カーボンフレーム補修完了

2017年06月06日 22:00

前回「カーボンフレーム補修開始」で加温して硬化の作業まで行いました。そこから一晩放置してマスキングなどを剥がして状態を確認します。

カーボンシート

失敗して常温放置していたカーボンシートの残骸もカチカチに硬化していました。結果的によい判断材料となりました。これを狙って予め切れ端にエポキシ塗っておくのはありだと思います。

で、剥がした直後が下の写真・・・カーボンシートを抑えるのに使ったビニール袋はPPだと思っていたのですがPEで、見事にカーボンに張り付いていました・・・

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それがなければツヤツヤのカーボン柄が美しい感じでしたが・・・ケアレスミスですね。まぁ、一回目だしこんなもんでしょう。ほぼ剥がれたのですが、ビニールに印刷してあった部分が剥がれません。

DSCN2687.jpg

サンダーでヤスリがけしてPEを剥がしつつ塗装のための足付けをします。表面がボコボコが若干気になります。パテ埋めして研磨って手もありますが、見た目よりも強度優先って事でこのまま進めましょう。

IMG_9790.jpg

前に何かで使ったブラックスプレーが少し残っていたので、脱脂したあとに適当にマスキングして塗装します。元々つや消し黒のフレームなので補修部分が目立たないですみました。コインによる打音チェックをすると補修部分は明らかに鈍い音ですが、剥離していた時の感じではなく、厚い樹脂の音って感じかな。

はじめてのカーボン補修をやってみて
キレイで確実な修理を望むのであれば業者さんにお願いしたほうがいいでしょう。4万〜5万は妥当な金額だと思います。私の場合は、コストの問題もなくはないですが、DIY的興味が勝り、今後のこのバイクの活用方法も含めて自分で修理してみることにしました。

着手するまでは、いろいろ情報を集めましたが、はじめてしまえばあっという間。適切な量の樹脂を混合してカーボンを貼り付け、空気を抜き、加温して放っておくだけ。作業をなんとなくやるのは難しいものではありませんが、しっかり完璧に行うのは難しいですね。それに、実際に強度が出たのかはわからないのが問題かな。超音波テストなんかできないので、打音チェックや経験則で判断するしかありません。

小さな破損をこれだけ広い範囲で巻いたのでいきなり折れることはないと思いますけど・・・。まぁ、これで以前のようにガレ場を高速DHする勇気は今の所ないです(苦笑)でも次やったらもっとうまくできるだろうと確信しています。こんな風に補修の体験を楽しめるなら自分でやってみるのも面白いかもしれませんね。そんな時に私の失敗例がお役に立てば幸いです。

IMG_9686.jpg

次回は組んで実際に乗ってみて終了したいと思います。

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カーボンフレーム補修開始

2017年06月05日 23:00

前回の記事「カーボンフレーム補修の道具と材料」でポチったアイテムが3日くらいで揃いました。あとは作業日を確保するだけ。土曜日はライドに出かけてしまい、TSS430は帰宅後の作業を許さず、翌日に着手する事に。本当は土曜日に作業して、翌日固まった後の処理ができたらよかったんだけどね。

カーボンシートステー 割れ

作業手順をおさらいしておきましょう。

1.破損部分のヤスリがけ
2.正確に混合した樹脂刷毛で塗る
3.カットしたカーボンシートを巻く
4.気泡を抜く(2と3を4繰り返して積層)
5.加温して硬化
6.表面をヤスリでならす
7.塗装

今回は1から5までを行います。はじめてなので実際にこの通りに進むとは思いませんが、とにかく好奇心丸出しでやってみます。

まずはヤスリがけ。すでにサンドペーパーで軽くヤスリはかけていましたが、主にクラックの周辺だけ。今回は10cmのカーボンシートを巻くのでその範囲を意識して広めにヤスリをかけます。手作業ではなく電動オービタルサンダーで。そのあとFRP洗浄用溶剤アセトンでヤスリがけした部分を清掃します。

DSCN2676.jpg

次に2液性エポキシ樹脂を混ぜます。私はブレニー技研 ジーナス カーボンクロス用エポキシ樹脂 GM−6800−120を使いました。キットには計量カップが大小2つ付属しており、使用する容量によってどちらを使うか選択します。私はその目盛りを参考にしつつ、自転車パーツ計量用の計りで計測しました。2液を注いだら適当なアウターケーブルをマドラーにして混ぜ合わせます。

カーボンクロス綾織り 東邦テナックス 3K 約100mm×100mm サンプルをロータリーカッターを使って適当に半分にしました。こいつを巻きつけます。

DSCN2678.jpg

シートステーに先ほど混合したエポキシ樹脂を刷毛を使って塗ります。カットしたカーボンシートにも刷毛でエポキシ樹脂を塗ってシートステーに巻きつけました。

角断面の細いシートステーに巻きつけるのは想像通りかなり難しかったです。巻いたあとに脱泡ローラーでコロコロして気泡を抜く予定でしたが、ある面をコロコロしていると他の部分が剥がれてくるいたちごっこ。そのうちカーボンシートが端から解れてきてしまいました。

