Установление причин образования пористости при изготовлении пкм. Метод автоклавного формования Метод автоклавного формования

Для повышения качества изделий используют способ ваку-умно-автоклавного формования. Процесс формования осу­ществляется под действием высоких давлений сжатых газов или жидкости на формуемое изделие, вакуумируемое на форме

Рис. 2.13. Схема формования в автоклавах и гидроклавах:

/ - автоклав; 2 - резиновый чехол; 3 - формуемое изделие; 4 - форма; 5 -

плита; 6 - прижимное устройство; 7 - тележка; 8 - винтовой зажим

Ластичным мешком и помещенное в автоклав. Схема вакуум -по-автоклавного формования показана на рис. 2.13.

Автоклавы являются наиболее универсальным оборудова­нием при изготовлении изделий из композитов. Автоклав - герметичный сосуд большого объема, в котором можно созда­вать значительные избыточные давления рабочего тела (возду­ха, инертного газа, азота) в диапазоне от 1 до 3,0 МПа при температурах 150...380 °С. Характеристики автоклавов, приме­няемых в отечественной промышленности, представлены в табл. 2.4.

Таблица 2.4 Технические характеристики автоклавов

Автоклав включает в себя системы подачи рабочего тела в камеру, разогрева до требуемой температуры, регулирования рабочего давления, вакуумную, аварийную для сброса давле­ния, систему автоматизированной записи параметров, а также противопожарную систему (рис. 2.14).

Наличие теплоизоляции корпуса позволяет в процессе ра­боты избежать его разогрева, обеспечивает необходимый запас прочности стенок и нормальную температуру производствен­ных помещений. Температуру в автоклаве повышают после откачки воздуха и заполнения его рабочим телом. Давление в автоклаве снижают только при охлаждении изделия до темпе­ратуры 60...70 °С. Автоклав охлаждается за счет принудитель­ного теплообмена рабочего тела и водяного теплообменника. Температуру отверждаемого изделия измеряют в необходимых точках с помощью хромель-копелевых термопар. Для равно­мерной передачи необходимого давления на формуемый пакет

2.4. Формование с эластичной диафрагмой

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

материала используют вакуумные мешки, герметично закры­вающие формуемое изделие на оправке и соединенные ваку­умной системой автоклава.

Рис. 2.14. Схема автоклава:

/ - теплоизолирующий тепловой корпус; 2 - электронагреватель; 3 - крышка загрузочного люка; 4 - рельсовый путь; 5 - формуемое изделие; 6 - вакуумный мешок; 7 - вакуумная система; 8 - ресивер с азотом; 9 - азотная станция; 10 - вентилятор системы теплообмена; 11 - теплообменник

Процесс вакуумно-автоклавного формования (схема подго­товки формы, порядок укладки слоев пакета заготовки, герме­тизация формы) во многом сходен с вакуумным формованием.

Автоклавный способ формования применяют для изготов­ления конструкций любой формы и габаритов (если позволяют размеры автоклава и не происходит разрушения эластичной диафрагмы под действием внешнего давления).

Вакуумно-пресс-камерное формование

Этот способ основан на передаче давления прессования воздуха через эластичную диафрагму к заготовке, уложенной на жесткую матрицу-форму. Внутренняя поверхность изделия оформляется матрицей, а внешняя - резиновым мешком и цулагой (рис. 2.15). Укладку пакета из ПКМ на форму осу­ществляют вручную с помощью приемов, описанных выше.

Эластичный мешок закрепляют на основании формы, при этом образуется герметично замкнутый объем. Цулагу жестко скрепляют с формой накидными прижимами. Прессование

осуществляется при подаче в мешок сжатого воздуха. Под давлением мешок растягивает­ся в камере и плотно прижи­мается с одной стороны к уло­женной на форме заготовке, а с другой стороны - к поверх­ности цулаги. После чего мат­рицу подвергают нагреву, и изделие отверждается. Режи­мы термообработки и прессо­вания определяются свойства­ми компонентов ПКМ, кон­струкцией и габаритами изде­лия. Обычно давление прессо­вания в камере не превышает 0,5 МПа. Во избежание изме­нения формы готовое изделие охлаждают под давлением, а затем снимают с формы.

Из-за разности давлений внутри эластичного мешка и ок­ружающего воздуха форма испытывает значительные нагрузки. Поэтому формы для пневматического формования делают более прочными и жесткими, чем при вакуумном формовании.

Этим способом можно формовать практически любые во­локнистые и слоистые материалы.

2.5. Особенности конструирования деталей с учетом

технологии контактного формования и формования

с эластичной диафрагмой

Может показаться, что изменить конфигурацию или тол­щину нового изделия достаточно просто. Однако при формо­вании деталей в открытой форме эти изменения необходимо осуществлять с учетом всех возможных последствий.

1. Перед формованием детали материал необходимо уло­жить в форму строго в соответствии с ее очертанием. При наличии острых углов (угол 90° без закруглений) маты не закрывают всю поверхность формы, и за наружным смоляным слоем около углов образуются пузырьки воздуха. При наличии

2.5. Особенности конструирования деталей

внутренних прямых углов, выполненных без закруглений, ма­териал не будет прилегать к поверхности формы. Если же форма имеет наружные прямые углы, КМ также не сможет их плотно охватить.

Для предотвращения этих явлений рекомендуется закруг­лять внутренние и наружные углы по радиусу 3,00... 10,00 мм. В этом случае КМ будет полнее следовать очертанию формы, т.е. драпируемость будет лучше. Места резких переходов по­верхности являются зонами концентрации высоких напряже­ний, где может происходить расслоение и растрескивание ма­териала. Очевидно, что в конструкциях следует избегать таких мест и предусматривать самоупрочняющиеся переходные участки умеренного изгиба.

2. Для изменения толщины изделия, формуемого в откры­той форме, следует увеличить (или уменьшить) число слоев материала. При необходимости резких изменений слои следует тщательно укладывать точно в соответствии с очертанием формы, что, однако, увеличивает затраты на ручной труд. В местах утолщений происходит концентрация напряжений и, как следствие, расслоение материала. Поэтому надо избегать появления таких высоконапряженных зон. С этой целью реко­мендуется толщину изделия изменять постепенно, укладывая слои материала ступенчато или как кровельную черепицу.

3. Наиболее удобным для формования следует считать круг­лое отверстие; самым неудобным - отверстие с острыми неза­кругленными углами. Для предотвращения роста напряжений рекомендуется увеличивать радиусы закруглений в углах, а толщину изделия в острых углах увеличивать постепенно или предусматривать фланцы вокруг отверстий.

4. Изделия из ПКМ часто получают соединением несколь­ких отдельных деталей. Поэтому в зависимости от прочности (от большей к меньшей) следует различать соединения: нахлес-точные, работающие на сдвиг; стыковые; косые нахлесточные, работающие на раздир (на расслаивание).

Нахлесточные соединения являются самыми легкими и ши­роко используемыми при изготовлении деталей из ПКМ (рис. 2.16, а). Их форма и особенности нагружения (на сдвиг) предполагают применение клеев, что обеспечивает максималь­ную прочность соединения. Разрушение нахлесточного соеди-

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

нения под действием напряжений сдвига происходит тогда, когда при возрастании нагрузки оно начинает работать на раздир.

При увеличении нагрузки происходит поворот места соеди­нения, при этом действующие силы располагаются на одной оси (см. рис. 2.16, а). Этот поворот приводит к изгибанию материала и расслаиванию его на концах нахлеста. Если нагрузки продолжают расти, расслаивающие напряжения могут превысить адгезионную прочность, и соединение быстро разрушится. Од­нако если края нахлеста скошены, жесткость конструкции умень­шается и в результате повышается прочность соединения без увеличения площади его поверхности. Более того, при надлежа­щей подготовке материалов можно получить еще более высокие значения прочности при той же поверхности сдвига, выполнив соединение деталей вскос ("в ус") (см. рис.2.16, б).

Рис. 2.16. Примеры технологических соединений при склеивании

материалов:

а - нахлестанное; б - вскос (в "ус"); в - стыковое: 1 - слой клея;

2, 3 - жесткие материалы; 4 - промежуточный слой

Стыковое соединение со слоем клея и промежуточными слоями используют при склеивании жестких материалов, оно работает только на растяжение (рис. 2.16, в). Прочность его обычно колеблется от низких до средних значений, и ее легко

Соединение, работающее на раздир, представляет собой конструкцию, в которой напряжения концентрируются вдоль линии, по которой один склеиваемый материал отгибается от другого, в результате чего в материалах возникают неуравно­вешенные растягивающие напряжения (см. рис. 2.16, в). В таком соединении под нагрузкой оказывается только тот учас­ток клеевого шва, который находится в точке расслаивания, а остальные участки шва остаются ненагруженными до тех пор, пока до них не дойдет зона расслаивания.

5. Минимальный угол технологического уклона должен со­ставлять 2° (нулевой уклон - только в разъемных формах). Поднутрения не желательны, допускаются только в разъемных и резиновых формах.

6. Минимальную реальную толщину изделий при формова­нии ручной укладкой слоев следует задавать 0,8 мм, при на­пылении - 1,5 мм. Максимальная реальная толщина, в прин­ципе, не ограничивается, но с учетом отверждения должна составлять 8... 10 мм. Стандартная разнотолщинность: при фор­мовании ручной укладкой слоев - от +0,8 до -0,4 мм и при напылении - от +0,64 до -0,64 мм. Максимальное увеличение толщины не ограничивается.

