Etablering av årsakene til dannelsen av porøsitet under fremstillingen av PCM. Autoklavstøpemetode Autoklavstøpemetode

For å forbedre kvaliteten på produktene brukes vakuum-autoklavstøpemetoden. Støpeprosessen utføres under påvirkning av høye trykk av komprimerte gasser eller væsker på det støpte produktet, som vakuumeres på formen

Ris. 2.13. Skjema for støping i autoklaver og hydroklaver:

/ - autoklav; 2 - gummi deksel; 3 - støpt produkt; 4 - form; 5 -

tallerken; 6 - klemme enhet; 7 - vogn; 8 - skruklemme

Gnides med gummipose og legges i autoklav. Diagrammet for vakuum-for-autoklavstøping er vist i fig. 2.13.

Autoklaver er det mest allsidige utstyret for produksjon av komposittprodukter. En autoklav er en forseglet beholder med stort volum der det er mulig å skape betydelige overtrykk av arbeidsvæsken (luft, inert gass, nitrogen) i området fra 1 til 3,0 MPa ved temperaturer på 150...380 °C. Egenskapene til autoklaver som brukes i innenlandsk industri er presentert i tabell. 2.4.

Tabell 2.4 Tekniske egenskaper for autoklaver

Autoklaven inkluderer systemer for å tilføre arbeidsvæsken til kammeret, oppvarming til ønsket temperatur, regulering av arbeidstrykket, et vakuumsystem, et nødsystem for å avlaste trykk, et automatisert registreringssystem for parametere, samt et brannslokkingssystem (Fig. 2.14).

Tilstedeværelsen av termisk isolasjon av huset gjør det mulig å unngå oppvarming under drift, gir den nødvendige sikkerhetsmarginen for veggene og normal temperatur i produksjonslokalene. Temperaturen i autoklaven økes etter at luften er pumpet ut og fylt med arbeidsvæsken. Trykket i autoklaven reduseres først når produktet avkjøles til en temperatur på 60...70 °C. Autoklaven avkjøles på grunn av tvungen varmeveksling av arbeidsfluidet og en vannvarmeveksler. Temperaturen på herdeproduktet måles ved de nødvendige punktene ved hjelp av Chromel-Copel termoelementer. For jevnt å overføre det nødvendige trykket til den støpte posen

2.4. List med elastisk membran

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

materiale, brukes vakuumposer som hermetisk forsegler det støpte produktet på en dor og er forbundet med autoklavens vakuumsystem.

Ris. 2.14. Autoklavdiagram:

/ - varmeisolerende termisk hus; 2 - elektrisk varmer; 3 - lasting luke deksel; 4 - togspor; 5 - støpt produkt; 6 - vakuumpose; 7 - vakuumsystem; 8 - nitrogen mottaker; 9 - nitrogenstasjon; 10 - varmeveksling system fan; 11 - varmeveksler

Prosessen med vakuum-autoklavstøping (skjema for fremstilling av formen, rekkefølgen for å legge lagene i arbeidsstykkepakken, forsegling av formen) ligner på mange måter vakuumstøping.

Autoklavstøpemetoden brukes til å produsere strukturer av enhver form og størrelse (hvis autoklavens dimensjoner tillater det og den elastiske membranen ikke kollapser under eksternt trykk).

Vakuum-press-kammer støping

Denne metoden er basert på å overføre luftkompresjonstrykk gjennom en elastisk membran til et arbeidsstykke lagt på en stiv matriseform. Den indre overflaten av produktet er dekorert med en matrise, og den ytre overflaten med en gummipose og tsulaga (fig. 2.15). Å legge PCM-pakken på formen gjøres manuelt ved å bruke teknikkene beskrevet ovenfor.

Den elastiske posen er festet til bunnen av formen, og danner derved et hermetisk forseglet volum. Tsulagaen er stivt festet til formen med hetteklemmer. Pressing

utføres ved å tilføre trykkluft til posen. Under trykk strekkes posen i kammeret og presses tett på den ene siden til arbeidsstykket lagt på formen, og på den andre siden til overflaten av tsulagien. Deretter varmes matrisen opp, og produktet herdes. Varmebehandlings- og pressemodusene bestemmes av egenskapene til PCM-komponentene, utformingen og dimensjonene til produktet. Vanligvis overstiger ikke pressetrykket i kammeret 0,5 MPa. For å unngå endringer i form avkjøles det ferdige produktet under trykk og fjernes deretter fra formen.

På grunn av forskjellen i trykk inne i den elastiske posen og luften rundt, opplever formen betydelig belastning. Derfor er luftstøpeformer gjort sterkere og mer stive enn vakuumstøping.

Nesten alle fibrøse og lagdelte materialer kan dannes ved hjelp av denne metoden.

2.5. Funksjoner av utformingen av deler tatt i betraktning

kontaktstøping og formingsteknologier

med elastisk diafragma

Det kan virke som om det er ganske enkelt å endre konfigurasjonen eller tykkelsen til et nytt produkt. Men ved støping av deler i en åpen form, må disse endringene gjøres under hensyntagen til alle mulige konsekvenser.