カーボンシート

にっちもさっちも行かなくなりとりあえず一度リセット。カーボンシートを剥がします。最後にバキュームをするならある程度適当に巻いて真空引きすれば圧着できそうですが、それをしない場合は1プライも結構難しいですね。1枚半のカーボンの残骸がこれ。残り半分あるのでそれを巻きつけて終わりにしようと思います。それでも1周と半くらいは巻けますから。この辺は一番気になる所だと思いますが、時間に追われているのと、手が樹脂でベトベトなので写真はありません。

もう一度エポキシ樹脂を両方に塗ってカーボンを巻きつけ、すぐさまビニールの袋をカーボンシートの上から巻きつけて剥がれないようにします。マスキングテープでぐるぐる巻にしました。エア抜き?なにそれ?って感じですが、完全に折れてる訳じゃないしな!と進めます。

IMG_9779.jpg

この上からヒートガンで温めていたのですが、効率が悪いのでエポキシ樹脂の説明書に載っていたダンボールによる簡易釜を作りました。

IMG_9780.jpg

温度計で60度をキープするような事が書いてありましたが、温度計がなかったので適当に。穴から漏れてくる熱気は凄まじく養生用のビニールが溶けていきます。思った以上に効果ありですね。温度が下がってきたと思ったら、またヒートガン突っ込んで、しばらくしたら止めて蓋をしてってのを1時間くらいやってました。

その後飽きてきたので放置。常温で放置してあった失敗カーボンの残骸もカチカチになっていたのでマスキングを剥がしてみます。

つづく

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カーボンフレーム補修の道具と材料

2017年06月01日 08:00

カーボンフレームの補修について、なんとなく作業手順は想像できました。大掛かりな設備がなくてもウェットカーボンであればなんとかなるイメージですね。

IMG_9690.jpg

これまでの経緯

1. カーボンモノコックフレームのクラックをDIY修理
2. カーボンの修理手順を考える


なにわともわれカーボンシートや樹脂など必要な材料と施工に使う道具を揃えなければなりません。ネットの情報を頼りにネットで購入したいと思います。ネット万歳。

カーボンクロス


カーボンの密度、織りかたやサイズなどいろいろありますが、サンプルのサイズがちょうど良さそうなのでこれを選びました。安かったし、使うにはちょうど良いサイズっぽかったので。肝なのに超適当です。

エポキシ樹脂
ブレニー技研 ジーナス カーボンクロス用エポキシ樹脂 GM−6800−120
by カエレバ

超定番商品のようですね。皆さんとりあえずこれを使っています。2液混合をするのですが、それようの軽量カップまで付いてくるキットです。デジタル秤がなくても大丈夫!

脱泡ローラー
大塚刷毛製造 テツネジローラー162471 0001 Φ10×1" 1セット
by カエレバ

樹脂の気泡を抜くために真空引きするのが一番のようですが、なかなかそんな道具は持っていません。以前FRPでパーツを作った時はローラーを使ったので同じ方法でやってみようと思います。

カッター
オルファ(OLFA) ロータリーカッターL型 41B
by カエレバ

カーボンクロスをカットするために購入。普通のカッターでもなんとななりそうですが、何かと便利かな?と思いこれを機会にロータリーカッターを買ってみました。


実際に買ったのはここまで。あとはガレージにある道具でなんとかなりそうです。

手袋
【ゴム手袋】ダイローブH200 S,L 耐熱・耐溶剤用 シリコーン手袋 [1双入]/品番:H200 (S・Lサイズ) ダイローブ (作業用手袋)<ビニール手袋/特殊/耐熱・耐溶剤/耐酸・耐アルカリシリコン/断熱布
by カエレバ

この手の薬品や溶剤を扱う作業をするには必須ですね。

サンダー
リョービ 電動工具 研磨機 マイサンダ MS−30(木材 金属 塗装面 研削 研摩 diy ガーデニング雑貨 日曜大工道具 ロイヤルホーム ロイヤルホームセンター ロイモール 楽天 通販)
by カエレバ