2.6. Формообразование да

1. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Пропитка под давлением

Сущность этого метода формования заключается в том, что связующее подают под давлением к нижнему отверстию формы и постепенно оно заполняет пространство между матрицей и пуансоном, вытесняя воздух из материала, уложенного на мат­рицу (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Схема пропитки пакета материала под давлением:

/ - пуансон; 2 - пакет материала; 3 - матрица; 4 ~ бачок со связующим;

5 - установка для подогрева органического теплоносителя; 6 - компрессор

Способность смолы растекаться в замкнутом объеме формы под действием давления используют для изготовления изделий с простой симметричной формой. Этот способ формообразо­вания позволяет получать конструкции с высокой точностью геометрических размеров, постоянной плотностью по объему материала стенки, при этом стенка драктически не будет иметь пустот или местных расслоений. Такие требования необходимо выполнять, например, при изготовлении различных типов об­текателей ЛА. В этой области метод и получил наиболее ши­рокое применение.

Способ изготовления форм для пропитки отличается от способа изготовления форм для контактного формования, он более трудоемкий, поскольку требуется обеспечить с высокой точностью зазор между матрицей и пуансоном, равный толщи­не стенки изделия. Поэтому для изготовления металлических и неметаллических форм, применяют модель из того же мате­риала и с такой же толщиной стенок, как и у изделия. Эту модель обычно формуют на гипсовой оправке, и она является точным объемным макетом поверхности изделия. Одновремен­но модель служит технологической оснасткой для изготовления нижней части формы (матрицы) и верхней части (пуансона).

2.6. Формообразование давлением

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Толщины стенок матрицы и пуансона для конкретного изделия определяют экспериментальным путем.

Подготока поверхностей матрицы и пуансона заключается в нанесении антиадгезивных смазок или разделительных пле­нок так же, как и в случае контактного формования. Сухой армирующий материал выкладывают на матрицу до закрытия ее верхней частью формы и свинчивания.

Перед пропиткой материал, уложенный между позитивной и негативной формами, следует высушить. Для сушки через форму пропускают поток горячего воздуха, подаваемый от ка­лорифера. В некоторых случаях для малогабаритных изделий осуществляют "промывку" армирующего материала той же смолой, которая входит в состав связующего. Таким образом удаляют пузырьки воздуха из материала и тем самым устраняют опасность образования в изделии незаполненных смолой участ­ков. Однако для крупногабаритных изделий операция "про­мывки" экономически не выгодна.

Давление связующего в процессе пропитки, воздействуя на стенки матрицы и пуансона, расширяет зазор между ними и способствует равномерному заполнению связующим армирую­щего материала. Поэтому в данном случае небольшая нерав­номерность при укладке материала на матрицу не имеет суще­ственного значения. Скорость подъема связующего по форме ограничена условиями качественной пропитки. Если эту ско­рость превысить, то связующее зальет воздушные пузырьки до того, как они отделятся от волокна. Тогда пузырьки можно удалить только путем "промывки" новой порцией чистой смолы; такая промывка настолька длительна, что полностью обесценивает все другие преимущества процесса.

Для качественной пропитки следует регулировать и контро­лировать температуру, вязкость и скорость, с которой подни­мается связующее.

После того, как связующее появляется в выводных отверс­тиях в верхней части формы, подачу связующего прекращают, и с целью ускорения процесса отверждения форму начинают обогревать. В некоторых случаях пропитку материала осущест­вляют в уже разогретой форме, для чего используют соответ­ствующие обогревательные устройства. Иногда в качестве на­гревателя используют медную проволоку, обмотанную вокруг

формы. В ряде случаев отверждение изделий проводят в печах, в которые помещают форму. Параметры отверждения опреде­ляются типом применяемого связующего.

В том случае, когда требуется обеспечить высокую произ­водительность процесса, применяют короткие рубленые волок­на (50...70 мм), предварительно отформованные по форме из­делия. Однако в этом случае невозможно получить высоко­прочный материал.

Пропитка в вакууме

Процесс формования изделий пропиткой в вакууме (техно­логия подготовки формы, укладки материала заготовки) ана­логичен процессу формования пропиткой под давлением. Схема вакуумной пропитки показана на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Схема формования:

/ - связующее; 2 - запорное устройство; 3 - пуансон; 4 - смотровое стекло; 5 - вакуумная система; 6 - бачок для излишков связующего; 7 - заготовка; 8 - матрица; 9 - канал для прохождения связующего; 10 - эластичная прокладка

При использовании вакуума элементы формы должны быть достаточно жесткими для предотвращения сдавливания арми­рующего материала и нарушения свободного протекания смолы при возможном сплющивании матрицы или пуансона. Если

материал *по форме расположен неравномерно, то через неко­торые уплотненные участки смола проходить не будет, и эти участки останутся непропитанными. По мере приближения смолы к верхнему выводному отверстию необходимо для обес­печения дальнейшего ее движения увеличивать вакуум.

2.7. Формообразование прессованием в формах

В общем случае метод формования изделий прессованием -это процесс, при котором материал в пресс-форме принимает заданную конфигурацию, определяемую матрицей и пуансо­ном, причем отверждение его происходит в форме.

В настоящее время около 50 % всех изделий из армирован­ных пластмасс получают этим методом. Его применяют в том случае, когда требуются высокая производительность, точность и воспроизводимость деталей. При этом достигается высокое качество изделий при минимальной стоимости. Но даже если объем производства невелик, например при получении деталей аэрокосмических аппаратов и других изделий с высокими экс­плуатационными свойствами, требования к точности и воспро­изводимости деталей заставляют использовать методы формо­вания в пресс-формах.

Для всех случаев формования используют пресс-формы. Форма или комплект формующих деталей обычно состоит из двух основных частей: матрицы и пуансона, причем одна из них входит в другую при смыкании формы с соблюдением заданного зазора между ними, равного толщине формуемой детали.

В зависимости от применяемого армирующего материала, конструкции формы, способа загрузки материала в форму раз­личают три основных метода формообразования изделий из ПКМ: прямое прессование; литьевое прессование; термоком­прессионное прессование. Особенности технологии изготовле­ния деталей этими методами описаны ниже.

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Прямое прессование

Этот метод прессования является одним из наиболее рас­пространенных в производстве изделий прессованием. Метод прямого прессования армированных композиций несуществен­но отличается от формования пластмасс. Главное различие заключается в природе самого материала, из которого прессу­ется деталь. Вместо свободно текущих смол или порошков на формование поступает липкая волокнистая масса, таблетиро-ванные ПКМ, пропитанные маты, ткани или предварительно отформованные заготовки из ПКМ либо премиксы.

Премикс - армированная волокном термореактивная ком­позиция, которая после получения не нуждается в дальнейшем отверждении и может быть отформована при приложении дав­ления, достаточного только для те­чения и уплотнения материала.

Для прессования изделий из ПКМ в большинстве случаев при­меняют гидравлические прессы, так как они обеспечивают постоянное давление на прессуемую деталь в те­чение всего времени прессования и, кроме того, они проще и надежней в эксплуатации, чем механические прессы. Гидравлические прессы приводятся в действие давлением жидкости (воды или масла), пода­ваемой насосом в цилиндр пресса.

Обычно используют гидравли­ческие прессы с одним рабочим цилиндром (с нижним или верх­ним расположением) или с двумя рабочими цилиндрами (вертикаль­ные и угловые).

На рис. 2.19 показана схема устройства гидравлического пресса с нижним расположением рабочего цилиндра.

Верхняя плита и станина прес­са, связанные между собой колон-

2.7. Формообразование прессованием в формах

нами, воспринимают усилие пресса, развиваемое плунжером рабочего цилиндра. Установленная на нижнюю подвижную плиту пресс-форма с загруженным в нее материалом при подъ­еме плунжера прижимается к верхней неподвижной плите, и материал в пресс-форме подвергается прессованию. При пре­кращении подачи воды в рабочий цилиндр и сообщении его со сливной магистралью плунжер пресса и подвижная плита силой своего веса вытесняют жидкость из рабочего цилиндра и опускаются.

Прессы с нижним давлением чаще всего используют для прессования изделий в съемных пресс-формах. Такие прессы иногда имеют промежуточные подвижные плиты, которые на­зывают этажными.

Для нагревания съемных пресс-форм на нижней подвижной плите и верхней неподвижной плите пресса закрепляют обо­гревательные плиты, изолированные с опорной поверхности теплоизоляционными прокладками. Промежуточные подвиж­ные плиты этажных прессов также имеют обогрев.

Прессы с верхним расположением рабочего цилиндра, т.е. прессы с верхним давлением (рис. 2.20), применяют главным образом для прямого прессования деталей из ПКМ в стацио­нарных пресс-формах. Отличие этих прессов от прессов с нижним рабочим давлением состоит в том, что они имеют вспомогательные цилиндры обратного хода (ретурные цилинд­ры) и цилиндр выталкивателя, закрепленные на нижней непо­движной плите. Ретурные цилиндры служат для подъема по­движных рабочих частей пресса - верхней подвижной плиты и плунжера. Цилиндр выталкивателя обеспечивает извлечение отпрессованных деталей из пресс-формы. Прессы с верхним расположением рабочего цилиндра, как правило, бывают толь­ко одноэтажные.

