Карбоновые удилища. Вся правда о карбоне

1 мин

В последнее время, как только заходит речь об удилищах, сразу же вспоминают про различные аббревиатуры, которые характеризуют карбон, из которого сделаны удилища. 1К, 2К, 3К. «Это удилище из высокотехнологичного карбона», «Высококачественный карбон, делает удилище..», «Карбон, из которого сделан бланк, отвечает самым высоким требованиям» и так далее, и так далее. А что же скрывается за всей этой маркетинговой терминологией?

Что такое карбон?

Карбон — углерод, представляющий собой полимерный композиционные материал из переплетенных нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных смол. Отличается высоко прочностью и малой массой. Зачастую гораздо прочнее стали, но в разы легче. По удельным характеристикам превосходит многие высокопрочные стали.

Но отойдем в сторону от точных определений. Самое главное, что вы должны понимать в карбоне, что его на самом деле существует два вида: чистое углеродное волокно (оно же carbon fiber) и углепластик (полимер, усиленный углеродным волокном — carbon fiber reinforced polymer). Оба этих материала в быту называют карбоном, что, в конечном итоге, привело к тому, что понятия стали путать между собой.

Практически весь карбон, из которого делаются удилища получается из полиакрилонитрила (сокращенно ПАН) при помощи окислительного пиролиза и последующей обработки в инертном газе. Нити углерода получаются очень тонкие (ориентировочно 0,005-0,10мм в диаметре), сломать их очень просто, а вот порвать очень сложно. Из этих нитей и сплетаются ткани, из которых затем делаются бланки для удилищ.

Почему карбон так удобен для производстве удилищ?

Использование карбона позволяет достигнуть высокой прочности удилища, жесткости, при очень малом весе. Дело в том, что карбон является материалом, механические свойства которого зависят от направления волокон. Комбинируя их в различных направлениях, можно добиваться оптимальных характеристик различных изделий, будь то удилища или любое другой изделие. То есть, характеристики бланка зависят напрямую от того плетения, на которое пал выбор разработчиков удилища. Карбон позволяет добиться практически любой формы изделия, именно поэтому у инженеров куда больше возможностей и свободы в создании «идеального» удилища.

Из какого карбона лучше всего покупать удилища?

Это очень сложный вопрос. Определить на глазок что за карбон перед вами очень тяжело. Производители могут написать всякое. Единственный совет, который точно можно дать — это избегать различных дешевых «трехкопеечных» бланков непонятного производства. Остается только гадать откуда производитель берет этот материал. А самое главное, большинство рецептов карбонового волокна являются частной собственностью (запатентованными) и просто так ни одна фирма не расскажет вам состав.

Точно так же не стоит доверять различным рекламным лозунгам, что такая-то компания использует «особенный», «исключительный», «высокотехнологичный» и так далее карбон. Правда состоит в том, что две трети мирового рынка по производству карбона принадлежат трем японским фирмам — Toray (30%), Mitsubishi (18%), Toho (18%). За ними расположились такие фирмы, как венгерская Zoltek (17%), немецкая Hexcel (7%), американская Cytek (3%), на всех остальных приходится в общей сложности еще 6%.

Всего в год производится порядка 43,5 тысяч тонн карбона. Из них 41% — потребляет авиация, космическая и военные промышленности. 17% — спорт, 12% — строительство 12% — различные нужды, по 5%-6% автомобилестроение, гражданская инженерия и так далее. Не будем тонуть в цифрах.

Важно, что из всего оборота на спорт, рыбалка забирает не более 2-3%. Теперь вдумайтесь — если вы владеете инфраструктурой, позволяющей исследовать новые виды карбоновых волокон, чем вы займетесь — производством деталей для космической промышленности или для удилищ? Будете работать с 41% рынка или сосредоточитесь на двух процентах даже не от общего рынка, а от 1/5 этого рынка? Ответ очевиден, поэтому искренность заявлений производителей рыболовных аксессуаров касательно «уникального карбона» вызывает большие подозрения. Мы не беремся утверждать, правда это или нет. Мы просто даем пищу для размышлений.