作業前の足付けなどにペーパーがけをします。とりあえず手作業で軽く行いましたが、しっかりと溶剤が馴染むようにサンダーを使っておこうかな。

マスキングテープ
マスキングテープ 3M 243J Plus 黄 18mm×70巻入
by カエレバ

工具箱やガレージを見渡せば転がってるであろうマスキングテープも多めに準備しておきましょうね。余計な部分を汚さないように養生用のビニールシートと併用します。

PP透明袋
コレクト 透明ポケット OPP0.05mm厚 規格:B7用
by カエレバ

普段はパーツ保存用などに使っているジッパー付きの小袋。ウレタン樹脂と反応しない性質を利用してカーボンを巻いた後の抑えなどに使えるそうです。

ヒートガン
AP ヒートガン【ホットガン ヒートガン】【温める 熱する 温風 熱風】【アストロプロダクツ】
by カエレバ

エポキシ樹脂の硬化を促すために室温ではなく温度を高める必要があるそうです。患部をダンボールで囲い温度計で様子を見ながらヒートガンで温度を上げる感じ。

刷毛
マルテー エポキシ刷毛 厚口 筋違 白 2 インチ D16×W70×H263(mm) ハケ 筆
by カエレバ

エポキシ樹脂を塗る刷毛です。ガレージにいくつか転がっていると思うのでそれを使います。毛が抜けなきゃいいけどね。専用品があるようなので買っておけばよかったかな。

だいたいこんなもんですかね。先日ポチったのでぼちぼち自宅に届くと思います。週末に作業できるかな?

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カーボンの修理手順を考える

2017年05月31日 12:30

誰にも教わった事もなく、経験もないので情報はネットで収集。それとFRPを使った部品製作をやったことがあるので、グラスファイバーがカーボンシートに置き換わっただけだろうとお気楽に考えました。

IMG_9690.jpg

ざっくりと書くとこんな感じかな。

1.破損部分のヤスリがけ
2.正確に混合した樹脂刷毛で塗る
3.カットしたカーボンシートを巻く
4.気泡を抜く(2と3を4繰り返して積層)
5.加温して硬化
6.表面をヤスリでならす
7.塗装

それぞれの工程にノウハウがあるようです。例えば4の気泡抜きの工程。実際のモノコックフレームではバルーンなどでカーボンフレームの内側から圧をかけながら、バキュームで空気を抜いて脱泡します。



DIYのレポートを読んでいても患部をPP袋で部分的に覆い密封してバキュームポンプで真空引きしている方もいますね。別件でハンディ掃除機を使いそれに近い事をやった経験もありますが、適当な捨ててもいい掃除機もありません。そこで、FRP製作時にやったローラーでコロコロして脱泡する方法を試そうと思います。そんな感じで材料購入予算1万円以内を目標になんとなくできそうな気がしてきました。

次回は材料購入編です。

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カーボンモノコックフレームのクラックをDIY修理

2017年05月30日 23:00

コトのはじまりは、SDA王滝に向けてMTBライドを重ねていた最中に見つけたシートステーの傷でした。

過去記事:「シートステーの傷」参照

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大会に向けて時間もなかった事から別の自転車を準備して王滝はなんとか完走することができました。淡い期待を持ちつつダメ元で保証修理やメーカーによるサポートがないか聞いてみましたが結果は特になし。業者さんで修理を依頼すると3〜4万円くらいになるそうです。「安心して乗れるし、きれいに直りますよ!」との事。

DO IT YOURSELF
CXの準備や自転車積載の件、密かに進めている計画もあって、このクラック修理に自転車関連予算を割り当てるのが難しく、それでいてすぐに修理しなくても山で遊ぶMTBは王滝で使った自転車がある。別に焦ってはいないけど放っておくのはもったいない。そこでblogのネタにもなるし自分で修理してみようと思った次第です。節約と趣味とタイミングが合致したわけですね。

ハードテールMTBのシートステー
傷はドライブ側のシートステー。ロードならまだしも段差などの衝撃を受ける場所だけに相当な強度が要求されると想像できます。カーボンシートの積層が割れたウエハースのようになっている場合、そこだけを強化しても元の強度には戻らないでしょう。それならどうするか?

カーボンシートステー 割れ

理想はいろいろあると思いますが、まだ剥離が起きていない部分とまとめてラップする(包む)事にします。樹脂を含んだカーボンシートをでぐるっと巻くわけですね。いわゆるウェットカーボンによる補修になります。合わせて剥離した部分に小さな穴を開けてエポキシを注入するなども考えたのですが、シートステー内部がRDシフトワイヤールートになっている事もあり難しいのかな。

合格ライン
もちろん完全に元通りになると思っていません。それならばどこまで修理できればOKとするか?

A56R2108
Photo by YanYan

私はこのMTBでトレール走行をしようと思っていません。街乗り(散歩用)に不安なく乗れるようにするのが目標です。大きなドロップオフでの入力に耐えられる強度は得られないだろうし、長時間のペダリングに影響する左右シートステーのバランス差などは生じると割り切ります。モノコックフレームの破損ってそういう事かなと。

修理できたら転がりの良いタイヤを履こうかな。駅までの足には豪華すぎるかもしれませんが(笑)フラットペダルにして公園で行うスキルトレーニングに使うなんてのもいいかもしれませんね。

次回は材料と道具集め編です。

【注意】この記事はカーボンモノコックフレームを自分で修理する事を推奨したものではありません。

グランデ FiberFix 1inch [補修テープ (2.5cm幅)X100cm 3ロール]※送料無料
by カエレバ

もう面倒だからこれ巻いちゃえよって話もあります(笑)

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