1. Før støping av delen, må materialet plasseres i formen strengt i samsvar med omrisset. Hvis det er skarpe hjørner (90° vinkel uten avrunding), dekker ikke mattene hele overflaten av formen, og det dannes luftbobler bak det ytre harpikslaget nær hjørnene. I nærvær av

2.5. Deldesignfunksjoner

innvendige rette vinkler laget uten avrundinger, vil materialet ikke feste seg til overflaten av formen. Hvis formen har ytre rette vinkler, vil CM heller ikke være i stand til å dekke dem tett.

For å forhindre disse fenomenene, anbefales det å runde innvendige og utvendige hjørner til en radius på 3,00...10,00 mm. I dette tilfellet vil CM mer fullstendig følge omrisset av formen, dvs. drapering blir bedre. Steder med skarpe overflateoverganger er områder med høy spenningskonsentrasjon, hvor delaminering og oppsprekking av materialet kan oppstå. Det er åpenbart at slike plasser bør unngås i konstruksjoner og det bør sørges for selvforsterkende overgangsseksjoner med moderat bøyning.

2. For å endre tykkelsen på et produkt støpt i en åpen form, bør antall lag med materiale økes (eller reduseres). Hvis plutselige endringer er nødvendige, må lagene legges nøye nøyaktig i samsvar med omrisset av skjemaet, noe som imidlertid øker kostnadene for manuelt arbeid. På steder med fortykning oppstår spenningskonsentrasjon og som et resultat oppstår delaminering av materialet. Derfor må utseendet til slike høystresssoner unngås. For dette formålet anbefales det å endre tykkelsen på produktet gradvis, legge lag med materiale i trinn eller som takstein.

3. Et rundt hull bør betraktes som det mest praktiske for støping; det mest upraktiske er et hull med skarpe, uavrundede hjørner. For å forhindre spenningsvekst anbefales det å øke kurveradiene i hjørnene, og gradvis øke tykkelsen på produktet i skarpe hjørner eller legge til flenser rundt hullene.

4. Produkter laget av PCM oppnås ofte ved å skjøte sammen flere enkeltdeler. Derfor, avhengig av styrken (fra større til mindre), bør forbindelser skilles: overlapping-eksakt, skjær-type; rumpe; skrå overlapping, arbeider med riving (delaminering).

Overlappskjøter er de letteste og mest brukte i produksjon av PCM-deler (fig. 2.16, EN). Deres form og belastningsegenskaper (skjær) krever bruk av lim, noe som sikrer maksimal fugestyrke. Ødeleggelse av overlappsleddet

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

svikt under påvirkning av skjærspenninger oppstår når det, med økende belastning, begynner å rive.

Etter hvert som belastningen øker, roterer koblingspunktet, mens virkekreftene er plassert på samme akse (se fig. 2.16, EN). Denne rotasjonen får materialet til å bøye seg og delaminere i endene av overlappingen. Hvis belastningene fortsetter å øke, kan delamineringsspenningene overstige limstyrken og skjøten vil raskt svikte. Men hvis kantene på overlappingen er skråstilt, reduseres strukturens stivhet, noe som resulterer i økt fugestyrke uten å øke overflaten. Dessuten, med riktig forberedelse av materialer, er det mulig å oppnå enda høyere styrkeverdier for samme skjæroverflate ved å koble delene på skrå ("i gjæringen") (se fig. 2.16, b).

Ris. 2.16. Eksempler på teknologiske koblinger ved liming

materialer:

A - surret; b - opp ned (i "bart"); V - rumpe: 1 - et lag med lim;

2, 3 - harde materialer; 4 - mellomlag

Ved liming av harde materialer brukes en stussfuge med et lag lim og mellomlag, den fungerer kun i strekk (fig. 2.16, V). Styrken varierer vanligvis fra lave til middels verdier, og det er enkelt

En riveskjøt er en struktur der spenninger er konsentrert langs linjen som ett bundet materiale bøyes fra et annet, noe som resulterer i ubalanserte strekkspenninger i materialene (se fig. 2.16, V). I en slik forbindelse er kun den delen av limsømmen som er plassert ved delamineringspunktet under belastning, og de resterende delene av sømmen forblir ubelastet inntil delamineringssonen når dem.

5. Minste teknologiske skråningsvinkel bør være 2° (null helling - kun i delte former). Underskjæringer er ikke ønskelig og er kun tillatt i splitt- og gummiformer.

6. Minimum faktisk tykkelse på produkter ved støping ved manuell legging av lag bør settes til 0,8 mm, ved sprøyting - 1,5 mm. Den maksimale faktiske tykkelsen er i prinsippet ikke begrenset, men tatt i betraktning herding bør den være 8...10 mm. Standard tykkelsesvariasjoner: når støpt ved manuell legging av lag - fra +0,8 til -0,4 mm og ved spraying - fra +0,64 til -0,64 mm. Den maksimale økningen i tykkelse er ikke begrenset.