Основным элементом технологического оснащения процес­са прессования является пресс-форма, сложность и стоимость которой определяют качество и себестоимость изделий.

Пресс-формы в соответствии с методом прессования под­разделяют на пресс-формы для обычного прессования (ком­прессионные) и литьевые для литьевого прессования; согласно характеру эксплуатации - на съемные, полусъемные и стаци­онарные в зависимости от числа оформляющих гнезд (числа

одновременно прессуемых деталей) - на одногнездовые и многогнездовые.

В соответствии с принципом устройства оформляющего гнезда пресс-формы для прямого прессования подразделяют на открытые, полузакрытые и закрытые пресс-формы.

Рис. 2.20. Схема устройства гидрав­лического пресса с верхним располо­жением рабочего цилиндра: 1 - станина (нижняя подвижная плита или рабочий стол); 2 - колон­на; 3 - верхняя неподвижная плита (головка); 4 - рабочий цилиндр; 5-плунжер; 6 - верхняя подвижная плита; 7- упоры; 8 - пазы в верхней подвижной и нижней неподвижной плитах для закрепления пресс-формы; 9 - выталкиватель; 10 - ци­линдры обратного хода (ретурные цилиндры); // -опорные рамы; 12- цилиндр выталкивателя

Пресс-формы открытого типа (рис. 2.21). Такие пресс-формы не имеют загрузочной камеры, уплотнение прессуемого в них материала достигается за счет трения, которое возникает при вытекании материала из оформляющего гнезда через зазор между пуансоном и матрицей. Поэтому для прессования в открытой пресс-форме необходим значительный избыток ма­териала (до 10...15 %).

2.7. Формообразование прессованием в формах

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

изменяется по мере уменьше­ния зазора между пуансоном и матрицей и зависит от свойств материала, то применение от­крытых пресс-форм для прес­сования изделий из термореак­тивных пластических масс воз­можно только в случае прессо­вания несложных изделий с не­большой высотой вертикаль­ных стенок. Детали, отпрессованные в открытых пресс-формах, имеют низкую точность по высоте.

Пресс-формы полузакрытого типа, или пресс-формы с пере­теканием (рис. 2.22). В них, как и в пресс-формах открытого типа, необходимое уплотнение достигается за счет трения, возникающего при вытекании материала из оформляющего гнезда. Однако зазор, через который вытекает материал, рег­ламентирован и остается практически постоянным в течение всего процесса формования. Такие пресс-формы обеспечивают большую степень уплотнения прессуемого материала, чем пресс-формы открытого типа, что позволяет оформлять в них сложные детали. В полузакрытых пресс-формах матрицы имеют

надпрессовочное пространство - загрузочную камеру, являю­щуюся продолжением оформляющего гнезда.

Загрузочная камера служит для того, чтобы поместить в нее навеску пресс-материала. Для прессования в полузакрытых пресс-формах необходим меньший избыток материала, чем при прессовании в открытых пресс-формах.

Полузакрытые пресс-формы применяют главным образом для прессования изделий из пластических масс.

Закрытые (поршневые) пресс-формы (рис. 2.23). Характерно, что во время прессования материал прак­тически не вытекает из оформляющего гнезда. Очертания пуансона таких пресс-форм в плане точно соответству­ют очертаниям изделия. Это услож­няет изготовление пресс-форм и обу­словливает их сравнительно низкую эксплуатационную стойкость. Одна­ко в таких пресс-формах достигается большее уплотнение ма­териала при постоянном давлении на него со стороны пуансона в течение всего времени прессования. При прессовании в закрытых пресс-формах необходимо точно выбрать навеску прессуемого материала. Для промышленного производства в основном применяют металлические пресс-формы, изготов­ленные из износостойкой закаленной стали типа 4X13, У8А, ХВГ, 12ХНЗА, У10А и других.

Качество поверхности пресс-форм для изготовления арми­рованных композиций необязательно должно быть высоким. Наличие наполнителей накладывает определенные ограниче­ния на шероховатость и глянец прессованного изделия неза­висимо от качества полированной поверхности формы. Тем не менее для защиты формы от коррозии, лучшего отделения готовых изделий, удаления следов инструментов от механичес­кой обработки ее поверхность желательно хромировать (тол­щина покрытия 10...25 мкм).

Для проведения опытных запрессовок или для прессования нескольких изделий возможно использование деревянных, пластмассовых или гипсовых форм. При небольших давлениях прессования формы можно изготавливать из цветных сплавов

2.7. Формообразование прессованием в формах

методом литья, но они имеют короткий срок службы, хотя и более дешевы, чем стальные.

Стадия извлечения изделий из формы является самой кри­тической в процессе формования. Для облегчения этой опера­ции, во-первых, необходимо на этапе разработки конструкции учитывать технологию ее изготовления, а во-вторых, применять антиадгезионные смазки или разделительные материалы, кото­рые препятствуют прилипанию изделия к поверхности формы.

Материалы, употребляемые в качестве антиадгезивов, можно подразделить на два типа:

пленочные материалы или растворы, образующие защитную пленку;

жидкие или твердые вещества, размягчающиеся при темпе­ратуре прессования и не образующие непрерывной пленки.

К первой группе относятся растворы поливинилового спир­та в воде, растворы альгината натрия, целлофан, лавсан, фто­ропласт и другие материалы. Во всех случаях пленка оказывает влияние на образование дефектов поверхности отформованно­го изделия.

Вторую группу составляют смазывающие пленки, более удобные для нанесения на оснастку: воск, парафин, кремний-органические смазки (типа К-21), нефтяные остатки и т.п.

При выборе антиадгезивов необходимо учитывать темпера­туру формования и воздействие их на связующее формуемого изделия.

Основными параметрами процессов прессования являются температура, давление, время.

Полуфабрикат в процессе формования необходимо нагре­вать до определенной температуры, чтобы придать ему требуе­мую пластичность, т.е. способность к формообразованию. Для термореактивных ПКМ нагревание необходимо также и для отверждения. Однако возможность повышения температуры формования всегда ограничена температурой деструкции и раз­ложением связующих. Нагрев и охлаждение крупногабаритных изделий осуществляется нагревателями, расположенными в пресс-формах. В других случаях нагревательные устройства могут быть расположены как в самих пресс-формах, так и вне - в верхней и нижней плитах пресса. Время отверждения изделий

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

должно быть всегда больше времени, необходимого для запол­нения материалом данной пресс-формы.

В процессе формования давление необходимо для уплотне­ния разогретого пластичного материала и придания ему кон­фигурации изделия. Давление на материал должно оказываться в течение всего времени, пока отформованное изделие не по­теряет пластичность и не станет твердым в результате нагрева (для термореактивных композиций) или в результате охлажде­ния (для композиций на основе термопластов).

Время процесса определяется скоростью разогрева материа­ла до пластического состояния и, главным образом, скоростью отверждения или скоростью охлаждения.

Указанные три основные параметра процесса формова­ния - температура, давление, время - взаимосвязаны. Изме­нение одного параметра влечет за собой изменение других. Например, повышение температуры формования термопластов улучшает их пластичность и, сле­довательно, уменьшает необходи­мое давление и длительность формования.

Основные параметры процесса определяют в каждом конкретном случае в зависимости от компо­нентов ПКМ, схемы армирования композита, геометрии и формы из­делия и отрабатывают опытным путем.

Прямое прессование (рис. 2.24) заключается в том, что тот или иной прессовочный материал по­мещают в матрицу, нагретую до температуры формования, на ко­торый действует давление Р верхней половины пресс-формы - пуансона, нагретой до такой же температуры. Под воз­действием температуры материал приобретает необходимую плас­тичность и под давлением рас­пределяется по оформляющей

2.7. Формообразование прессованием в формах

полости, заполняя ее. Полное закрытие формы (замыкание) происходит в момент окончательного оформления детали. Замыкание пресс-формы осуществляется с малой скоростью, чтобы воздушные включения были вытеснены из полости. Отформованное изделие выдерживают в пресс-форме под давлением в течение некоторого времени, необходимого для охлаждения термопластичного композита или нагрева термо­реактивного материала, после чего пресс-форму открывают, и изделие извлекают с помощью выталкивателя с усилием р в.

При неправильном выборе режимов прессования или нека­чественных материалах в изделиях могут появиться следующие дефекты: пузырьки воздуха вокруг выступающих участков на поверхности детали; места, содержащие недостаточное количест­во связующего из-за избытка армирующего наполнителя; рас­трескивание связующего и места, содержащие его избыток; ма­товая поверхность и пятна на изделии.

Каждый дефект имеет свои причины возникновения; реко­мендации по их устранению обычно отражают в таком доку­менте, как технологический регламент.

Рассмотрим особенности прямого прессования.

а. При оформлении детали можно запрессовать в нее раз­
нообразную арматуру (винты, гайки, стержни и т.п.), которая
будет прочно удерживаться в детали.

б. Прогревание материала происходит постепенно от сте­
нок нагретой пресс-формы вглубь, и, следовательно, в про­
цессе формования изделия различные слои материала могут
иметь разную температуру.

в. Разность температуры по толщине изделия приводит к
образованию внутренних напряжений и дефектов в результате
неравномерного протекания процесса отверждения или вулка­
низации.