Характеристики карбона

При получении карбона из поликарилонитрила, под микроскопом полученная нить будет напоминать ствол дерева. Плотный в центре, с шероховатой корой снаружи. Если продолжать очищать нить от «коры», то получится нить меньшего диаметра, но большей плотности. Соответственно на одну и ту же единицу площади поместится большее количество таких нитей, что позволит добиться не меньшей жесткости, но гораздо уменьшить вес. Производство таких тонких волокон сопряжено с большими издержками, потому что волокно получается хрупким и использовать его необходимо с большой осторожностью.

Отсюда и высокая стоимость такого карбона. Однако очень эластичный карбон является очень хрупким материалом. Поэтому инженером постоянно приходится ломать голову, чтобы найти оптимальный баланс между прочностью и эластичностью. Это достигается уже при помощи рецепта карбонового волокна, в котором комбинируют несколько слоев карбона с различными характеристиками. Каждая такая комбинация и есть главная тайна и секрет любого удилища, да и просто изделия.

Теперь стоит поговорить о самых наших любимых характеристиках — 1К, 2К, 3К, которыми часто маркируют карбон. Подобная маркировка относится к плетению углеродного волокна. Нити собирают в полоски и эти полоски переплетают друг с другом. 1К означает, что в полосе 1000 нитей, 2К — 2000 нитей, а 3К — 3000 нитей. На самом деле эта характеристика никаким образом не является признаком тех или иных свойств самого волокна. Важно не количество нитей в полосе, а то, каким образом плетутся эти полосы, и из какого состава-рецепта сделаны волокна. А это уже зависит от производителя.

Вернемся к мировому рыболовному рынку!

Здесь все сурово. Подавляющее большинство удилищ, которые сегодня продаются в магазинах изготовлены в Азии, на фабриках, каждая из которых обслуживает сразу несколько брендов. Современные бренды, причем не только в рыболовной индустрии, в большинстве своем являются самыми настоящими маркетинговыми и инженерными центрами, но не производителями.

Они заключает контракты с так называемыми Original Equipment Manufactures, если говорить по-русски, посредниками, отсылают им дизайн и желаемые характеристики, которые они хотят получить на выходе, а уже OEM несет ответственность за производство. Такие фабрики отправляют готовые удилища, на которых стоит Made in China, или же могут отправить удилище, которое будет еще доведено до ума. Во втором случае вы можете зачастую видеть заветные Made in UK, Made in Germany и так далее.

Вполне распространенная практика, когда сразу несколько компаний работает с одной и той же фабрикой. Но также и бывает масса случаев, когда один бренд работает с несколькими OEM, когда хочет производить несколько видов удилищ.

Но это вовсе не означает, что вас обманывают. Как раз нет. Ведущие бренды отдают процесс производства карбоновых удилищ в руки профессионалов, которые занимаются только плетением карбоновых волокон и изделиями из карбона. Конечно, это все стоит денег, и увеличивает цену исходного продукта. Теперь представим ситуацию, когда вы покупаете вроде бы карбоновое удилище, которое стоит ну совсем дешево.

Сразу можете убрать отсюда работы по инженерным расчетам и дизайнеров. Вам просто продают готовую, стандартную заготовку, уберите затраты на маркетинговые исследования и сертификацию производства (самый главный признак отсутствия контроля качества) и так далее.

Репутационные риски заставляют известные бренды подходит крайне ответственно к вопросу качества, тогда как никому неизвестные производители подобных рисков вообще не имеют. Ну закрыл ты эту фирму, открыл завтра новую. Вот и все дела. Вы никогда не узнаете какие конкретно материалы были использованы, какая смола, что ожидать от удилища. Если вы считаете данный риск оправданным низкой ценой, конечно, покупайте. Но разве много у нас людей осознают эти риски? Надеемся, что после прочтения данной статьи, их число хотя бы немножко увеличится.

Полное или частичное копирование без согласования с редакцией портала запрещено

Обзор на Удилище болонское SWD «Freestyle» 6м с/к HI-MODULUS CARBON IM8 (мет пр.)

SIWEIDA, она же SWD, довольно популярный бренд рыболовных снастей и снаряжения в российских магазинах, и, что немаловажно, с очень широким ассортиментом и со стабильным уровнем качества. Выбирать есть из чего — общая длинна, транспортная, строй, материал, вес удилища, под каждый параметр можно отыскать свою линейку у SWD.

Серия Freestyle — бюджетные удилища среднего строя для болонской ловли выполненные из карбоновых волокон. За счёт такого материала удилища получаются довольно лёгкие, с небольшой толщиной составляющих колен, но с отличной прочностью. В обзоре рассматривается 6-ти метровый представитель этой линейки, но всё применимо и к 4,5 и 7-ми метровым видам.

