslu díky osvědčeným technologiím a nízké ceně.

Chceš podrobnější srovnání pro konkrétní průmyslové využití? 🚀

Slovník
CZ EN Obecná definice Obrázek
K (1k, 3k, 6k, 12k, 24k) K označuje jemnost tkaniny počtem filamentů v rovingu, tedy počet vláken v tisících jednoho svazku, ze kterého je pletená tkanina. 1K_3K_12K
3K 3K Označuje jemnost tkaniny s 3000 filamenty v rovingu. Používá se často pro nejnáročnější aplikace, například v letectví.
12K 12K Levnější forma karbonu s širším vzorem a širšími vlákny, která obvykle nemá takovou pevnost jako 3K.
UD Unidirectional Vlákna jsou tažena v jednom směru, nejsou proplétaná. Zajišťuje vyšší pevnost v podélném směru, ale nižší odolnost v kolmém směru oproti 3K tkaninám. UD
OD Outer Diameter Vnější průměr trubky nebo materiálu. od
ID Internal Diameter Vnitřní průměr trubky nebo materiálu. id
Síla stěny (t) Thickness Tloušťka materiálu, vypočítaná jako (OD - ID) / 2. Například trubka o vnějším průměru 10 mm a vnitřním průměru 8 mm má tloušťku stěny 1 mm. t
Karbon, Uhlík Carbon Extrémně tvrdý chemický prvek. carbon-element_diamant
Karbonové vlákno Carbon fiber Tenký materiál o průměru 5–10 μm, převážně tvořený atomy uhlíku. Carbon fiber
Kepr Twill Specifická struktura tkaniny vytvářející šikmý vzor. carbon_twill
Plátno Plain weave Základní struktura tkaniny, kde se vlákna střídají nad a pod sebou v pravidelném vzoru. Je jednodušší než keprová vazba. plain
Prepreg Prepreg Materiál předem impregnovaný pryskyřicí, který je připraven k vytvrzení za tepla a tlaku. Prepreg
Kompozit Composite Materiál složený z dvou nebo více odlišných složek, které společně vytvářejí materiál s lepšími vlastnostmi než jednotlivé složky samotné. Composite
Epoxidová pryskyřice Epoxy resin Typ syntetické pryskyřice používané jako lepidlo nebo matrice v kompozitních materiálech. Epoxy resin
Roving Roving Svazek vláken, který je používán k výrobě tkanin nebo jako přímá výztuž v kompozitech. Roving
Filament Filament Jednotlivé vlákno nebo vlákno v rámci svazku vláken. Filament
Laminát Laminate Vícevrstvý materiál vytvořený vrstvením jednotlivých vrstev a jejich slepením za tepla a tlaku. Laminate
Výztuž Reinforcement Materiál přidaný do kompozitu pro zvýšení jeho mechanických vlastností, jako je pevnost a tuhost. Reinforcement
Matice Matrix Materiál, který obklopuje a drží výztuž v kompozitním materiálu, obvykle polymerní pryskyřice. Matrix
Autokláv Autoclave Zařízení používané k vytvrzení kompozitních materiálů za vysokého tlaku a teploty. Autoclave
Vakuová infuze Vacuum infusion Proces výroby kompozitů, při kterém je pryskyřice nasávána do suché výztuže pod vakuem. Vacuum infusion
Válcové vinutí Roll wrapped Technologie výroby karbonových trubek, která zajišťuje pevnost v podélném i příčném směru. Roll wrapped
Pultruzní trubky Pultruded tubes Trubky vyráběné tažením, které mají vlákna orientována převážně podélně, což je činí náchylnými ke štěpení. Pultruded tubes
UV nátěr UV coating Ochranný nátěr odolný proti UV záření, který chrání materiál před degradací způsobenou slunečním zářením. UV coating
Kruhová tolerance Circular tolerance Maximální přípustná odchylka od ideálního kruhového tvaru. Circular tolerance
Odchylka od přímosti Deviation from straightness Maximální přípustná odchylka od přímého tvaru, obvykle měřená v milimetrech na metr délky. Deviation from straightness
Broušený povrch Ground surface Povrch materiálu upravený broušením pro dosažení přesných rozměrů a hladkosti. Ground surface
2x2 keprová vazba 2x2 twill weave Typ tkaní uhlíkových vláken, který vytváří charakteristický šikmý vzor. 2x2 twill weave
Vakuová pec Vacuum oven Zařízení používané k vytvrzení kompozitních materiálů pod vakuem a řízenou teplotou. Vacuum oven
Nárazová odolnost Impact resistance Schopnost materiálu odolat nárazům bez poškození. Impact resistance
Mechanické poškození Mechanical damage Poškození materiálu způsobené vnějšími silami, jako je řezání, nárazy nebo tlak. Mechanical damage
Titan Titanium Chemický prvek vyskytující se v přírodě, obecně myšleno jako titanová slitina. Mechanical damage
Titanová slitina Titanium alloy V porovnání s nerez ocelí je zhruba o polovinu lehčí,tvrdší, odolnější otěru,korozi i agresivnímu prostředí. Mechanical damage
Porovnání hliníkových slitin - Dural řady 6000 vs. 7075-T6

