Матерьял для мачт и лат

[kotani]

Не подумайте, что я хоть мыслю имею, чтоб мачты мотать.
А просто интересно, особенно прочтя очередную порцию из ужастиков про "4 100% мачты за сезон":

Вот принято считать, что мачта из стекла это плохо. Но надёжно.
А мачта из чистого карбона - это хорошо. Но ненадёжно.


Залез тут намедни на форум любителей стрельбы из лука - лукомания кажись называется.
Вроде у них к упрогости и надёжности требованьица никак не меньше наших должны быть...
Делают композит сами, да ещё уверены, что лучше, чем у буржуев...
Уголь недолюбливают, насколько я понял.

А стекло-то стеклу - большая рознь, оказывается...
А ещё есть такая шняга, как базальтовый ровинг, который, вроде как, гораздо лучше стеклянного - и не боится ударов.

А ещё про карбон там пишут, что мороза не любит - а с нашей долгой зимой и моно/многолыжными забавами это не есть гуд.

А ещё ведь есть латы в парусе.

Ламинат на латы сделать вполне возможно, вон лучники сами себе прессуют и рады.
Можно ли, к примеру, намотать неплохую мачту из базальта?
(Остроумцам просьба отмолчаться)

Кто-нибудь (не скажу "во всей стране") на форуме разбирается в этом?

[skat]

Сообщение от kotani

Не подумайте, что я хоть мыслю имею, чтоб мачты мотать.

Слабак!

Сообщение от kotani

Уголь недолюбливают, насколько я понял.

Возможно потому, что карбон дорогой и с ним тяжелее работать чем со стеклом?

[kotani]

Сообщение от skat

Слабак!

Вот сломаю лату - буду клеить.
Но надо же заранее выяснить - из чего.

Кстати - ровинг "на попробовать" у кого взять можно.
(Не премину посетовать, что продают токо большими бобинами.)

И что такое "текс", "трощёный", "директ", "сложенный" - в переводе на общечеловеческий

Сообщение от skat

Возможно потому, что карбон дорогой и с ним тяжелее работать чем со стеклом?

Насколько я понял - ТТХ их тоже не совсем устраивает.
Да, жёсткий. Но чето там с макс удлинением или нагрузкой разрывной, пока не вдавался.
Хрупкий опять же.
Ежели в руках сломается при натягивании - будет травма.
Ну и цена не радует никого.

[skat]

Сообщение от kotani

Хрупкий опять же.
Ежели в руках сломается при натягивании - будет травма.

Это да, лук должен быть надежным и стрелять всегда. Смешно было бы наблюдать лучника, который таскает за собой шатер от солнца, чтобы не дай бог карбон на солнце не бахнул

[lop]

"Просто интересно" это конечно мощный стимул к познанию. В принципе, на каждый твой вопрос можно найти кучу разных ответов в интернете - выбирай, какой тебе больше понравится. Но лучше взять какую-нибудь книжку по композитам, не сильно ветхую, и так последовательно сначала, а потом местами её прочитать, думаю так информация в голове будет более упорядоченной.
Про базальт ничего не скажу, думаю очередная коммерческая замануха в попытке сбыть не сильно ходовой товар. А по остальному, кратенько, так: композит это армирующие волокна материала, связанные между собой матрицей-смолой. Основную нагрузку на изделие воспринимают армирующие волокна, но деформируются они (растягиваются, сжимаются, скручиваются) вместе с матрицей, как одно целое. Если изделие должно воспринимать нагрузку в основном вдоль одного направления, то в этом направлении нужно ориентировать волокна. При этом в поперечном к волокнам направлении нагрузка будет восприниматься только одной смолой.
Если нагрузка идёт в разных направлениях, то в разных направлениях должны располагаться и волокна, при этом вклад разных волокон в восприятие действующей в данный момент нагрузки, будет разным: те, которые направлены вдоль нагрузки, нагружаются по полной, а те, которые направлены поперёк, не работают вовсе. На практике такого, чтобы вся нагрузка действовала только в одном направлении, не бывает. Если мы, например, даже просто растягиваем стеклопластиковый стержень вдоль его оси внешней нагрузкой, то поперёк его оси тоже возникают внутренние нагрузки (напряжения), стемящиеся сжать этот стержень в поперечном направлении. Величина этих "неосновных" нагрузок обычно гораздо меньше "основной", но учитывать их тоже нужно. В случае стержня для восприятия поперечных напряжений достаточно прочности смолы, но если, например, растягивать тонкую пластинку, сделанную из одного слоя стеклоткани на эпоксидке по диагонали к утку и основе, то вполне возможна ситуация, когда разрушение будет происходить не из-за того, что рвутся волокна ткани, а из-за того, что крошится матрица смола: напряжения в ней превысят допустимые для смолы раньше, чем напряжения в волокнах превысят допустимые для волокон.