2.6. Forming ja

1. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

Trykkimpregnering

Essensen av denne støpemetoden er at bindemidlet tilføres under trykk til det nedre hullet i formen og gradvis fyller det rommet mellom matrisen og stansen, og fortrenger luft fra materialet som er lagt på matrisen (fig. 2.17).

Ris. 2.17. Skjema for impregnering av en pakke med materiale under trykk:

/ - slag; 2 - pakke med materiale; 3 - matrise; 4 ~ tank med bindemiddel;

5 - installasjon for oppvarming av organisk kjølevæske; 6 - kompressor

Harpiksens evne til å spre seg i en lukket form under trykk brukes til å produsere produkter med en enkel symmetrisk form. Denne formingsmetoden gjør det mulig å oppnå strukturer med høy nøyaktighet av geometriske dimensjoner, konstant tetthet over volumet av veggmaterialet, mens veggen praktisk talt ikke vil ha noen hulrom eller lokale delamineringer. Slike krav må oppfylles for eksempel ved produksjon av ulike typer flykledninger. Det er på dette området metoden er mest brukt.

Metoden for å produsere former for impregnering skiller seg fra metoden for å produsere former for kontaktstøping; den er mer arbeidskrevende, siden det er nødvendig å sikre med høy nøyaktighet et gap mellom matrisen og stansen lik veggtykkelsen til produktet . Derfor, for produksjon av metall og ikke-metalliske former, brukes en modell laget av samme materiale og med samme veggtykkelse som produktet. Denne modellen er vanligvis støpt på en gipsdor og er en nøyaktig tredimensjonal mock-up av overflaten til produktet. Samtidig fungerer modellen som teknologisk utstyr for fremstilling av den nedre delen av formen (matrisen) og den øvre delen (stansen).

2.6. Trykkforming

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

Veggtykkelsene til matrisen og stansen for et bestemt produkt bestemmes eksperimentelt.

Forberedelse av dyse- og stanseoverflatene innebærer påføring av slippmidler eller slippfilmer på samme måte som ved kontaktstøping. Tørt armeringsmateriale legges ut på matrisen før den dekkes med den øvre delen av formen og skrus sammen.

Materialet plassert mellom de positive og negative formene må tørkes før impregnering. For tørking føres en strøm av varm luft tilført fra en varmeovn gjennom formen. I noen tilfeller, for små produkter, "vaskes" armeringsmaterialet med samme harpiks som er inkludert i bindemidlet. På denne måten fjernes luftbobler fra materialet og eliminerer dermed risikoen for dannelse av ufylte harpiksområder i produktet. Men for store produkter er "vaske" -operasjonen ikke økonomisk lønnsom.

Trykket av bindemidlet under impregneringsprosessen, som virker på veggene til matrisen og stempelet, utvider gapet mellom dem og fremmer jevn fylling av forsterkningsmaterialet med bindemidlet. Derfor, i dette tilfellet, er liten ujevnhet når du legger materialet på matrisen ikke signifikant. Hastigheten som bindemidlet stiger i form er begrenset av betingelsene for impregnering av høy kvalitet. Hvis denne hastigheten overskrides, vil bindemidlet fylle luftboblene før de skilles fra fiberen. Deretter kan boblene bare fjernes ved å "skylle" med en ny porsjon ren harpiks; Slik vask tar så lang tid at det fullstendig svekker alle andre fordeler ved prosessen.

For impregnering av høy kvalitet må temperaturen, viskositeten og hastigheten som bindemidlet stiger med, reguleres og kontrolleres.

Etter at bindemidlet dukker opp i utløpshullene i den øvre delen av formen, stoppes tilførselen av bindemiddel, og for å fremskynde herdeprosessen begynner formen å varmes opp. I noen tilfeller utføres impregneringen av materialet i en allerede oppvarmet form, for hvilken passende oppvarmingsanordninger brukes. Noen ganger brukes kobbertråd viklet rundt en varmeovn som varmeovn.

skjemaer. I noen tilfeller utføres herding av produkter i ovner der formen er plassert. Herdeparametere bestemmes av typen bindemiddel som brukes.

I tilfelle hvor det er nødvendig å sikre høy produktivitet av prosessen, brukes korte hakkede fibre (50...70 mm), forhåndsformet til formen på produktet. Imidlertid er det i dette tilfellet umulig å oppnå et materiale med høy styrke.

Vakuumimpregnering

Prosessen med å støpe produkter ved impregnering i vakuum (teknologi for å forberede formen, legge arbeidsstykkematerialet) ligner på prosessen med å støpe ved impregnering under trykk. Diagrammet over vakuumimpregnering er vist i fig. 2.18.