Поставляется SWD «Freestyle» в обычном плотном тканевом чехле, предотвращающем легкие механические повреждения и потёртости. На нём — наименование, артикул предмета внутри. Разместить внутри чехла удилище с закреплённой катушкой нельзя, при использовании чехла как транспортного снасть придётся разбирать полностью.

Небольшой экспортный ярлык, можно сверить с тем, что внутри чехла.

Горловина — привычная, клапан и две тесёмки.

Собственно, само удилище. Пара батарей типоразмера АА для масштаба. Конечно, стоит заранее понимать, что и в сложенном состоянии тело удилища имеет значительную длину, поэтому к перевозке нужно быть внимательным.

Нижняя секция покрыта всевозможными маркетинговыми и брендинговыми наклейками.

Комель закрыт металлической пробкой с резиновой вставкой, впрочем, сама толщина металла довольно небольшая. Можно увидеть, насколько небольшую толщину 6-ти метрового удилища можно использовать, применяя карбон как основной материал.

Чёрная вставка, формированная из нескольких цилиндров вспененной резины? предназначена для фиксации торцевых частей первых трёх колен удилища в сложенном положении: они не «стучат» внизу и при складывании проводочные кольца не ударяются об срез предыдущего колена. Единственный недостаток — верхняя часть вставки наклеена у меня чуть с перекосом, вставлять третье колено нужно чуть приловчившись.

Применяемая марка графитовых нитей — IM8, самые популярные и современный из доступных на рынке в составе бюджетных моделей. Упругость и прочность у них наиболее оптимальная для обычного использования. Да, и никогда не стоит забывать — карбоновые удилища, в отличии от стеклопластиков, проводят электрический ток! Рыбачить в грозу, тем более 6 метровым громоотводом, как минимум, опасно.

Защитный чехольчик проводочных колец тоже простейший — капроновый, с резиновым ремешком-фиксатором. Финальное и скользящие кольца он закрывает внутри.

Сами кольца довольно стандартной конфигурации, имеют SIC вставки для уменьшения трения при проводке лески через них. Предпоследнее кольцо — скользящее, предназначено для перераспределения нагрузки на верхнюю часть бланка.

Для крепления катушки используется клипсовое крепление, позволяющее быстро установить катушку без люфтов. Оба фиксатора оснащены резиновыми прокладками, поэтому дребезга применяемый фиксатор не создаёт.

Использовать очень просто: отжимаем клипсу вверх, вставляем катушку, задвигаем вперёд до упора и прижимаем клипсу. Дело секунды.

Установили купленную именно для этого удилища небольшую DAIWA «Crossfire» 1000 A — компактную и надёжную безынерционную катушку.

На фотографии длинну шестиметрового бланка SWD «Freestyle» 6м передать, мягко говоря, сложно. Можно только заметить, что в типовой квартире не всегда найдётся место, где можно развернуть удилище на полную длину.

Резюмируя, хотелось бы отметить: SWD «Freestyle» 6м имеет очень небольшой вес при большой длине, необходимой на ловле в заросших водоёмах или с подтопленными берегами. При забросе типовой поплавочной снасти работает только верхняя половина бланка, но при нагрузке удилище принимает её на всю свою длину равномерно.

Миф XXI века. Часть 1: что такое IM?

В новый, двадцать первый век рыбалка пришла с углепластиковыми удилищами. И самый большой миф, связанный с этими удилищами — миф о IM (ай-эм). В основе этого мифа лежит стремление коммерсантов, торгующих изделиями из углепластика, внушить потребителям, что в продукции данной марки используется некий особый, выдающийся материал, намного превосходящий материалы конкурентов и придающий удилищам непревзойденные качества.

Чтобы разобраться с этим мифом, давайте начнем с азов. Какие, собственно говоря, задачи стоят перед удилищем? Оно должно:

1. обеспечивать заброс интересующих нас приманок на необходимое расстояние;
2. позволять нам эффективно преподносить эти приманки рыбе (выполнять их проводку);
3. давать нам возможность своевременно распознавать поклевку;
4. обеспечивать действенную подсечку рыбы;
5. помогать нам вываживать рыбу (если рыба крупная и сильная) и вытаскивать ее на берег.
6. В зависимости от ситуации, важность каждого из перечисленных пунктов может меняться. Все вместе они составляют рабочие качества удилища, которые в первую очередь и должны интересовать покупателя.