Далее, прямое волокно меньше деформируется, чем изогнутое, поэтому изделие из двух слоёв однонаправленного волокна, расположенных под прямым углом друг к другу, будет жёстче, чем изделие из двух слоёв ткани, в которой волокна переплетаются между собой и изогнуты. В то же время, такое изделие будет прочнее, поскольку его повышенная жёсткость уменьшит деформацию и вероятность преждевременного разрушения матрицы от сдвиговых нагрузок. Единственное преимущество ткани - большая технологичность для поверхностей сложной формы, по прочности, жёсткости и весу ткань всегда проигрывает однонаправленному волокну.

Стекло и уголь. Если говорить о волокнах, то уголь примерно в два раза жёстче лучшего стекла и примерно в два раза легче. Но предельная деформация у угля тоже примерно в два раза меньше. Получается, что если мы начинаем растягивать два метровых волокна одинакового диаметра из стекла и угля, то угольное волокно порвётся при той же нагрузке, что и (лучшее) стеклянное, но растянется при этом на 2 см, тогда как стеклянное растянется на 4. Обратная сторона высокой жёсткости угля - хрупкость. Скажем, сделали мы изделие из угля, которое не должно в норме сильно деформироваться. Но если из-за случайной локальной нагрузки, например при ударе о камень, в какой-то точке изделия деформация волокон угля превысит 2%, то эти волокна разрушатся и перестанут воспринимать "штатную" нагрузку, переложив её на соседние, ещё не разрушенные волокна. И тем придётся работать "за себя и за того парня", отчего они тоже могут надорваться и всё изделие сломается, если запас прочности по штатной нагрузке был мал. А такая же случайная локальная деформация для стекла может быть совершенно безвредна.
Можно снизить хрупкость угля, придав его волокнам искуственную непрямолинейность или разместив их под углом к основной нагрузке, но тогда и жёсткость изделия начнёт быстро уменьшаться, приближаясь к жёсткости изделия из прямых волокон стекла. Правда преимущество в весе всё равно останется за углепластиком, хотя цена при этом будет возрастать вместе со снижением жёсткости.
Про эпоксидку. Бывает двух типов, холодного отверждения и горячего. Та, что продаётся в розницу и используется самодельщиками - холодная. Некоторые её греют после полимеризации, выдерживая при 80С несколько часов, характеристики немного улучшаются, но это всё та же холодная смола. Горячая требует температуры 120-140С, иначе полимеризация не произойдёт. Отличия два: у горячей выше прочность и больше предельная деформация, примерно в 2 раза: 5% против 2-3% у холодной. Предельную деформацию холодной можно несколько повысить добавками (обычно дибутилфталат), но при этом её прочность заметно снижается. Поэтому то, что должно гнуться, у нас это мачты, латы и плавники, нужно делать из горячей смолы, то что может не гуться - доски, гики и другие плавники - можно делать из холодной. Минусы горячей - с ней практически невозможно делать сэндвичевые конструкции, пенопласт расплавится, ну и дополнительное оборудование нужно для контролируемого нагрева.
На прочность композита влияют в основном два фактора, это соотношение смола/ армирующие волокна и наличие дефектов в матрице, то есть пузырьков воздуха и летучих фракций, выделяющихся в процессе формовки и полимеризации. Слишком много смолы - прочность снижается, вес растёт, слишком мало смолы - опять прочность снижается. Чтобы улучшить прочность нужно обжать изделие в процессе или сразу после формовки, при этом избыток смолы уходит из изделия, а количество дефектов снижается. Чем выше давление, тем ближе прочность к своему теоретическому пределу.

[fly_submarine]

Сообщение от kotani

Вот сломаю лату - буду клеить.
Но надо же заранее выяснить - из чего.

идёшь в альпинистско-туристский отдел спортоваров и спрашиваешь запасные дуги для каркасной палатки. есть разной длинны и содержания карбона.
Цена вопроса в районе 15-20$ за комплект. Композитные стержни отлично идут на ремонт лат. Сам делал, друзьям давал, отлично работают.
И ещё бонус вышел: жене тентик от солнца(там стержней 18 или 20 штук в комплекте, а в работу ушло аж 2 шт.)