Ris. 2.18. Støpemønster:

/ - bindemiddel; 2 - låseenhet; 3 - slag; 4 - seglass; 5 - vakuumsystem; 6 - tank for overflødig bindemiddel; 7 - arbeidsstykke; 8 - matrise; 9 - kanal for å passere permen; 10 - elastisk pakning

Ved bruk av vakuum må formelementene være tilstrekkelig stive til å hindre at det forsterkende materialet klemmes og forhindre fri flyt av harpiksen på grunn av mulig utflating av dysen eller stansen. Hvis

Materialet *er ujevnt formet, da vil ikke harpiksen passere gjennom noen komprimerte områder, og disse områdene vil forbli uimpregnert. Når harpiksen nærmer seg det øvre utløpet, er det nødvendig å øke vakuumet for å sikre ytterligere bevegelse.

2.7. Forming ved å trykke i former

Generelt er metoden for å støpe produkter ved pressing en prosess der materialet i formen får en gitt konfigurasjon, bestemt av matrisen og stansen, og herdingen skjer i formen.

For tiden produseres omtrent 50 % av alle armerte plastprodukter ved hjelp av denne metoden. Den brukes når høy produktivitet, nøyaktighet og reproduserbarhet av deler er nødvendig. Samtidig oppnås høykvalitetsprodukter til minimale kostnader. Men selv når produksjonsvolumene er små, slik som romfartsdeler og andre høyytelsesprodukter, krever krav til presisjon og repeterbarhet av deler bruk av støpemetoder.

Til alle støpeformer brukes støpeformer. En støpeform eller et sett med støpedeler består vanligvis av to hoveddeler: en matrise og en stanse, og en av dem passer inn i den andre når støpeformen er lukket, og opprettholder et gitt gap mellom dem lik tykkelsen på den støpte delen.

Avhengig av forsterkningsmaterialet som brukes, utformingen av formen og metoden for å laste materialet inn i formen, er det tre hovedmetoder for å forme PCM-produkter: direkte pressing; sprøytestøping; termokompresjonspressing. Funksjoner ved teknologien for å produsere deler ved hjelp av disse metodene er beskrevet nedenfor.

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

Direkte pressing

Denne pressemetoden er en av de vanligste i produksjon av pressede produkter. Metoden for direkte pressing av forsterkede sammensetninger skiller seg ikke vesentlig fra støping av plast. Hovedforskjellen ligger i naturen til selve materialet som delen presses fra. I stedet for frittflytende harpikser eller pulver leveres klebrig fibermasse, tablettert PCM, impregnerte matter, tekstiler eller forhåndsformede PCM-emner eller forblandinger for støping.

Premix er en fiberforsterket herdeplastblanding som, når den først er dannet, ikke krever ytterligere herding og kan støpes ved å bruke akkurat nok trykk til å flyte og komprimere materialet.

I de fleste tilfeller brukes hydrauliske presser til pressing av PCM-produkter, siden de gir konstant trykk på den pressede delen under hele pressetiden og i tillegg er de enklere og mer pålitelige å betjene enn mekaniske presser. Hydrauliske presser drives av væsketrykk (vann eller olje) som tilføres av en pumpe til pressesylinderen.

Hydrauliske presser brukes vanligvis med en arbeidssylinder (bunn- eller toppmontert) eller med to arbeidssylindere (vertikal og vinkel).

I fig. Figur 2.19 viser et diagram av en hydraulisk presse med nedre posisjon av arbeidssylinderen.

Toppplaten og pressrammen er forbundet med en søyle

2.7. Forming ved å trykke i former

oss, oppfatter pressekraften utviklet av stempelet på arbeidssylinderen. Når stempelet er hevet, presses en form installert på den nedre bevegelige platen med materialet lastet inn i den mot den øvre faste platen, og materialet i formen presses. Når vanntilførselen til arbeidssylinderen er stoppet og den kommuniserer med dreneringsledningen, forskyver pressestempelet og den bevegelige platen, ved kraften av deres vekt, væsken fra arbeidssylinderen og senkes.

Presser med lavere trykk brukes oftest til pressing av produkter i uttakbare former. Slike presser har noen ganger mellomliggende bevegelige plater, som kalles gulvpresser.

For å varme opp avtagbare former, er varmeplater, isolert fra støtteflaten med varmeisolerende pakninger, festet på den nedre bevegelige platen og den øvre faste platen til pressen. De mellomliggende bevegelige platene til gulvpresser er også oppvarmet.

Presser med overliggende arbeidssylinder, dvs. presser med øvre trykk (fig. 2.20) brukes hovedsakelig til direkte pressing av PCM-deler i stasjonære støpeformer. Forskjellen på disse pressene og presser med lavere driftstrykk er at de har hjelperetursylindere (retursylindere) og en ejektorsylinder montert på den nedre faste platen. Retursylindere tjener til å løfte de bevegelige arbeidsdelene av pressen - den øvre bevegelige platen og stempelet. Ejektorsylinderen sørger for fjerning av pressede deler fra formen. Presser med en overliggende arbeidssylinder er som regel bare enkelt-dekk.