Но реклама редко обращается именно к рабочим качествам удилищ и еще реже четко формулирует их. Рекламщики парят в превосходных степенях, описывая чудодейственные свойства «новых графитов», «нанотехнологий», «революционных материалов» и даже «морковных волокон»; они жмут на все педали, чтобы у потенциального покупателя потекли слюнки изо рта и он не смог удержаться, не смог не купить навязываемый товар. А то обстоятельство, что именно этот товар не особенно ему и подходит, очень часто остается до поры до времени незамеченным. Хуже: некоторые рыболовы — и таковых немало — плохо себе представляют, что же им вообще на самом деле нужно и почему.

Марки углеволокна

Одним из наиболее простых и действенных способов манипуляции сознанием рыболовов оказалось жонглирование названиями графитов. О чем идет речь?

Заводы, занимающиеся производством рыболовных удилищ, используют для изготовления хлыста («бланка») удилища приобретаемый на стороне полуфабрикат — так называемый препрег. Препрег (от английского «pre-impregnated») — это волокнистая основа, пропитанная связующим, грубо говоря — углеполотно в эпоксидке. Препреги выпускаются разными производителями и поставляются покрытыми защитной пленкой и свернутыми в рулоны.

Основа препрегов, используемых для производства большинства современных углепластиковых удилищ, состоит из углеродных нитей.

Углеродное волокно сегодня получают чаще всего из полиакрилонитрилового волокна путем окислительного пиролиза и стабилизации в инертном газе. При этом полиакрилонитрил (ПАН) подвергается сложной многоступенчатой обработке на специальных производственных линиях. Говоря совсем примитивно, это можно представить так, что при очень сильном нагревании из ПАН устраняются все лишние вещества и остается почти что один углерод, принимающий определенную структуру.

В зависимости от вариантов обработки, получается углеволокно с той или иной плотностью, прочностью и упругостью, из которого затем делают нити. Производитель присваивает разным видам углеволокна условные названия (марки), чтобы можно было ориентироваться в разнообразии продукции. Распространенными марками американского углеволокна являются IM6, IM7 и т.д., и эти марки попали в названия серий некоторых американских углепластиковых удилищ. Удилища были по-своему довольно-таки неплохими, иногда даже очень хорошими; на них начали ориентироваться, им стали подражать, в том числе и при обозначении исходного материала. В сознании рыболовов со временем почему-то отложилось (надо полагать, не без помощи маркетологов), что IM — это обозначение модульности материала, причем чем больше число после букв IM, тем выше модуль углеволокна и тем лучше удилище (полный бред). В свою очередь, некоторые непорядочные коммерсанты воспользовались этим и начали писать на всех своих удилищах IM с числом побольше, вплоть до IM12. Особенно грешили и продолжают грешить этим немецкие, польские и другие европейские торговые дома, заказывающие удилища (нередко — просто хлам) на не самых передовых китайских заводах.

Даже если допустить, что исходным материалом такого удилища действительно является высококачественное углеволокно, скажем IM7 корпорации «Hexcel» (одного из крупнейших в США производителей углеродного волокна), само по себе это не говорит ровным счетом ничего, ведь удилище производится не непосредственно из углеволокна, а из препрега. Судить по марке волокна о рабочих качествах удилища — примерно то же самое, что по сорту ячменя судить о вкусе пива.

IM = средний модуль

Но как же расшифровывается аббревиатура IM? Это — «Intermediate Modulus», точнее — «intermediate modulus fiber», то есть «волокно со средним модулем (упругости)». Модуль упругости, или модуль Юнга, — величина, характеризующая сопротивление материала растяжению/сжатию при упругой деформации. Максимально упрощая, можно говорить о силе, необходимой для деформации стержня определенных параметров на определенную величину.