Porovnání hliníkových slitin: Dural řady 6000 vs. 7075-T6

Hliníkové slitiny jsou klíčovým materiálem v průmyslu díky své nízké hmotnosti, dobré pevnosti a odolnosti proti korozi. Mezi nejpoužívanější patří slitiny řady 6000 (známé jako dural, i když pravý dural patří spíše do řady 2000) a vysokopevnostní slitina 7075-T6, která se často používá v leteckém průmyslu. Tento článek porovnává záměrně nejlevnější a nejměkčí variantu slitiny 6000 s extrémně pevnou 7075-T6.

1. Slitina hliníku někdy označována jako Dural řady 6000

Složení a vlastnosti:

Dural ze slitin řady 6000 obsahuje hořčík (Mg) a křemík (Si), což mu dodává střední pevnost, výbornou odolnost proti korozi a skvělou svařitelnost. Typickými zástupci jsou 6060 nebo 6063, které v měkkém stavu (O – žíhaném) mají vysokou tažnost, ale nízkou pevnost.

Vlastnost

Slitina 6000

Pevnost v tahu

~90 MPa

Mez kluzu

~35 MPa

Tvrdost

Nízká

Odolnost proti korozi

Velmi dobrá

Obrobitelnost

Dobrá

Svařitelnost

Výborná

Tepelná vodivost

Vysoká

Cena

Nízká

Výhody duralu řady 6000:

Nízká cena – levná slitina s dobrými mechanickými vlastnostmi.
Výborná svařitelnost – ideální pro konstrukce vyžadující spojování.
Odolnost proti korozi – vhodná pro venkovní použití.
Snadná tvářitelnost – dobře se ohýbá a tvaruje.

Nevýhody:

Nízká pevnost a tvrdost – nehodí se na vysoce namáhané díly.
Měkkost – snadno se deformuje a poškrábe.

Použití:

  • Konstrukční profily (okna, dveře, zábradlí).
  • Méně zatěžované strojní díly.
  • Komponenty vyžadující dobrý poměr hmotnosti a ceny.

2. Slitina 7075-T6 (vysokopevnostní dural)letecky_dural_trubka

Složení a vlastnosti:

Slitina 7075-T6 obsahuje zinek (Zn), hořčík (Mg) a měď (Cu), což jí dodává extrémní pevnost, ale horší svařitelnost a nižší odolnost proti korozi než slitiny řady 6000. Díky tepelné úpravě T6 dosahuje mechanických vlastností srovnatelných s některými ocelovými slitinami.

Vlastnost

Slitina 7075-T6

Pevnost v tahu

~570 MPa

Mez kluzu

~500 MPa

Tvrdost

Vysoká (Brinell ~150)

Odolnost proti korozi

Horší než řada 6000

Obrobitelnost

Výborná

Svařitelnost

Špatná

Tepelná vodivost

Nižší než 6000

Cena

Vysoká

Výhody slitiny 7075-T6:

Extrémní pevnost a tvrdost – blíží se ocelovým slitinám.
Výborná obrobitelnost – ideální pro CNC obrábění.
Nízká hmotnost – skvělé vlastnosti při vysokém zatížení.

Nevýhody:

Horší odolnost proti korozi – nutná ochranná úprava (eloxování).
Špatná svařitelnost – náchylná k prasklinám při svařování.
Vyšší cena – patří mezi dražší slitiny.

Použití:

  • Letecký průmysl – konstrukce letadel a dronů.
  • Vojenské aplikace – zbraně, pancéřování, munice.
  • Motorsport – odlehčené komponenty pro závodní vozy.
  • Extrémní sporty – horská kola, luky, skateboardy.