Hovedelementet i det teknologiske utstyret til presseprosessen er formen, hvis kompleksitet og kostnad bestemmer kvaliteten og kostnadene til produktene.

I samsvar med pressemetoden deles støpeformer inn i støpeformer for konvensjonell pressing (kompresjon) og sprøyteformer for sprøytestøping; i henhold til arten av operasjonen - i flyttbar, semi-flyttbar og stasjonær, avhengig av antall designreir (antall

samtidig pressede deler) - i enkelt-hulrom og multi-hulrom.

I henhold til prinsippet for designhulrommet er direkte kompresjonsformer delt inn i åpne, halvlukkede og lukkede former.

Ris. 2.20. Diagram av en hydraulisk presse med en overliggende arbeidssylinder: 1 - seng (nedre bevegelig plate eller arbeidsbord); 2 - kolonne; 3 - øvre fast plate (hode); 4 - arbeider sylinder; 5-stempel; 6 - øvre bevegelig plate; 7- stopp; 8 - spor i øvre bevegelige og nedre faste plater for å feste formen; 9 - ejektor; 10 - revers sylindre (retur sylindre); // - støtterammer; 12- ejektor sylinder

Åpne former(Fig. 2.21). Slike former har ikke et lastekammer; komprimering av materialet som presses inn i dem oppnås på grunn av friksjon, som oppstår når materialet strømmer ut av formingshulrommet gjennom gapet mellom stempelet og matrisen. Derfor, for pressing i en åpen form, kreves det et betydelig overskudd av materiale (opptil 10...15%).

2.7. Forming ved å trykke i former

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

endres når gapet mellom stansen og matrisen minker og avhenger av materialets egenskaper, da er bruk av åpne former for pressing av produkter fra herdeplast bare mulig ved pressing av enkle produkter med liten høyde på vertikale vegger. Deler presset i åpne former har lav høydenøyaktighet.

Halvlukkede eller overløpsformer(Fig. 2.22). I dem, som i åpne former, oppnås den nødvendige komprimeringen på grunn av friksjon som oppstår når materialet strømmer ut av støpehulen. Spalten som materialet strømmer gjennom er imidlertid regulert og forblir nesten konstant gjennom hele støpeprosessen. Slike former gir en større grad av komprimering av det pressede materialet enn åpne former, noe som gjør det mulig å danne komplekse deler i dem. I halvlukkede former har diesene

overpress space - et lastekammer som er en fortsettelse av formingsredet.

Lastekammeret brukes til å plassere en prøve av pressemateriale i det. For pressing i halvlukkede former kreves det mindre overskuddsmateriale enn for pressing i åpne former.

Halvlukkede former brukes hovedsakelig til pressing av plastprodukter.

Lukkede (stempel) former(Fig. 2.23). Det er karakteristisk at under pressing flyter materialet praktisk talt ikke ut av formingsredet. Omrisset av stansen til slike former i plan samsvarer nøyaktig med omrisset av produktet. Dette kompliserer produksjonen av støpeformer og forårsaker deres relativt lave driftsholdbarhet. I slike former oppnås imidlertid større komprimering av materialet med konstant trykk på det fra stansen under hele pressetiden. Når du presser i lukkede former, er det nødvendig å velge den delen av materialet som skal presses nøyaktig. For industriell produksjon brukes hovedsakelig metallformer, laget av slitesterkt herdet stål av type 4X13, U8A, KhVG, 12KhNZA, U10A og andre.

Overflatekvaliteten til støpeformer for fremstilling av forsterkede komposisjoner trenger ikke nødvendigvis å være høy. Tilstedeværelsen av fyllstoffer pålegger visse begrensninger på ruheten og glansen til det pressede produktet, uavhengig av kvaliteten på den polerte overflaten av formen. Ikke desto mindre, for å beskytte formen mot korrosjon, separere de ferdige produktene bedre og fjerne spor av verktøy fra bearbeiding, anbefales det å krombelegge overflaten (beleggtykkelse 10...25 mikron).

For å utføre eksperimentelle pressinger eller for å presse flere produkter, er det mulig å bruke tre-, plast- eller gipsformer. Ved lavt presstrykk kan støpeformer lages av ikke-jernholdige legeringer

2.7. Forming ved å trykke i former

støpemetode, men de har kort levetid, selv om de er billigere enn stål.

Avformingsstadiet er det mest kritiske stadiet i støpeprosessen. For å lette denne operasjonen er det for det første nødvendig å ta hensyn til produksjonsteknologien på designutviklingsstadiet, og for det andre, bruk anti-klebende smøremidler eller slippmaterialer som forhindrer at produktet fester seg til overflaten av formen.

Materialer som brukes som anti-klebemidler kan deles inn i to typer:

filmmaterialer eller løsninger som danner en beskyttende film;

flytende eller faste stoffer som mykner ved pressetemperatur og ikke danner en kontinuerlig film.