[SurfSafe]

Были раньше мачты и из базальта,есть и из стекла, но пока лучше 100% Карбона нет! Наверное и не будет! Если нужет вес латы то вставляешь внутрь ал трубку(не более 7см на смоле а сверху пару слоев (сатина,продольно ровинга или карбона)
Смолу делаешь пластичную(чтоб вставала 15-20 часов)

[kotani]

Сообщение от lop

"Просто интересно" это конечно мощный стимул к познанию. В принципе, на каждый твой вопрос можно найти кучу разных ответов в интернете - выбирай, какой тебе больше понравится. Но лучше взять какую-нибудь книжку по композитам, не сильно ветхую, и так последовательно сначала, а потом местами её прочитать, думаю так информация в голове будет более упорядоченной.
...
Если говорить о волокнах, то уголь примерно в два раза жёстче лучшего стекла и примерно в два раза легче. Но предельная деформация у угля тоже примерно в два раза меньше
...

А чем интерес не стимул. Нормальный такой стимул, а ещё удивление.

Жень, мне кажется я неясно сформулировал вопросы.

Интернет я курил, как обычно сильно пахнет помойкой и перепостингом.
Книжки - каюсь, давно в магазинах не был, может и есть, но найти хорошую и правильную не представляю как. Тем более, в которой уже и про каменные волокна.

Все говорят стекло = гуано, а какое стекло?
Есть (оказывается) стекло A,C - это типо дешёвые (я так понял).
Есть E,S - те поприличней
Про базальт пишут, что и модуль упругости выше самого лучшего стекла, и что морозу не боится.
Опять интересно - какое стекло вматывали (вматывают) в мачты?

Удлинение при разрыве и предельная деформация - это одно и то же?
Тогда позволю себе цитату с лукомании:
"Удлинение при разрыве для базальтового волокна в однонаправленном ламинате составляет в среднем 2,5-3%. У карбонового - около 1.5%. Стеклянных нитей 3-5%. Рабочие же удлинения при сохранении упругих деформаций - около 70% от предельного. Преимущество использования углекомпозитов в их малой плотности, которой не достичь с базальтовым волокном"

Т.е. получается базальт по характеристикам посерёдке между лучшим стеклом и карбонием. Но значительно дешевле последнего.


А может мачта 75 карбон с базальтом будет не хуже 90 карбон со стеклом?
А 90 карбон 10 базальт? Может они приблизятся к чистокарбону, но бахать не станут.

Жаль ПВ помалкивает, зарядили бы на пробу бухточку базальтового ровинга. Я бы и финансово поучавствовал, почему нет. Раз простой интерес не может быть стимулом.

Сообщение от SurfSafe

Были раньше мачты и из базальта,есть и из стекла, но пока лучше 100% Карбона нет! Наверное и не будет! Если нужет вес латы то вставляешь внутрь ал трубку

Опа, оказывается уже и базальт пробовали...

За совет про трубку спасибо, будем иметь в виду

Сообщение от fly_submarine

идёшь в альпинистско-туристский отдел спортоваров и спрашиваешь запасные дуги для каркасной палатки. е

вариант. но ведь чаще наконечники ломаются

[lop]

Сообщение от kotani

А чем интерес не стимул. Нормальный такой стимул, а ещё удивление.

Стимул это такая острая штука, которую втыкают в спину или зад вьючного животного, чтобы оно начало двигаться вперёд. А интересно может быть, например, почему коровы не летают, но никаких телодвижений этот интерес не вызовет. Когда тебе приспичит самому сделать такую лату или мачту, которую никто другой сделать не сможет или иначе её просто не достать, как это было с нами в сссре в 70х-80х-начале 90х, вот это будет стимул. А если ты читаешь, слышишь, видишь инфу про инновации и нанотехнологии и думаешь: "а хорошо бы замутить какую-нибудь лату или мачту из нанотрубок или графена", то это пока только блажь, до начала вложения в идею дензнаков. И я бы тебя от такого вложения предостерёг.

...
Книжки - каюсь, давно в магазинах не был, может и есть, но найти хорошую и правильную не представляю как.

Ну, я же не про бумажные говорю, почти всё полезное давно отсканено и выложено. Можно, например, погуглить русскую фамилию Любин со словом композит.

Тем более, в которой уже и про каменные волокна.