г. Имеется опасность повреждения тонких и малопроч­
ных оформляющих элементов пресс-формы или впрессо­
вываемой в деталь арматуры, так как материал под давле­
нием начинает заполнять оформляющую полость еще до
того момента, когда он весь прогреется и приобретет до­
статочную пластичность. Для устранения этой опасности в
большинстве случаев программируют режим давления и
применяют несколько предварительных подпрессовок.

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Кроме того, с помощью подпрессовки удаляют летучие и пары Влаги за короткий промежуток времени начальной стадии от-перждения материала.

д. На отформованных изделиях всегда образуются заусенцы (грат) в плоскости разъема пресс-формы.

Методом прямого прессования можно изготавливать изде­лия из любых материалов, как термопластичных, так и термо­реактивных. Практически этот метод применяют главным об­разом для изготовления деталей из термореактивных КМ. Ис­пользование его для формования деталей из термопластов не­целесообразно, так как в этом случае необходимо попеременно нагревать и охлаждать пресс-форму в течение каждого цикла формования, а это в значительной степени увеличивает дли­тельность процесса.

Примерные режимы прямого прессования деталей, на ко­торые ориентируются при отработке процесса формования, приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5 Примерные режимы прямого прессования

Различные методы пропитки армирующего материала и ре­жимы прессования позволяют получить содержание наполни­теля в композите от 20 до 50 %.

Литьевое прессование

Литьевое прессование заключается в том, что прессуемый материал загружают в загрузочную камеру предварительно зам­кнутой пресс-формы (рис. 2.25). Нагреваясь от стенок загру­зочной камеры и приобретая при этом необходимую пластич­ность, материал под давлением литьевого пуансона поступает через литниковый канал в оформляющую полость пресс-формы

2.7. Формообразование прессованием в формах

и заполняет ее. После выдержки, необходимой для затвердева­ния, пресс-форму раскрывают и извлекают готовое изделие вместе с литниковым остатком.

Рис. 2.25. Схема пресс-формы для литьевого прессования на прессах с одним рабочим цилиндром:

1 - коническая обойма матрицы; 2 - клиновая матрица; 3 - загру­зочная камера; 4- литьевой пуансон; 5 - отформованное изделие; 6- выталкиватель; 7 - литниковый канал

Особенности литьевого прессования состоят в следующем:

а) можно изготавливать детали с малопрочной или сквозной
арматурой и детали с глубокими отверстиями малого диаметра,
так как материал поступает в оформляющую полость пресс-
формы уже в пластичном состоянии и не в состоянии оказать
на оформляющие элементы пресс-формы и впрессовываемую
арматуру значительных сил деформации;

б) процесс формования материала протекает быстрее, чем
при обычном прессовании;

в) в деталях, полученных литьевым прессованием, не воз­
никают большие внутренние напряжения вследствие меньшего
перепада температур по толщине стенок детали;

г) на деталях, изготовленных литьевым прессованием, прак­
тически не остается фата, так как оформляющая полость
пресс-формы, образуемая пуансоном и матрицей, плотно за­
мыкается еще до заполнения ее материалом. Точность соблю­
дения размеров деталей при этом методе высокая, а механи-

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

ческая доработка деталей сводится только к отрезке литников и зачистке мест сраза;

д) при литьевом прессовании расходуется больше материа­
ла, чем при прямом прессовании, так как материал заполняет
литниковые каналы и в зафузочной камере запрессовывается
его остаток;

е) пресс-формы для литьевого прессования сложнее и до­
роже пресс-форм для прямого прессования.

Методом литьевого прессования можно изготавливать из­делия из резиновых смесей и порошкообразных пластических масс. Пластмассы с волокнистыми наполнителями теряют до 50 % своей прочности. Слоистые пластики перерабатывать ли­тьевым методом нельзя, так как материал не в состоянии пройти из загрузочной камеры пресс-формы в ее оформляю­щую полость через узкие литниковые каналы.

Пресс-формы для литьевого прессования отличаются от пресс-форм прямого прессования тем, что они имеют зафу-зочную камеру для прессуемого материала, отделенную от оформляющего гнезда и связанную с ним литниковыми кана­лами. Оформляющее гнездо литьевой пресс-формы перед прес­сованием закрывают, а материал в него поступает уже в плас­тичном состоянии из зафузочной камеры по литникам.

Существует два принципиально различных конструктивных варианта литьевых пресс-форм - литьевые пресс-формы для прессования на специальных прессах с двумя рабочими цилинд­рами (рис. 2.26) и литьевые пресс-формы для прессования на обычных прессах с одним рабочим цилиндром (см. рис. 2.25).

Для прессования детали в пресс-форме материал зафужают в загрузочную камеру, затем верхнюю половину пресс-формы опускают на нижнюю и удерживают под давлением плунжера верхнего рабочего цилиндра пресса, чтобы пресс-форма не раскрылась при заполнении материалом. Под действием дав­ления нижнего рабочего плунжера пресса поднимается литье­вой пуансон и выдавливает материал из загрузочной камеры по литникам в оформляющую полость. После окончания прес­сования пресс-форму открывают и изделия выталкивают до­полнительным ходом литьевого пуансона.

Метод позволяет развивать давления прессования до 35... 150 МПа для деталей из термопластов и термореактоплас-

Усилие замыкания

Рис. 2.26. Схема пресс-формы для литьевого прессования на прессах с двумя рабочими ци­линдрами:

/ - литьевой пуансон; 2 - загру­зочная камера; 3 - плоскость разъема; 4 - изделие; 5 - литни­ковые каналы; 6, 7 - верхняя и нижняя части матрицы

тов соответственно и получать более сложные и точные по кон­фигурации детали. Этому способ­ствует и более высокая, по срав­нению с прямым прессованием, температура нагрева, снижающая вязкость материала и ускоряющая время формования.

Режим течения размягченного материала через литниковый канал матрицы не только прибли­жает этот процесс к литью, но и способствует более однородному прогреву материала и снижению тем самым уровня остаточных внутренних напряжений в стенках детали. К недостаткам метода можно отнести небольшие разме­ры формуемых деталей, сложность изготовления матриц и меньший коэффициент использования ма­териала, чем при прямом прессо­вании.

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

этим причинам большой интерес представляет термокомпрес­сионный метод формования изделий из ТКМ.

Технологическая оснастка для осуществления этого метода (рис. 2.27) состоит из ограничительной части, изготавливаемой, например, из металлов и эластичного формующего элемента (ЭФЭ),

характеризуемого КЛТР в диапазоне (250...500) 10~ 6 °С -1 . Собра­нный пакет формуется в ограничительной части оснастки за счет температурного расширения ЭФЭ при нагревании. Вслед­ствие значительного различия КЛТР материалов ограничитель­ной части оснастки (10...25) 10 °С -1 и ЭФЭ возникает дав­ление формования, под действием которого пакет из ТКМ уплотняется. Если ЭФЭ вставлен в ограничительную часть оснастки с некоторым начальным зазором 5, то нагревание оснастки до определенной температуры сопровождается нарас­танием давления р, которое можно рассчитать, используя фор­мулу

Р = k p ∆T.

Здесь k - коэффициент термокомпрессии материала ЭФЭ, характеризующий прирост давления внутри замкнутого объема, в котором находится ЭФЭ, при его нагреве на 1 °С, МПа/°С:

k p =αE/(1-2μ)

где а, Е , ц - КЛТР, модуль упругости и коэффициент Пуас­сона материала ЭФЭ; ∆ T - разность между текущей темпера­турой Т и температурой T δ , при которой исчезает зазор между

ЭФЭ и ограничительной частью оснастки.

Если считать ограничительную часть оснастки абсолютно жесткой, то для резин к - 0,5...0,7 МПа/°С. Поэтому при нагреве до температуры 300 °С и выше можно создать практи­чески любое давление формования, необходимое для изготов­ления изделий из ТКМ.

Метод термокомпрессионного прессования можно осуще­ствить с использованием двух основных типов технологической оснастки: с постоянным (рис. 2.27, а) и переменным (рис. 2.27, б) объемами формования.

Рис. 2.27. Оснастка для термокомпрессионного формования с постоян­ным (а) и переменным (б) объемом:

/ - металлический пуансон; 2 - металлическая матрица; 3 - эластичный формующий элемент; 4 - уплотняемый пакет; 5 - опорные планки; 6 - фиксирующие элементы; 7 - датчик давления; 8 - направляющие колонки-фиксаторы; 9 - упругие тарированные элементы

В первом случае объем оформляющей полости в течение всего цикла формования остается постоянным. Регулируя зазор между ЭФЭ и пакетом ТКМ, можно в широких пределах изменять температуру начала воздействия и конечного уров­ня давления формования.

В оснастке с переменным объемом один из элементов ог­раничительной части выполнен подвижным, но подкреплен упругими тарированными элементами. При повышении давле­ния, заданного упругими тарированными элементами, проис­ходит некоторое перемещение пуансона по колонкам, при этом давление формования сохраняется на заданном уровне.

В оснастке с ЭФЭ можно одновременно формовать и собирать изделия интегральной конструкции, например па­нели различной конфигурации с внутренним силовым набо­ром. Вследствие эластичности материала ЭФЭ и высоких значений КЛТР извлечение ЭФЭ из различных поднутрений осуществляется без особых затруднений. Одновременно обес­печивается качественное уплотнение всех поверхностей, включая поверхности с малым радиусом перехода.

2. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

Повышение температуры переработки конструкционных ТКМ сужает круг выбора материалов ЭФЭ. Особенность экс­плуатации заключается в том, что ЭФЭ находятся в условиях всестороннего сжатия в замкнутом объеме при повышенных температурах. Таким образом, материалы ЭФЭ для переработки ТКМ должны обладать следующими свойствами:

высокой эластичностью, необходимой для передачи давле­ния равномерно по всем направлениям;

стабильностью свойств при длительном нахождении в ус­ловиях замкнутого объема при температурах эксплутации;

значениями КЛТР не ниже 250 Ю -6 °С -1 , постоянными в процессе эксплуатации.

Установлено, что из серийно выпускаемых отечественной промышленностью эластомеров только резины на основе си-локсановых каучуков обладают свойствами, удовлетворяющи­ми предъявляемым требованиям. Составы на их основе обес­печивают различные значения КЛТР, обладают хорошей теп­лопроводностью, высокой стабильностью размеров при много­кратном использовании. При температурах до 200 °С матери­алом ЭФЭ может быть резина на основе силиконового каучука СКТВ-1.

При использовании термокомпрессионного метода прессо­вания можно получать равнотолщинные изделия с качественно отформованными стенками. При этом трудоемкость изготов­ления технологической оснастки снижается, а уровень физи­ко-механических характеристик повышается за счет более рав­номерного распределения давления формования.

Ульяновский научно-технологический центр Всероссийского института авиационных материалов

С середины ХХ века идет активный рост производства полимерных композиционных материалов (ПКМ), согласно прогнозам данная тенденция будет сохраняться и в дальнейшем. Детали из ПКМ широко применяются в различных отраслях деятельности человека, но наибольшее внимание на развитие ПКМ оказывает авиационно-космическая отрасль, где тенденция замены металлов ПКМ в конструкциях ЛА различного назначения актуальна. Это обусловлено свойствами ПКМ: высокой прочностью и жёстокостью, минимальной массой, высокими эксплуатационными свойствами, длительным ресурсом и т.д. . Как в мире, так и в нашей стране накоплен большой опыт применения композиционных материалов в изделиях авиационной техники , что позволяет применять изделия из ПКМ в новых узлах и агрегатах проектируемых самолётов. Так, в самолёте Airbus A-380 центроплан, силовой набор крыла, хвостовое оперение, рули направления и высоты, задний гермошпангоут выполнены из углепластиков . Общая доля полимерных композиционных материалов в данном самолёте составляет около 30% (масс.). У перспективных лайнеров Airbus A350XWB и Boeing 787 Dreamliner помимо вышеперечисленных деталей из ПКМ изготовлены панели крыла, элементы фюзеляжа и другие особо ответственные конструкции, при этом общая доля применения ПКМ составляет более 50% (масс.)

В российской авиационной техники также идёт активное внедрение деталей из ПКМ в таких перспективных разработках как МС-21, МТА и др. В связи с тем, что детали из ПКМ применяемы в ЛА имеют различную геометрию поверхности, габаритные размеры, структуру и назначение, для их производства приходится применять специфические виды переработки.

Для авиационной отрасли наиболее распространённое формование с эластичной диафрагмой вакуум-автоклавное и вакуумное. Вакуум-автоклавное формование схематично изображено на рис. 1.

Для изготовления изделий из ПКМ методом вакуум-автоклавного формования в настоящее время в основном применяют препреговые технологии заключающиеся в следующем :
- предварительно пропитанный армирующий наполнитель (препрег) раскраивают на заготовки;
- выкладывают послойно заготовки препрега на оснастку;
- собирают технологический пакет с применением вспомогательных материалов (плёнка для вакуумного мешка, разделительные плёнки, герметизирующие жгуты, дренажные материалы и др.);
- формование детали в автоклаве.

Процесс автоклавного формования (рис 2) осуществляется под действием давления сжатых газов или жидкостей на формуемое изделие, что обеспечивает высокий уровень физико-механических свойств и низкую пористость получаемых пластиков.

Однако данный процесс обладает рядом недостатков: является очень энергоёмким; оборудование для формования (автоклав) имеет высокую стоимость; необходимо применение дорогостоящей оснастки и технологических материалов, которые должны быть работоспособны при температурах до 180 С и давлениях до 0,7 МПа. Кроме того, ввиду увеличения количества деталей из ПКМ в объёме конструкции ЛА до 50% и выше, а также увеличение количества выпускаемых самолётов, возникает необходимость массового производства деталей из ПКМ, что требует применения большого количества автоклавов. В связи с этим всё более распространенным способом изготовления слабонагруженных изделий из ПКМ становиться вакуумное формование (рис 2).

Получаемые таким образом изделия, в виду приложения меньшего внешнего давления формования, проигрывают по эксплуатационным характеристикам пластикам, получаемым автоклавным методом.

Для повышения качества изделий из ПКМ наряду с препреговым методом используют «прямые» процессы пропитки наполнителя: «VARTM» (vacuum assisted resin transfer molding) – технология пропитки наполнителя связующим с последующим отверждением под вакуумным мешком. Заложенный в зазор между оснасткой и вакуумным мешком наполнитель, за счёт созданного под мешком разряжения, пропитывается жидким связующим поступающим под мешок из ёмкости по литьевым трубкам с последующим формованием композиции .

«RFI» (Resin Film Infusion) – процесс формования с использованием плёночного связующего, разработан для изготовления крупногабаритных конструкций из ПКМ. При использовании метода RFI для пропитки наполнителя применяется расплав связующего в виде плёнки. Толщина плёнки зависит от массы смолы требующейся для пропитки заданного объёма наполнителя. На плёнку уложенную на оснастку помещается наполнитель. Заложенный между пуансоном и матрицей пакет помещают в вакуумный мешок для пропитки и отверждения с приложением давления. Пропитка наполнителя происходит в процессе нагрева за счёт снижения вязкости связующего и воздействия вакуумного давления .

Но следует отметить, что указанные технологии изготовления деталей из ПКМ не гарантируют получение низкопористых ПКМ, это связано с состоянием связующего, наполнителя, протеканием режима отверждения и т.д. в процессе их формования. Одним из важнейших условий получения качественных пластиков с заданным уровнем механических и эксплуатационных свойств является уменьшение их пористости за счёт снижения факторов влияющих на пористость деталей из ПКМ на всех этапах их изготовления.

Рассмотрим пути повышения качества деталей из ПКМ полученных методом вакуумного формования, при:
_ изготовлении связующего;
_ пропитке наполнителя;
_ отверждении детали.

Изготовление связующих
Технические связующие (смолы) содержат примеси низкомолекулярных веществ – не прореагировавших или побочных продуктов синтеза. Помимо летучих веществ от низкомолекулярных продуктов растворителей смолы содержат воздух, растворенные инертные газы и частицы влаги, ухудшающие качество отвержденных материалов, в следствии нарушения монолитности полимерной матрицы. Для уменьшения содержания данных веществ используют термовакуумирование смол в термокамере, что способствует дегазация и удалению примесей летучих веществ из смол . Более эффективным является метод очистки смол от низкомолекулярных веществ в плёночном дистилляторе, при этом процесс дегазации и очистки смол от летучих веществ, происходит в тонких плёнках, при повышенных температурах под вакуумом, что способствует интенсификации процесса, удаляется 76-96 % примесей летучих веществ, в зависимости от количества раз их перегонки .

В зарубежной литературе описана также система непрерывной дегазации связующего непосредственно перед пропиткой наполнителя. Данная система встроена в канал подачи связующего .

Существует так же метод ультразвуковой обработки эпоксидных связующих для интенсификации удаления летучих веществ присутствующих в них. Кроме того, вибровоздействие на связующее в процессе обработки приводит к повышению адгезии связующего к арамидному волокну и к возрастанию прочности ПКМ .

Для большей эффективности дегазации (деаэрации) применяют различные добавки типа BYK способствующие удалении газов из связующих. Применение таких добавок также способствует диспергации отвердителя в связующем, что улучшает свойства отверждённых пластиков. Стоит отметить, что встречаются связующие которые и после длительного термовакуумирования и форполимеризации продолжают выделять летучие вещества (продукты реакции отверждения), для их переработки приемлем только метод вакуум-автоклавного формования.

Пропитка наполнителя
Как отмечалось ранее в большинстве случаев изготовление ПКМ ведётся с использованием препрегов, поэтому снижение содержания летучих веществ в препреге на стадии его изготовления тоже немаловажная задача. Изготовление препрегов путём пропитки наполнителя окунанием в ванну с жидким пропитывающим составом (раствором или расплавом) широко распространенная технологическая схема. Однако с повышением вязкости связующего (особенно в расплаве) число воздушных включений, т.е. непропитанных каналов, возрастает. При некотором критическом значении воздушные каналы становятся непрерывными, т.е. сердцевина жгута остается непропитанной - сухой жгут оказывается в полимерной «рубашке». Для борьбы с данной проблемой применяются различные технологические решения: перегибы наполнителя в пропиточной ванне; некапиллярная пропитка (расширение жгута); отжим связующего через валы и др. .