Den første gruppen inkluderer løsninger av polyvinylalkohol i vann, løsninger av natriumalginat, cellofan, lavsan, fluorplast og andre materialer. I alle tilfeller påvirker filmen dannelsen av overflatedefekter på det støpte produktet.

Den andre gruppen består av smørefilmer som er mer praktisk å påføre utstyr: voks, parafin, silikon-organiske smøremidler (type K-21), oljerester, etc.

Når du velger slippmidler, er det nødvendig å ta hensyn til støpetemperaturen og deres effekt på bindemidlet til det støpte produktet.

Hovedparametrene for presseprosesser er temperatur, trykk, tid.

Under støpeprosessen må halvfabrikatet varmes opp til en viss temperatur for å gi det den nødvendige plastisiteten, dvs. evne til å forme. For herdeplast PCM er varme også nødvendig for herding. Imidlertid er muligheten for å øke støpetemperaturen alltid begrenset av temperaturen for destruksjon og dekomponering av bindemidlene. Oppvarming og avkjøling av store produkter utføres av varmeovner plassert i former. I andre tilfeller kan varmeanordninger være plassert både i selve formene og eksternt - i pressens øvre og nedre plater. Herdetid for produktene

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

det bør alltid kreves mer tid for å fylle en gitt form med materiale.

Under støpeprosessen er trykk nødvendig for å komprimere det oppvarmede plastmaterialet og gi det formen på produktet. Det må påføres trykk på materialet til det støpte produktet mister sin plastisitet og blir hardt som følge av oppvarming (for herdede sammensetninger) eller som et resultat av avkjøling (for termoplastiske sammensetninger).

Prosesstiden bestemmes av hastigheten for oppvarming av materialet til en plastisk tilstand og hovedsakelig av størknings- eller avkjølingshastigheten.

Disse tre hovedparametrene i støpeprosessen - temperatur, trykk, tid - henger sammen. Å endre én parameter innebærer å endre andre. Økning av støpetemperaturen til termoplast forbedrer for eksempel deres duktilitet og reduserer derfor nødvendig trykk og støpetid.

Hovedprosessparametrene bestemmes i hvert enkelt tilfelle avhengig av PCM-komponentene, komposittforsterkningsskjemaet, geometrien og formen til produktet og utarbeides eksperimentelt.

Direkte pressing (fig. 2.24) består i at et eller annet pressemateriale plasseres i en matrise oppvarmet til støpetemperaturen, som er utsatt for trykk R den øvre halvdelen av formen - stansen, oppvarmet til samme temperatur. Under påvirkning av temperatur får materialet den nødvendige plastisiteten og fordeles under trykk over designet

2.7. Forming ved å trykke i former

hulrom, fylle det. Fullstendig lukking av formen (lukking) skjer i øyeblikket av endelig utforming av delen. Formen lukkes ved lav hastighet slik at luftinneslutninger presses ut av hulrommet. Det støpte produktet holdes i formen under trykk i noe tid som er nødvendig for å avkjøle den termoplastiske kompositten eller varme det herdede materialet, hvoretter formen åpnes og produktet fjernes ved hjelp av en kraftig ejektor r inn.

Hvis trykkmoduser er feil valgt eller materialene er av dårlig kvalitet, kan følgende defekter vises i produktene: luftbobler rundt utstikkende områder på overflaten av delen; steder som inneholder en utilstrekkelig mengde bindemiddel på grunn av et overskudd av forsterkende fyllstoff; sprekkdannelse av bindemiddelet og steder som inneholder dets overskudd; matt overflate og flekker på produktet.

Hver defekt har sine egne årsaker; anbefalinger for eliminering av dem gjenspeiles vanligvis i et dokument som for eksempel teknologiske forskrifter.

La oss se på funksjonene til direkte pressing.

EN. Når du designer delen, kan du trykke den inn i den en gang
ulike beslag (skruer, muttere, stenger, etc.), som
vil holdes godt fast i delen.

b. Oppvarming av materialet skjer gradvis fra varmen
nok av den oppvarmede formen dypt inn, og derfor i pro
Under støpeprosessen av et produkt kan forskjellige lag med materiale
har forskjellige temperaturer.

V. Temperaturforskjellen over tykkelsen på produktet fører til
dannelsen av indre spenninger og defekter som et resultat
ujevn herdeprosess eller vulkanisering
nisering.

d. Det er fare for skade på tynn og lavfasthet
ny designelementer av formen eller pressen
armering satt inn i delen, siden materialet er under trykk
begynner å fylle formingshulen allerede før
øyeblikket når det varmes opp helt og tilegner seg
tilstrekkelig plastisitet. For å eliminere denne faren
I de fleste tilfeller er trykkmodusen programmert og
Det brukes flere fortrykk.

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

I tillegg, ved hjelp av forpressing, fjernes flyktige og fuktighetsdamper i løpet av kort tid i det innledende stadiet av materialets herding.

d. På støpte produkter dannes det alltid grader (grater) i formskilleplanet.