А вот это уже показатель рискованности. Есть нормальный и естественный процесс внедрения нового взамен старого. Кроме заманчивых физико-механических показателей (полученных кстати откуда? не "английские учоные" ли по заказу рекламодателя получили эти цыфры в своих лабораториях?), нужно ещё разработать технологии получения композита и понаблюдать за его эксплуатацией в характерных условиях, чтобы выяснить возникающие по ходу сурпризы. Тут на яхтенном форуме, который я иногда посещаю, много любителей сделать из говна и всяческой экзотики конфетки своими руками. Может там найдёшь отчёты о практических результатах применения "каменных волокон". Но, как правило, результаты внедрения "инноваций" довольно убогие. Практике использования стекла в мелком судостроении уже больше полувека. За это время все его плюсы и минусы изучены довольно хорошо. С углепластиками история покороче и неприятные сюрпризы они преподносят гораздо чаще. Отзывы о базальтопластах от тех, кто их использует в конструкциях?
Понятно, что отзывы производителей лучше не читать. Вот первое попавшееся:

Ровинг базальтовый



Базальтовый ровинг представляет собой непрерывные базальтовые волокна собранные вместе в определенном количестве. имеет высокую природную прочность и химическую стойкость.

По своим техническим характеристикам базальтовый ровинг по многим показателям превосходит Е-стекло, и ненамного уступает карбону.

Базальтовый ровинг имеет высокую термостойкость диапазон температур длительного использования от -2000С до +7000С.

Кратковременно может выдерживать температуру до 10000С. Удельная прочность базальтового ровинга в 2.5 раза превышает прочность легированной стали и в 1,3 раза превышает прочность Е-стекла.

Какие именно показатели имеются в виду? Скажем если базальт превосходит Е-стекло по цене и весу, так нахера мне такое превосходство? А если он при этом ненамного уступает карбону, а заодно и Е-стеклу, по прочности, но превосходит по ней же дерево, то какое мне в этом утешение? Цифры от производителя для меня - ниачом. Вот тебе надо, чтобы твоя мачта держалась при -2000С? В этой жизни всё равно холодней -273С места не найдёшь. И нахера ей держать 10000С? Парус всё равно расплавится раньше, до поверхности Солнца не долетит.

Все говорят стекло = гуано, а какое стекло?
Есть (оказывается) стекло A,C - это типо дешёвые (я так понял).
Есть E,S - те поприличней
...
Опять интересно - какое стекло вматывали (вматывают) в мачты?

Все говорят гуано, а какое гуано? Есть, например, человеческое, чистый, так сказать, отход жизнедеятельности. А есть, например, коровье, ценное удобрение. Лошадиное, говорят, ещё лучше. А на птичьем так вообще миллиарды долларов зарабатывают и войны из-за него ведут.
То же и со стеклом, стекло стеклу рознь. А,С вроде как европейские обозначения, Е, S привычней американцам, но это всё символы. Мне на практике приходилось применять 2 типа ровингов: из стекла типа обычного и из высокомодульного. Где-то до средины 90 работали ещё на совецких остатках высокомодульного ровинга, который раньше выпускался для производства ракет. Когда победили мирдружба, новые "подарки Америке" стали не нужны и производство такого ровинга прекратили. Пришлось перейти на типа обычный. "Типа", потому что этот обычный номинально тоже был как бы высокомодульный, но уже по сниженным критериям "высокости". В результате, чтобы сохранить прочность и жёсткость мачты пришлось вместо одной нитки ровинга использовать сразу две, с двух бобин (хотя нитки обычного ровинга были чуть потоньше высокомодульного), а вес 5м мачт увеличился с 2.1-2.2 до 2.5+ кг.

Про базальт пишут, что и модуль упругости выше самого лучшего стекла, и что морозу не боится.

Так и на заборе пишут... разное. Весь вопрос в том, кто пишет и где пишет. Когда эти писания взяты из научной литературы или независимых от производителя технических справочников, это одно. А когда из из рекламного проспекта, это совершенно другое. Не читайте рекламу и научно-популярные статьи.
Про мороз уже было. И что тебе мороз? Стекло и уголь его тоже совсем не боятся, проверено до -25С. Что с ними будет при -2000С - хз.

Удлинение при разрыве и предельная деформация - это одно и то же?

Да, в одну сторону. При растяжении и удлинении сразу за пределом предельной деформации наступает разрыв. Но предельная деформация может быть и при сжатии, а вот удлинения при сжатии не будет.

Тогда позволю себе цитату с лукомании:
"Удлинение при разрыве для базальтового волокна в однонаправленном ламинате составляет в среднем 2,5-3%. У карбонового - около 1.5%. Стеклянных нитей 3-5%. Рабочие же удлинения при сохранении упругих деформаций - около 70% от предельного. Преимущество использования углекомпозитов в их малой плотности, которой не достичь с базальтовым волокном"

Т.е. получается базальт по характеристикам посерёдке между лучшим стеклом и карбонием. Но значительно дешевле последнего.