Для оптимизации процессов пропитки необходимо применение связующих с определёнными реологическими свойствами, обеспечивающие наилучшее смачивание волокон наполнителя. За счёт варьирования составов композиций, их молекулярных характеристик (молекулярной массы-ММ, молекулярно-массового распределения ММР, фракционного состава, средней молекулярной массы - ММср) осуществляется изменение реологических (вязкостных) свойств связующих, что также даёт возможность регулировать процесс отверждения, усадку, структуру полимерной матрицы и свойства ПКМ на их основе .

Для получения препрега с минимальным содержанием летучих веществ известен способ вакуумной пропитки наполнителя расплавным методом. При этом весь процесс пропитки происходит в вакуумной камере, что обеспечивает удаление летучих веществ из препрега и сводит на нет риск захлопывания воздуха в жгуте наполнителя .

Применение ультразвукового воздействия на препрег обеспечивает более качественная пропитку наполнителя и интенсифицирует процесс удаления летучих веществ и воздуха из препрега . Это происходит в результате разогрева связующего энергией, переносимой УЗК, при этом уменьшается его вязкость, оно прогоняется через слой материала на противоположную сторону.

Так же описан метод с дозированным посыпанием на поверхность армирующего наполнителя связующего в виде порошка, в котором минимальное количество летучих веществ, с последующей выкладкой слоёв в пакет и его формованием под прессом.

Известен метод двухстадийного изготовления препрега с использованием расплава связующего в виде плёнки, с пониженным содержанием летучих веществ. На первой стадии изготавливается плёночное связующее на разделительной бумаге. На второй - изготовленное плёночное связующее прикатывается к армирующему наполнителю но не пропитывает его (семипреги), что улучшает деаэрацию на стадии вакуумировании технологического пакета.

Известен способ обработки препрега высоким давлением (0,8-3,5 тыс. атм.), что позволяет повысить прочность композиционного материала и уровень реализации прочности армирующего волокна .

В свою очередь наполнители различных типов также имеют на поверхности включения веществ (замасливатели, примеси, сорбированную влагу), которые влияют на качестве пластика. Для их удаления с поверхности волокон используется метод термообработки наполнителя перед пропиткой их связующим . Этот процесс можно сочетать с действием ультразвука на волокно, что интенсифицирует процесс и активирует поверхность волокон .

Так же для большей эффективности применяют термовакуумирование наполнителя, то есть сушка в вакуумной камере. Цель вакуумирования и сушки заключается в удалении летучих веществ и влаги из микротрещин и межволоконного пространства в нитях наполнителя для свободного проникновения в них связующего.

Очистка стекловолокнистого наполнителя тлеющим разрядом, что позволяет получать высококачественные и водостойкие пластики из-за повышения адгезии на границе волокно-матрица .

Отверждение детали
Наиболее ответственной и важной в технологическом процессе изготовления изделий из ПКМ является операция отверждения, так как на этой стадии формируются основные физико-механические свойства, состав, структура и геометрические характеристики изделия .

Совместная работа полимерной матрицы и армирующих элементов в стеклопластиках обеспечивается наличием качественной (без пор) границей раздела фаз. Взаимодействие полимерной матрицы с поверхностью стекловолокна определяет особенности структуры граничного слоя, расположение макромолекул в граничных слоях, а также подвижность молекулярных цепей, их релаксационные и другие свойства, что в целом влияет на эксплуатационные свойства изделий из ПКМ. При изучении поверхностных явлений в макромолекулярных системах необходимо использование теоретических моделей, которые позволяют давать априорные оценки поведения молекулярных цепей в граничном слое и возможных способах управления процессами, происходящими на границах раздела в полимерных композитах с целью создания ПКМ с комплексом требуемых свойств .

Для выбора температурного режима отверждения изделий из ПКМ учёные активно исследуют кинетику отверждения связующих различными методами : электрическим, вискозиметрией, ИК-спектроскопией, ультразвуковым, термическим анализом. Данные исследования позволяют подобрать оптимальные температурно-временные ступеньки отверждения, для реализации свойств пластиков. Также некоторые из этих методов используют для контроля полноты процесса отверждения деталей из ПКМ .

Известны также технологичесие приемы для улучшения свойств пластиков на стадии отверждения. Процесс формования ПКМ под двойным вакуумным мешком представляет собой следующее: на традиционно изготовленный вакуумный мешок ставится жёсткий короб, а поверх него делается еще один вакуумный мешок. На начальном этапе формования в обоих мешках создаётся разряжение. Это даёт возможность создать разряжение под нижним мешком, не прилагая давления на заготовку из ПКМ, что обеспечивает лучшую дегазацию полимерного связующего на первоначальной стадии формования.

Так же для более эффективной дегазации выложенного технологического пакета на стадии вакуумного формования ПКМ применяют «подформовки» , когда выложенный пакет слоёв препрега уплотняетcя под вакуумным мешком, с разряжением 0,04-0,01 МПа не менее 2 ч, при 15-30 С. В процессе выдержки дополнительно предлагается периодически 1-2 раза в час соединять полость под вакуумным мешком на несколько минут с атмосферой и повторно создавать разряжение. Далее проводится процесс отверждения.

Повысить качество пластиков получаемых вакуумным формованием, позволяет применение изменение давления формования на режиме "пульсирующий вакуум". При этом значение разряжения под мешком меняется в определённом интервале в течении всего процесса формования. Применение данной схемы позволяет снизить пористость в деталях из ПКМ формуемых вакуумным способом.