3. Přímé porovnání – Dural řady 6000 vs. 7075-T6

Vlastnost

Slitina 6000 

7075-T6

Pevnost v tahu

~90 MPa

~570 MPa

Mez kluzu

~35 MPa

~500 MPa

Tvrdost

Velmi nízká

Vysoká

Odolnost proti korozi

Velmi dobrá

Slabší (nutná ochrana)

Obrobitelnost

Dobrá

Výborná

Svařitelnost

Výborná

Špatná

Tepelná vodivost

Vysoká

Nižší

Cena

Nižší

Vyšší

4. Závěr – Kterou slitinu vybrat?

Zvol dural řady 6000 (měkká forma), pokud:

✅ Potřebuješ levný a dobře svařitelný materiál.
✅ Prioritou je odolnost proti korozi a snadná výroba.
✅ Díl nebude vystaven extrémnímu zatížení.

Příklad použití: Dekorativní a konstrukční prvky, méně namáhané strojní díly.

Zvol slitinu 7075-T6, pokud:

✅ Potřebuješ maximální pevnost a tvrdost.
✅ Díl bude namáhán mechanicky nebo vystaven extrémním podmínkám.
✅ Cena nehraje hlavní roli a materiál nebude svařován.

Příklad použití: Letecké a vojenské aplikace, motorsport, vysoce namáhané součásti.

Celkové shrnutí:

Pokud hledáš levný a univerzální dural, běžná měkká slitina řady 6000 je dobrá volba. Naopak 7075-T6 je jasným vítězem v pevnosti, ale za vyšší cenu a s horší svařitelností. Každá slitina má své místo – záleží na tom, zda upřednostňuješ cenu, pevnost nebo jiné parametry.

Potřebuješ poradit s konkrétní aplikací? 🚀

 

Výroba karbonových desek

Výroba karbonových desek: Technologie a postupy

Karbonové desky se využívají v leteckém průmyslu, motorsportu, stavebnictví i ve sportovním vybavení díky své vysoké pevnosti, nízké hmotnosti a odolnosti vůči vnějším vlivům. Proces jejich výroby je precizní a zahrnuje pokládání vrstev karbonového prepregu (předimpregnované uhlíkové tkaniny) do přesně definovaných směrů. V tomto článku si podrobně popíšeme, jak se vyrábějí karbonové desky, kde krajní vrstvy tvoří 3K twill tkanina a vnitřní vrstvy jsou z unidirekcionálního (UD) prepregu orientovaného v různých směrech.

1. Výběr materiálů

Krajní vrstvy: 3K twill tkaninaCarbon-orientation

K finálnímu vzhledu desky přispívají krajní vrstvy tvořené 3K twill tkaninou. Tento typ vazby je nejen esteticky přitažlivý, ale zároveň poskytuje rovnoměrné mechanické vlastnosti ve dvou směrech (0°/90°).

Vnitřní vrstvy: Unidirekcionální (UD) prepreg

Hlavní pevnost a tuhost desky zajišťují vnitřní vrstvy z UD prepregu, kde jsou uhlíková vlákna orientována v různých směrech (například 0°, 45°, -45°, 90°). Tato kombinace umožňuje optimalizovat mechanické vlastnosti desky podle konkrétních požadavků na pevnost a pružnost.

2. Proces výroby karbonové desky

Krok 1: Připrava forem a separační vrstvy

Před samotným kladením vrstev je nutné připravit formu, která definuje tvar a povrchovou kvalitu desky. Povrch formy se opatří separačním prostředkem, aby se zabránilo přilnutí pryskyřice.

Krok 2: Kladení vrstev prepregu

Každá vrstva prepregu je pečlivě položena podle předem stanoveného vzoru:

  • První a poslední vrstva: 3K twill pro estetiku a rovnoměrné vlastnosti.

  • Vnitřní vrstvy: UD prepreg s přesně definovanými směry vláken (např. 0°/90° nebo 0°/45°/-45°/90°) podle požadavků na pevnost a tuhost.

Krok 3: Komprese a vakuování

Po složení všech vrstev se materiál vloží do vakuového vaku a podrobí se odsávání vzduchu. Tento krok slouží k odstranění přebytečných plynů a rovnoměrnému slisování vrstev.

Krok 4: Autoklávová nebo lisovací polymerizace

Deska je poté vytvrzena v autoklávu nebo lisovací formě při řízené teplotě a tlaku. Tento proces zajišťuje dokonalé prosycení vláken pryskyřicí a minimalizuje vznik defektů.

Krok 5: Finální úpravy

Po vytvrzení je deska vyjmuta z formy a opracována na požadované rozměry. Hrany mohou být zbroušeny a povrch případně upraven lakováním nebo leštěním.

3. Výhody této konstrukcekarbonove_desky_18

  • Vysoká pevnost a tuhost díky optimalizované orientaci UD vrstev.