Direktepressingsmetoden kan brukes til å produsere produkter fra alle materialer, både termoplastiske og herdeplastiske. I praksis brukes denne metoden hovedsakelig til fremstilling av deler fra termoherdende CM. Å bruke den til å støpe deler fra termoplast er upraktisk, siden det i dette tilfellet er nødvendig å vekselvis varme og avkjøle formen under hver støpesyklus, og dette øker varigheten av prosessen betydelig.

Omtrentlig moduser for direkte pressing av deler, som brukes som veiledning ved utvikling av støpeprosessen, er gitt i tabell. 2.5.

Tabell 2.5 Omtrentlig moduser for direkte pressing

Ulike metoder for impregnering av forsterkningsmaterialet og pressemoduser gjør det mulig å oppnå et fyllstoffinnhold i kompositten fra 20 til 50%.

sprøytestøping

Sprøytestøping består i at materialet som skal presses lastes inn i lastekammeret til en forhåndslukket form (fig. 2.25). Oppvarming fra veggene til lastekammeret og oppnå den nødvendige plastisiteten, materialet, under trykk fra sprøytestøpestempelet, kommer inn gjennom innløpskanalen inn i formhulen.

2.7. Forming ved å trykke i former

og fyller den ut. Etter å ha ventet nødvendig for herding, åpnes formen og det ferdige produktet fjernes sammen med innløpsrestene.

Ris. 2,25. Diagram av en form for sprøytestøping på presser med én arbeidssylinder:

1 - konisk matrisebur; 2 - kilematrise; 3 - lastekammer; 4- injeksjon molding punch; 5 - støpt produkt; 6- ejektor; 7 - innløpskanal

Funksjoner ved sprøytestøping er som følger:

a) det er mulig å produsere deler med lav styrke eller gjennomgående
beslag og deler med dype hull med liten diameter,
siden materialet kommer inn i pressens formende hulrom
formene er allerede i plastisk tilstand og er ikke i stand til å utøve
på designelementene til formen og presset
forsterkning med betydelige deformasjonskrefter;

b) prosessen med å danne materialet går raskere enn
med normal pressing;

c) i deler oppnådd ved sprøytestøping, er det ingen
store indre spenninger oppstår på grunn av mindre
temperaturforskjell over veggtykkelsen til delen;

d) på deler laget ved sprøytestøping, prak
det er praktisk talt ikke noe slør igjen, siden hulrommet som dannes
formen dannet av stansen og matrisen er tett
setter seg fast allerede før den er fylt med materiale. Jeg vil opprettholde nøyaktigheten
Variasjonen i dimensjonene til deler med denne metoden er høy, og den mekaniske

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

Teknisk modifikasjon av deler reduseres bare til å kutte av innløpene og rydde opp steder umiddelbart;

d) sprøytestøping bruker mer materiale
la enn med direkte pressing, siden materialet fylles
portkanaler og presset inn i lastekammeret
dens resten;

f) injeksjonsformer er mer komplekse og opp til
forsiden av former for direkte pressing.

Sprøytestøpemetoden kan brukes til å produsere produkter fra gummiblandinger og pulverisert plast. Plast med fiberfyllstoffer taper opptil 50 % dens styrke. Laminert plast kan ikke bearbeides ved sprøytestøping, siden materialet ikke er i stand til å passere fra fyllingskammeret til formen inn i dets formende hulrom gjennom de smale portkanalene.

Sprøyteformer skiller seg fra direkte kompresjonsformer ved at de har et lastekammer for materialet som presses, separert fra formingshulrommet og forbundet med det med portkanaler. Formingshulrommet til injeksjonsformen lukkes før pressing, og materialet kommer inn i det i plastisk tilstand fra lastekammeret gjennom portene.

Det er to fundamentalt forskjellige designalternativer for sprøyteformer - sprøyteformer for pressing på spesialpresser med to arbeidssylindre (fig. 2.26) og sprøyteformer for pressing på konvensjonelle presser med en arbeidssylinder (se fig. 2.25) .

For å presse en del i en form, helles materialet inn i lastekammeret, deretter senkes den øvre halvdelen av formen ned på den nedre halvdelen og holdes under trykket fra stempelet til pressens øvre arbeidssylinder slik at formen åpnes ikke når den er fylt med materiale. Under trykket fra det nedre arbeidsstempelet til pressen stiger sprøytestøpestempelet og presser materialet ut av lastekammeret langs portene inn i formingshulrommet. Etter at pressingen er fullført, åpnes formen og produktene skyves ut med et ekstra slag med injeksjonsstansen.

Metoden gjør det mulig å utvikle presstrykk på opptil 35...150 MPa for deler laget av termoplast og herdeplast.

Lukkekraft

Ris. 2.26. Diagram av en form for sprøytestøping på presser med to arbeidssylindre:

/ - sprøytestøping punch; 2 - lastekammer; 3 - kontaktens plan; 4 - produkt; 5 - portkanaler; 6, 7 - øvre og nedre deler av matrisen

com tilsvarende og få mer komplekse og presise deler i konfigurasjonen. Dette forenkles også av en høyere oppvarmingstemperatur sammenlignet med direkte pressing, noe som reduserer materialets viskositet og fremskynder støpetiden.