Анализ методов повышения качества деталей из ПКМ получаемых методом вакуумного формования, показал, что широко изучены стадии изготовления препрегов, отверждения связующих, контроля процесса отверждения, в меньшей степени изучены стадии подготовки связующих: их очистки и регулирования технологических для дальнейшей переработки. В связи с тем, что именно состояние связующих оказывает огромное влияние на пористость деталей из ПКМ, необходимо разработать процесс его подготовки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. М.: МГТУ имени Н. Э. Баумана, 1998
2. Васильев В.В., Протасов В.Д., Болотин В.В. и др. Композиционные материалы. М.: Машиностроение, 1990. 512 с.
3. Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. М.: НОТ, 2008.
4. Лахтин Ю.М., Лонтьев В.П. Материаловедение. М.: Машиностроение. 1990. 528 с
5. Зорин В.А. Опыт применения композиционных материалов в изделиях авиационной и ракетно-космической техники // Конструкции из композиционных материалов. 2011. № 4.
6. On The Wire: Resin Infusion Gains Speed in Aircraft Structures // Advanced Composite Keys Issue 6. Abaris training, 2005.
7. Didier LANG, Aerospace structures: current trends //Composites RTM infusion 2009
8. Bob Griffiths. Innovative use of international supplier base to revolutionize aircraft manufacture // High-Performance Composites. 2005.
9. Цыплаков О.Г. Научные основы технологии композиционно-волокнистых материалов. Пермь, 1974.
10. HexPly 8552. Product DataSheet, Hexcel Corporation. Publication No. FTA 072c, 2008.
11. Cycom 977_2. Product DataSheet, Cytec Engineered Materials. Publication11/15/95 (Rev.E) 012102, 1995.
12. Advanced Fibre_Reinforced Matrix Products for Direct Processes. Hexcel Corporation. Publication No. ITA 272a, 2007.
13. Loos A.C. Low cost fabrication of advanced polymeric composites by resin nfusion process // Сomposite Mater. 2001. №10.
14. Karen Fisher Mason. Autoclave Quality Outside the Autjclave // Composites High_Performance, March 2006.
15. Schindler Guy. High quality, cost effective, high-temperature molds utilizing the vacuum assisted, resin transfer molding process (VARTM), Airtech International, Inc.
16. HexPly М36. Product DataSheet, Hexcel Corporation. Publication No. FTU 116b, 2002.
17. Крель Э. Руководство по лабораторной перегонке. Пер. с нем. [под ред. В.М. Олевского]. М.:Химия. 1980.
18. Бондаренко А.А., Харахаш В.Г., Скринник Н.И. Очистка эпоксидных смол и отвердителей от летучих веществ на пленочном дистилляторе // Пласт. массы. 1986. №1.
19. Md Afendi, W.M. Banks, D. Kirkwood. Bubble free resin for infusion process // Composites. A. 2005 36. №6, Pp739_746.
20. Кудряченко В.В., Федоткин И.М., Колосов А.Е., Сивецкий В.И. Использование ультразвука в технологии формования тканых полимерных композитов // Эко-технологии и ресурсосбережение. 2001. № 6
21. Сайт www.BYK.com. URL: www.BYK.com/additives. (дата обращения 12.09.2012).
22. Грушко В.Е., Гримайловская Т.П., Берези Н.М. Реологичесие свойства связующих // Авиационные материалы 1990. №2.
23. Влияние молекулярных характеристик эпоксидных олигомеров и их смесей на реологические свойства/ П.В. Суриков, А.Н. Трофимов, Е. И. Кохан, И.Д. Симонов_Емельянов, Л.К. Щеулова, Л.Б. Кандырин //Пласт. массы. 2009. №9.
24. Постнов В.И., Залевский Н.Г., Сатдинов А.И. Способ пропитки длинномерного наполнителя и установка для его осуществления. Пат. РФ № 2145922. 2000. Бюл. №6
25. Применение ультразвука при пропитке стеклопластиковых деталей // Е.А. Курочкин, Р.П. Орлова, А.Ю. Филимонов, А.Б. Лебедев, М.В. Слисков // Авиационная промышленность. 1990. №5.
26. Aruderuto Shimon Bueruhoisu, Furanshisukusu Petorusu Maria, Yan Buan Tsurunhouto. Manufacture of composite material, composite material, and molded article made therefrom // JP2255838, 1990_10_16
27. Prepreg technology, Hexcel Registered Trademark, Hexcel Corporation Publication No. FGU 017b, March 2005
28. Гуняев Г.М., Ильченко С.И., Румянцев А.Ф., Петров И.В., Ильиченко А.А., Филиппова Е.Ю., Садкова Т.И., Деев И.С., Михайлов В.В. и др. Способ получения композиционного материала, патент SU 1676187 А1.
29. Трофимов Н.Н., Кузнецов А.А., Натрусов В.В., Гильман А.Б., Драчёв А.И. и др., патент RU 2270207 С2, Способ подготовки стекловолокнистого наполнителя к нанесению полимерного связующего.
30. Козлов В.Н., Акимов А.И., Фатыхов М.А. Зависимость механических свойств композиционных материалов от температкрного режима полимеризации // Инженерная физика. 2009. №9.
31. Фатыхов М.А., Еникеев Т.И., Акимов И.А. Механические свойства композиционных материалов в зависимости от температурного режима их отверждения // Вестник ОГУ. Естественные и технические науки февраль 2006. Т.2. №2. С 87-92
32. Дмитриев О.С., Кириллов В.Н., Зуев А.В. Черепахина А.А. Влияние типа наполнителя на оптимальные режимы отверждения толстостенных ПКМ // Клеи, герметики, технологии 2011. №11
33. Формирование граничных слоёв в стеклопластиках/ А.Н. Трофимов, В.С. Копытин, В.М. Комаров, Г.А. Симакова, И.Д. Симонов-Емельянов // Пластические массы. 2009. №4.
34. Чубарова М.А., Гуняев Г.М., Селикова М.Г. Формирование поверхности раздела в углепластиках // Авиа_ ционная промышленность 1987. №7.
35. Кудинов В.В., Корнеева Н.В., Крылов И.К. Армированные пластики // Технология металлов. 2006. №7.
36. Горбаткина Ю.А. Адгезионная прочность в системах полимер - волокно. М.: Химия 1987.
37. Диэлектрические исследования низкотемпературного отверждения эпоксидной смолы ЭД_20 / И.А. Чернов, Т.Р. Дебердеев, Г.Ф. Новиков, Р.М. Гарипов, В.И. Иржак //Пластические массы. 2003. №8.
38. Оптимизация режимов отверждения связующего СП97ВК и получение стеклопластика на его основе //Т.П. Гримайловская, Н.Б. Белякова, Б.А. Киселёв, В.Н. Шелгаев // Авиационные материалы. 1986. №2.
39. Никитин К.Е. Новые микропроцессорные средства для неразрушающего контроля структуры, состава и свойств полимерных композитов на различных стадиях их производства // Заводская лаборатория. 1993. Т.59. №3. С 31-34
40. Практикум по химии и физике полимеров: Учеб. изд./ Н.И. Авакумова, Л.А. Бударина, С.М. Двигун, А.Е. Заикин, Е.В. Кузнецов, В.Ф. Куренков. М.: Химия, 1990. 304 с.
41. Изучение процесса отверждения реакционноспособныхолигомеров методом вискоземетрии / С.О. Солин, А.Л. Тринисова, И.А. Крючков, С.И. Казаков, М.Л. Кербер, И.Ю. Горбунова // Пластические массы. 2008. №5.
42. Цопа В.А., Зубаткин В.А., Рябовол А.А. Способ изготовления изделий из пластиков горячего отверждения, патент, SU 1781070
А1ММ 1.595_УНТЦ_437_2011 «Контроль процесса отверждения полимерной матрицы в полимерных композиционных материалах (ПКМ)». ВИАМ, 2011
43. Лебедев А.Б. Электрические методы контроля степени отверждения полимерных связующих // Неразрущающие методы контроля. Выпуск 2, М: ВИАМ.
44. Hou Tan_Hung, Jensen Brian J. Double vacuum bag process for resin matrix composite manufacturing // US7186367, 2007_06_03.
45. Попов А.Г., Аминов И.А., Лебедев С.А., Ривин Г.Л. Патент RU 95109951 А1, Способ изготовления многослойной панели из композиционного материала.
46. Jack A Woods, Andrew E. Modin, Robert D. Hawkins. Controlled atmospheric pressure resin infusion process. Patent No.: US 7,334,782 B2. Feb. 2008. Eugene Veshki

Путем различных комбинаций связующих и наполнителей получают ПКМ с необходимыми физико-механическими и физическими характеристи­ками для эксплуатации в различных условиях. Процессы производстваПКМ и изделий из них часто совмещены. Это позволяет существенно сни­зить общую стоимость изделий и, несмотря на сравнительно большую тру­доемкость, сделать их экономически конкурентоспособными с обычными промышленными товарами.

Намотка. На стальную оправку (дорн), повторяющую форму изделия и являю­щуюся основной рабочей частью намоточного агрегата, наматывается с натяжением армирующий волокнистый наполнитель (волокно, нити, жгуты, ровницы, ленты, ткани) мокрым (наполнитель пропитывается в процессе намотки) или сухим (используются препреги) способом. Наматывается также непрочитанный наполнитель, после чего заготовку пропитывают связующим в замкнутой форме под давлением. По кинематическому при­знаку различают токарную, шлифовальную и обмоточную схемы намотки, по типу укладки армировки в намотанном изделии - окружную, спиральную, поперечную, продольную, планарную и различные их сочетания. Намотанная заготовка формуется с помощью компрессионного прессования, вакуумного пресс-камерного или вакуумно-автоклавного метода.

Параметры процесса (натяжение, шаг намотки, угол намотки, скорость намотки) определяются типом ПКМ, конфигурацией и габаритными размерами изделия.

Оборудование: специальные намоточные агрегаты на основе модерни­зированных токарных и шлифовальных станков.

Применяется для изготовления изделий, имеющих форму тел враще­ния: цилиндров, конусов, сфер, труб, оболочек различных форм.

Прессование заключается в пластической деформации материала при одновременном воздействии на него тепла и давления и в последующей фиксации формы изделия. Проводится, как правило, в прессформах.Прессформы устанавливаются на прессах, назначение которых - создание не­обходимого давления прессования. Помещенный в пресс-форму холодный или предварительно подогретый материал разогревается до температуры прессования и, подвергаясь под давлением прессования деформации од­номерного течения, заполняет полость пресс-формы и одновременно уп­лотняется. Фиксация формы изделия происходит в результате отверждения реактопластов или охлаждения термопластов, либо охлаждения под дав­лением до температуры ниже температуры стеклования полимера (для тер­мопластов).

Параметры процесса: начальная температура ПКМ и пресс-формы, удельное давление и скорость его приложения, время выдержки в пресс-форме, температура извлечения изделия из пресс-формы, давление прессо­вания 0,01-250 МПа. При переработке реактопластов решающее влияние на режим оказывает скорость отверждения, а при прессовании термоплас­тов - скорость охлаждения сформованного изделия.

Оборудование: прессы.

Применяется для получения изделий сложной формы, разнообразных размеров и толщин из ПКМ с порошкообразными, волокнистыми, листовыми волокнистыми наполнителями на основе термопластичных и реактивных связующих.

Метод прессования имеет разновидности: прямое прессование (горячее

или компрессионное), литьевое прессование (трансферное), профиль, прессование (штранг-прессование).

Прямое прессование. Пресс-материал в виде порошка, таблеток лиь^ заготовок из листовых или волокнистых полуфабрикатов загружают в открытую полость пресс-формы или между обогреваемыми плитами пресса и подвергают воздействию тепла и давления.

Параметры процесса определяются типом ПКМ, конфигурацией и га­баритными размерами изделия.

Оборудование: прессы.

Применяется для переработки термореактивных и термопластичных ПКМ, изготовления толстых листов, блоков, толстостенных изделий сложной формы и переменного сечения; заготовок простой формы, под­вергающихся дальнейшей механической обработке; изделий из ПКМ, со­держащих большое количество абразивных частиц.

Литьевое прессование. Предварительно размягченный (пластицирован-ный) материал впрыскивается перемещающимся в осевом направлении поршнем из загрузочной камеры через литниковые каналы в предварительно замкнутую пресс-форму.

Параметры процесса: удельное давление впрыска 150-200 МПа, дав­ление в пресс-форме 50-65 МПа.

Оборудование: специальные трансферные гидравлические прессы с двумя (верхним и нижним) рабочими плунжерами или универсальные прессы с одним верхним плунжером.

Применяется главным образом для переработки ПКМ на основе быстроотверждающихся реактопластов и высоковязких термопластов.

Профильное прессование. Пресс-материал продавливается через про­фильную фильеру с открытыми входными и выходными отверстиями или специальную головку. В процессе продавливания происходит формование и получение данного профиля, а в случае термореактивных материалов - их отверждение. Процесс с периодически повторяющимся циклом, обеспе­чивающий непрерывное производство профилей благодаря тому, что за один цикл выдавливается не вся порция ПКМ и оставшийся подогретый ПКМ сваривается с вновь поступившей порцией. Метод занимает проме­жуточное положение между прессованием и экструзией.