Может быть. Но, поскольку Лукоманию я не считаю серьёзным научным источником, я бы поискал место, откуда добыты эти числа. Если из заслуживающих доверия источников, то это одно, а если из той же рекламы, то совсем другое. Ну и, кроме лабораторных механических характеристик волокон или образцов, повторю, важно ещё иметь технологию и практику использования. Вот в справочнике Любина многабукф посвящено бороуглеродному волокну, считалось когда-то перспективным. Но на практике как-то не особо пошло, несмотря на прекрасные характеристики. Видимо, были причины.

А может мачта 75 карбон с базальтом будет не хуже 90 карбон со стеклом?
А 90 карбон 10 базальт? Может они приблизятся к чистокарбону, но бахать не станут.

Хочешь проверить? Флаг в руки. Может к тебе ещё буржуины в очередь выстраиваться будут. На моей памяти было довольно много желающих обогатиться на мачтах, причём солидные фирмы, занимавшиеся композитами, а не энтузиасты-любители. Но, похоже, так и не обогатились. Если даже NP и NS периодически меняют производителей своих мачт, то может и не такое это простое дело.

[Roman]

Сообщение от kotani

Не подумайте, что я хоть мыслю имею, чтоб мачты мотать.

Кто-нибудь (не скажу "во всей стране") на форуме разбирается в этом?

купи это:

мотай мачты и будем пользовать отечественное

Сообщение от lop

Хочешь проверить? Флаг в руки.

и направление... Ковров.

[lop]

Да, с помощью такой штуки можно быстро получить вместо одной плохой мачты сразу пачку плохих мачт. На этом и погорели ребята, желавшие обогатиться на дорогостоящем продукте. А в ССТ мотали по одной-две штуки зараз, вручную, поэтому протянули пару десятков лет. И мачты вроде не самые плохие делали.
Я так думаю, для начала нужно изготовить простенькие образцы в виде прямоугольных полосок или круглых стерженьков из этого чудо-ровинга, на горячей смоле, и посмотреть на его жёсткость и прочность. Ну, латную пластину можно отформовать - заодно посмотреть, на сколько хватит алмазного диска, чтобы распустит её на латы. (Боруглеродное волокно имело, например, тот недостаток, что пилить его было очень препаршиво - режущий инструмент быстро тупился). Сравнить со стеклом. Сделать выводы. И если они будут радужными, намотать одну-две мачты, испытать их в деле.

[skat]

Сообщение от lop

А в ССТ мотали по одной-две штуки зараз, вручную, поэтому протянули пару десятков лет. И мачты вроде не самые плохие делали.

Вручную ни за что на свете не намотаешь так качественно, как намотает правильно настроенный станок (ударение на "правильно настроенный"). Не тот тех. процесс и не то изделие Это такая же байка, как рассказ о супер-ткачихе, которая на деревяшках соткала ткань с ячейками более симметричными, чем выдал ткацкий станок с ЧПУ

А мачт ССТ я переломал в свое время дофига. Так что соглашусь только с тем, что не самые. Но хорошими я их никак не могу назвать. А если честно, то если меня спросят, какие мачты самые плохие из тех, которые ты пробовал, то ни секунды не сомневаясь скажу ССТ.

Сообщение от lop

Боруглеродное волокно имело, например, тот недостаток, что пилить его было очень препаршиво - режущий инструмент быстро тупился

Хочешь сказать стекловолокно не тупит инструмент?

[Roman]

есть сожаление, что за время в виндсерфинге" не всегда удается поговорить не о виндсерфинге...
станок станком, но когда руками... оно приятно, но не надолго...

[kotani]

Подытожим.
В отечественных мачтах используют низкомодульный стеклянный ровинг.
Желающих попробовать базальт пока не нашлось.
Мотать мачты самолично я не собираюсь.
Лату может когда и склею. Из интереса.
А может и правда лук замостырить...

ЗЫ Мачты ССТ считаю неплохими. Даже хорошими - которые по новому намотаны.

[koenig]

Pre-preg у всех практически одинаковый, поскольку покупается в одних местах....
Однако, кроме вопроса "что мотать", существует также не менее важный вопрос "как именно мотать"...

Современные станки позволяют менять угол и плотность намотки, что существенно меняет характеристики матч.
Собственно данные о том, как меняются эти параметры вдоль длины мачты и составляют "главную тайну"