Измеряется модуль упругости чаще всего в гигапаскалях (ГПа, GPa), а также в тоннах силы на квадратный метр, или же (прежде всего в англоязычном пространстве) в миллионах фунтов на квадратный дюйм (Msi), причем 1 Msi = 0,7 tonnef/m2 = 6,89 GPa. Американцы предпочитают оперировать значениями в Msi, но в таблицах указывают обычно и GPa, японцы же больше склонны к гигапаскалям и тоннам. Поскольку паскаль — это ньютон, деленный на метр квадратный, то разница в значениии модуля, выраженного в гигапаскалях и в тоннах на квадратный метр, сводится к разнице между ньютоном и килограммом силы (1 кгс = 9,80665 H). Грубо говоря, чтобы с небольшим округлением преобразовать гигапаскали в тонны, которые в ходу у персонала азиатских заводов (где выпускается подавляющее большинство удилищ), достаточно убрать один нолик.

Углеродное волокно, получающееся из полиакрилонитрилового волокна в стандартном процессе, имеет модуль упругости 32–35 Msi; обычно усредненно говорят о 33 Msi или 24 тоннах. Например, углеволокно «Toray» марки T300 имеет модуль 23,5 тонн, а у «Hexcel» большинство недорогих марок (AS) — 33,5 Msi. Волокно именно с таким модулем идет на производство препрега для дешевых углепластиковых удилищ начального уровня. Условно его можно назвать низкомодульным, хотя на практике так обычно никто не говорит: еще бы — «не звучит»!

Если не останавливаться на «33 Msi», то при более сложной обработке получается более плотное углеволокно, с более высоким модулем упругости. В среднем это 42 Msi или 30 тонн. Такое волокно уже заметно дороже, в Штатах его обычно называют среднемодульным (IM). Например, у «Hexcel» марка «HexTow IM6» имеет модуль 40,5 Msi (28,4 т), IM7 — 40 Msi (28 т), а IM8, IM9 и IM10 — 44 Msi (30,8 т). При одинаковом модуле упругости IM8, IM9 и IM10 различаются между собой по другим характеристикам, в частности по разрывной нагрузке и относительному удлинению, которые увеличиваются в IM9 и еще больше — в IM10.

В настоящее время препреги, изготовленные из 30-тонного среднемодульного волокна, широко используются в производстве «народных» удилищ, то есть недорогих снастей с приличными рабочими характеристиками.

При еще большем усложнении и удорожании производственного процесса получают высокомодульное углеволокно, с модулем, например, 55 Msi (38,5 т). Условно можно, пожалуй, считать высокомодульными (применительно к удилищестроению) волокна где-то от 50 Msi (35 т) и выше. Бывает углеволокно с модульностью и в 60 тонн, но в производстве удилищ оно не используется. И не потому, что очень дорого стоит, а потому, что для этих целей не годится.

Надо сказать, что понятие «высокомодульное углеродное волокно», «high modulus carbon fiber», — действительно условно, оно ничем не регламентировано, какие-либо стандарты для него отсутствуют. Поэтому нечистоплотные дельцы могут для одурачивания покупателей спокойно объявлять свои изделия из 24-тонного или 30-тонного углеволокна «высокомодульными», не боясь, что их привлекут за это к ответственности. Формально-то привлекать не за что!

Углеволокно соединено в пучки по несколько тысяч нитей в каждом. Тысяча обозначается буквой K. Например, 1K, 3K, 6K, 12K, 24K, 50K. Эти обозначения никак не связаны с качеством волокна и его модульностью.

Итак, есть два совершенно разных момента, которые не надо путать: углеволокно и его модульность, и изготовленный из этого волокна препрег (полотно с пропиткой) с определенным соотношением волокна и связующего. Кроме того, есть еще и специальные технологии работы с препрегом.

Другой важный момент, влияющий на рабочие качества снасти, — это геометрия удилища (длина удилища, толщина стенок, конусность). Из этих трех моментов модуль упругости углеволокна дает нам меньше всего информации для теоретической оценки качеств удилища. Использование волокна с более высоким модулем позволяет делать более легкие, жесткие и чувствительные удилища, но это не более чем предпосылка. Кроме того, при одном и том же модуле волокно различных марок может заметно различаться по прочности и растяжимости.

Наконец, надо иметь в виду, что современные удилища редко когда состоят из углеволокна одной марки и модульности, обычно речь идет об использовании в разных частях удилища разных волокон. Вот почему указание на готовом удилище некой марки волокна или его модульности отдает «грязными маркетинговыми технологиями». Если уж что-то и указывать, то производителя исходного материала (скажем, соответствующее подразделение «Toray» или «Mitsubishi») и (или) «высокомодульный графит» (если он и впрямь высокомодульный).