Параметры процесса: давление прессования 250-400 МПа для ре­актопластов и 40-50 МПа для термопластов.

Оборудование: специальные горизонтальные прессы, поршень которых медленно совершает рабочий ход и быстро возвращается в исходное по­ложение, пресс-форма со сменной матрицей.

Применяется (наряду с экструзией) для получения труб, стержней и других профильных изделий большой длины.

Автоклавный метод. Заготовка ПКМ, герметично упакованная в ре­зиновый чехол, помещается в автоклав. Давление прессования создается паром, горячей водой, глицерином или сжатым воздухом, нагнетаемым в автоклав. Обогрев осуществляется паром, горячей водой, жидкостью или обогревателями, расположенными в форме.

Параметры процесса: давление формования 0,5-7 МПа; температур­ный режим определяется типом ПКМ. Заготовка формуется при всесторон­нем равномерном давлении. Оборудование: автоклав.

Применяется для изготовления больших серий крупных и сложных, изделий с высокими физико-механическими показателями

Пневматическое формование.Этот метод имеет две разновидности: негативное формование, когда сжатый воздух выполняет роль пуансона, и позитивное формование, когда сжатый воздух выполняет роль матрицы. В предварительно нагретую форму быстро переносится разогретая заготовка, которая герметично за­жимается по периметру формы. Затем производится формование под действием сжатого воздуха, нагнетаемого в пневмокамеру, после чего изделие охлаждается и извлекается из формы.

Параметры: давление сжатого воздуха до 2,0 МПа, температура зави­сит от свойств формуемого материала.

Оборудование: гидропресс, матрица (или пуансон), системы обогрева и подачи сжатого воздуха.

Применяется для изготовления пустотелых изделий, используемых в приборостроении, химической, станкостроительной и других отраслях промышленности

Контактное формованиеСлои препрега или волокнистого наполнителя послойно выкладывают­ся (наматываются) на форму с одновременной пропиткой его связующим (чаще всего холодного отверждения) и уплотнением прикаточным роли­ком или кистью, которой наносится связующее. Затем они отверждаются без давления или опрессовываются контрматрицей под давлением 0,01- 0,2 МПа. Снятые с формы изделия подвергаются механической обработке. Метод обеспечивает чистоту и точные размеры изделия, которое непосред­ственно контактирует с формой в процессе прессования.

Параметры процесса (температура, давление, их изменение во времени, продолжительность формования и выдержки) зависят от свойств свя­зующего и наполнителя, конфигурации и размеров формуемого изделия.

Оборудование: метод прост, не требует специального оборудования - используется одна (негативная или позитивная) форма.

Применяется для изготовления крупногабаритных изделий при мел­косерийном производстве: корпусов лодок, небольших катеров, кузовов автобусов, фургонов и др.

Автоклавное формование. Препрег или многослойный пакет из пре-прега на основе углеродных волокон выкладывают на форму, вместе с ней помещают в вакуумный мешок и снижают в нем давление. Метод, при котором отверждение проводят, создавая градиент давления по отношению к атмосферному, называют формованием с помощью вакуумного мешка. Так как нередко избыточное внешнее давление создают с помощью автоклава, то этот метод также называют автоклавным формованием. Первоначально он использовался для склеивания деталей самолетов.

Процесс собственно автоклавного формования состоит из следующих основных этапов: 1) на форму накладывают необходимое число слоев препрега; 2) при повышенных давлении и температуре в автоклаве проводят отверждение; 3) осуществляют отделку (зачистку) от-вержденных изделий. Чаще всего при отверждении в автоклаве используют и вакуумный мешок. Рассмотренный метод формования является

периодическим; на свойства изделий решающее влияние оказывают технология выкладки препрега на форму, тип и свойства вакуумного мешка и т. д.

Можно отметить следующие характерные особенности метода автоклавного формования: 1) возможность получения изделий равномерной толщины; 2) возможность формования крупногабаритных изделий; 3) высокое качество поверхности изделий; 4) при использовании вакуумного мешка получаются высококачественные изделия с низкой пористостью.

Недостаток метода автоклавного формования заключается в том, что он довольно дорог, требует затрат ручного труда и поэтому малопригоден для массового производства изделий. Тем не менее он весьма эффективен для изготовления изделий из таких высококачественных и легких материалов, как углепластики. Перспектива снижения стоимости процесса (соответственно и изделий) связана с механизацией и автоматизацией ряда операций, сокращением благодаря этому трудовых затрат и подбором лучших материалов для вакуумных мешков. Исследуется возможность применения для этого метода термостойких и долговечных мешков из силиконового каучука, которые можно использовать многократно. В частности, важно выбирать температуру и давление с учетом характеристик процесса отверждения, так как эти параметры оказывают значительное влияние на свойства формуемого изделия.

Надо отметить пожароопасность использования вакуумных мешков в методе автоклавного формования. Некоторые примеры возгорания и взрывов при использовании этого метода приведены в работе. Поэтому необходимо применять инертную газовую среду (например, азот) и принимать другие меры безопасности при автоклавном формовании.

Отверждение заготовок происходит в печи или непосредствен­но в автоклаве. Температура и продолжительность процесса отверждеиия определяются типом связующего и геометрией детали.

Охлаждение детали происходит под давлением совместно со всей оснасткой. После охлаждения деталь извлекается из формы и при необходимости проходит дальнейшую обработку.

Пултрузия. В последние годы широкое применение находят профили, прутки, трубы и другие конструктивные элементы, изго­товляемые из волокнистых композитов на полимерной матрице путем непрерывного протягивания армирующего материала, про­питанного связующим отверждаемого в профилирующей форме специальной установки. Такои процесс называют пул трузией (по аналогии с зкструзией, при которой материал выходит через фильеру под действием давления). При пултрузин он протягива­ется под действием внешнего усилия. Схема установки для полу­чения конструктивных элементов пултрузией показана на рис1.13.

Рис. 1.13. Схема упаковки для изготовлении элементов пултрузией:

а - схема процеса пултрузии. б - вид продукции(сечение профилей).

1 - армирующий материал. 2 - ванночка со связующим. 3 - напровляюшие роли­ки. 4 - матрица. 5 - обогреваемоя пресс форма. 6 - печь для термообработки. 7 - тянущее устройство. 8 - устройство для резки профиля. 9 - накопитель для заготовок.

Армирующий материал (жгуты, холсты или тканые ленты) по­следовательно проходит через ванну с жидким связующим 2, про­питывается, сжимается и идет далее в матрицу предварительного формования 4, а затем в обогреваемую пресс-форму 5, где фик­сируется требуемая конфигурация и отверждается полимерное связующее. В матрице предварительного формования плоская по форме лента пропитанного материала постепенно преобразуется по сечению к форме получаемого конструктивного элемента. Окон­чательно сечение формируется в профилирующей матрице 5, где в результате нагрева происходит частичное отверждение. Для за­вершения отверждения, элемент после формования дополнительно гермообрабатывают в печи 6.

Материал протягивается по всему тракту формообразования с помощью какого-либо тянущего устройства, например фрикцион­ной роликовой передачи, гусеничного механизма и т. п. Получен­ный профиль, труба или пруток разрезается на части определен­ной длины к далее может использоваться при сборке конструкций.

Для производства из препрегов многослойных изделий используется технология автоклавного формования. Название метод получил, благодаря использованию автоклава, который позволяет обрабатывать внешнюю часть детали при высоком давлении. Изначально технология находила применение для фиксации деталей при производстве изделий для самолетов. В форму укладывают препрег или пакет, состоящий из нескольких слоев. Вместе с формой препрег помещается в вакуумный мешок, где происходит постепенное снижение давления. Формование с помощью вакуумного мешка представляет собой метод, который предполагает отверждение изделия путем создания градиента давления по отношению к обычному атмосферному давлению.

Этапы автоклавного формования:

• Заданное количество слоев препрега укладывается на форму.
• Отверждение осуществляется в автоклаве под высоким давлением и при высокой температуре.
• Отвержденные изделия подвергаются обработке: зачистке, отделке.

Вакуумный мешок зачастую применяется для отверждения в автоклаве. Основные свойства изделия определяются типом мешка, методом выкладки препрега.

Специфика технологии автоклавного формования

Применение вакуумного мешка дает возможность получить изделия из стеклопластика высокого качества с низким показателем пористости. Поверхность изделий отличается высоким качеством. С помощью технологии можно формовать крупногабаритные изделия. Особенностью метода является возможность получать детали равномерной толщины.

Технология имеет свои недочеты: стоимость метода высока, производство трудоемко, не подходит для массового изготовления деталей. Но эффективность технологии неоспорима при выпуске деталей из легких стеклопластиков.

Снизить стоимость процесса производства и изготавливаемых методом деталей можно путем автоматизации отдельных операций, механизации процесса. Для вакуумных мешков стоит подобрать иные материалы, что также повлияет на стоимость изделий. Неоднократно можно применять мешки из силиконового каучука. В процессе производства важно точно подобрать температурные показатели и уровень давления, так как данные параметры влияют на свойства детали.

Стоит помнить, что применение вакуумных мешков связано с пожароопасностью. Несоблюдение требований безопасности может стать причиной взрывов и возгорания в процессе автоклавного формования. Для обеспечения безопасности можно использовать инертную газовую среду с содержанием азота.