  • Nízká hmotnost při zachování mechanických vlastností.

  • Estetický vzhled díky 3K twill tkanině na povrchu.

  • Odolnost vůči vnějším vlivům, jako jsou vlhkost, chemikálie a mechanické namáhání.

Závěr

Výroba karbonových desek je komplexní proces vyžadující precizní kontrolu materiálů a podmínek výroby. Kombinace 3K twill tkaniny na povrchu a vnitřních UD vrstev v různých směrech umožňuje vytvořit desky s vynikajícími mechanickými vlastnostmi a atraktivním vzhledem. Tyto desky nacházejí uplatnění v širokém spektru průmyslových odvětví, kde je klíčová pevnost, lehkost a odolnost.

Historie kompozitních materiálů

Historie kompozitních materiálů: Od starověku po moderní technologie

Když se řekne kompozit, většina lidí si představí moderní materiály používané v letectví nebo kosmonautice. Ve skutečnosti ale kompozitní materiály provázejí lidstvo již tisíce let a jejich historie sahá až do starověku. Jde o materiály složené ze dvou či více složek s odlišnými vlastnostmi, které v kombinaci vytvářejí materiál s lepšími mechanickými či fyzikálními charakteristikami.

composit_history_m

 

Starověk: První kompozity

Lidé využívali kompozitní materiály již před tisíci lety. Například staří Egypťané vyráběli překližku lisováním tenkých vrstev dřeva s různou orientací vláken kolem roku 3400 př. n. l. Používali také směs hlíny a slámy k tvorbě cihel již kolem roku 1500 př. n. l., což zvyšovalo jejich pevnost a odolnost proti praskání. Egypťané také mezi lety 2181-2055 př. n. l. využívali vrstvy lněného plátna nebo papyru namočené v sádře k výrobě kartonáže. Mongolové kolem roku 1200 n. l. vyvinuli první kompozitní luky vyrobené z kombinace dřeva, bambusu, kostí, šlach, rohů a hedvábí spojených přírodní pryskyřicí.

Středověk a renesance: Vývoj stavebních materiálů

Ve středověku se kompozitní materiály objevovaly hlavně v architektuře a stavitelství. Používala se například kombinace dřeva, malty a proutí na stavbu domů. Ve východní Asii byly hojně využívány lakované materiály s vláknitými výztužemi pro výrobu zbraní a dekorativních předmětů.

Průmyslová revoluce: Kompozity na vzestupu

S příchodem průmyslové revoluce v 18. a 19. století začalo systematické studium materiálů a jejich vlastností. V 70. a 90. letech 19. století umožnila polymerizace přeměnu syntetických pryskyřic z kapalného do pevného stavu. Byly vyvíjeny první moderní kompozity, jako jsou železobeton (kombinace betonu a oceli) a lamináty na bázi fenolických pryskyřic.

20. století: Éra syntetických kompozitů

Pravý rozmach kompozitních materiálů nastal ve 20. století s objevem plastů a syntetických vláken. Na počátku 20. století se začaly vyvíjet plasty jako vinyl, polystyren, fenolické a polyesterové pryskyřice. V roce 1930 Owens Corning zahájil průmysl polymerových vláken (FRP) zavedením prvních skleněných vláken. V roce 1936 byly patentovány nenasycené polyesterové pryskyřice. Druhá světová válka přinesla rozvoj FRP materiálů do reálné výroby a v roce 1947 byl testován první automobil s celokompozitní karoserií.

V 50. letech 20. století se vyvinuly výrobní metody jako pultruze, vakuové lisování a vinutí vláken, které se staly základem velkorozměrových raketových motorů. V roce 1961 bylo patentováno první uhlíkové vlákno, které se brzy začalo komerčně využívat, přičemž hlavním trhem v té době byl lodní průmysl. V 70. letech automobilový průmysl předstihl lodní sektor jako největší odběratel kompozitních materiálů.

Současnost a budoucnost: High-tech kompozity

Od poloviny 90. let se kompozitní materiály staly běžnou součástí výroby a stavebnictví, kde nahradily tradiční materiály. V roce 2005 se vývoj letounu Boeing 787 Dreamliner stal důkazem využitelnosti kompozitů pro vysoce pevné a tuhé aplikace.

Dnes jsou kompozitní materiály klíčové v automobilovém, leteckém, kosmickém i stavebním průmyslu. Podle statistik MarketsandMarkets dosáhl celosvětový trh kompozitních materiálů v roce 2015 velikosti 69,5 miliardy