Strømningsmåten av myknet materiale gjennom portkanalen til matrisen bringer ikke bare denne prosessen nærmere støping, men bidrar også til mer jevn oppvarming av materialet og reduserer derved nivået av gjenværende indre spenninger i delens vegger. Ulempene med metoden inkluderer den lille størrelsen på de støpte delene, kompleksiteten ved fremstilling av dyser og en lavere materialutnyttelsesgrad enn ved direkte pressing.

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

Av disse grunner er termokompresjonsmetoden for å støpe produkter fra TCM av stor interesse.

Det teknologiske utstyret for å implementere denne metoden (fig. 2.27) består av en restriktiv del laget av for eksempel metaller og et elastisk formingselement (EFE),

karakterisert ved CTE i området (250...500) 10~ 6 °C -1. Den sammensatte pakken er dannet i den begrensende delen av utstyret på grunn av den termiske ekspansjonen av EFE ved oppvarming. På grunn av den betydelige forskjellen mellom CTE for materialene til den restriktive delen av utstyret (10...25) 10 °C -1 og EFE, oppstår støpetrykk, under påvirkning av hvilken TCM-pakken komprimeres. Hvis EFE settes inn i den begrensende delen av utstyret med et visst innledende gap 5, vil oppvarming av utstyret til en viss temperatur ledsages av en økning i trykket R, som kan beregnes ved hjelp av formelen

P = k p ∆T.

Her k- termisk kompresjonskoeffisient for EFE-materialet, som karakteriserer økningen i trykk inne i det lukkede volumet som EFE er plassert i når det varmes opp med 1 °C, MPa/°C:

k p =αE/(1-2μ)

hvor en, E, q - CLTE, elastisitetsmodul og Poissons forhold til EFE-materialet; ∆ T- forskjellen mellom dagens temperatur T og temperatur T δ, hvor gapet mellom

EFE og den restriktive delen av utstyret.

Hvis vi anser den restriktive delen av utstyret som absolutt stiv, så for gummi Til - 0,5...0,7 MPa/°C. Derfor, når det varmes opp til en temperatur på 300 °C og over, er det mulig å skape nesten hvilket som helst støpetrykk som er nødvendig for fremstilling av produkter fra TCM.

Termokompresjonsmetoden kan utføres ved hjelp av to hovedtyper teknologisk utstyr: med konstant (fig. 2.27, EN) og variabler (fig. 2.27, b) støpevolumer.

Ris. 2.27. Verktøy for termokompresjonsstøping med konstant (EN) og variabler (b) volum:

/ - metallstanse; 2 - metallmatrise; 3 - elastisk formende element; 4 - forseglbar pakke; 5 - støttestrimler; 6 - festeelementer; 7 - trykksensor; 8 - ledesøyler-klemmer; 9 - elastiske kalibrerte elementer

I det første tilfellet forblir volumet av formingshulrommet konstant gjennom hele støpesyklusen. Ved å justere gapet mellom EFE og TCM-pakken, er det mulig å variere temperaturen ved begynnelsen av støtet og det endelige nivået av støpetrykk innenfor et bredt område.

I utstyr med variabelt volum er ett av elementene i den begrensende delen gjort bevegelig, men støttes av elastiske kalibrerte elementer. Når trykket innstilt av de elastisk kalibrerte elementene øker, skjer det en viss bevegelse av stansen langs søylene, mens støpetrykket holdes på et gitt nivå.

I utstyr med EFE er det mulig å støpe og montere produkter med integrert design samtidig, for eksempel paneler av forskjellige konfigurasjoner med et internt strømsett. På grunn av elastisiteten til EFE-materialet og høye CTE-verdier, utføres utvinningen av EFE fra ulike underskjæringer uten store problemer. Samtidig sikres høykvalitets komprimering av alle overflater, også overflater med liten overgangsradius.

2. TEKNOLOGI AV STRUKTURER FRA POLYMERKOMPOSISJONER

En økning i prosesseringstemperaturen til strukturell TCM begrenser utvalget av EFE-materialer. Det særegne ved driften er at EFE-er er under forhold med all-round kompresjon i et lukket volum ved høye temperaturer. Derfor må EFE-materialer for behandling av TCM ha følgende egenskaper:

høy elastisitet nødvendig for å overføre trykk jevnt i alle retninger;

stabilitet av egenskaper under langvarig eksponering i et lukket volum ved driftstemperaturer;

verdier KLTR ikke lavere enn 250 Yu -6 °C -1, konstant under drift.

Det er fastslått at av elastomerene masseprodusert av den innenlandske industrien, er det kun gummi basert på silikongummi som har egenskaper som oppfyller kravene. Sammensetninger basert på dem gir forskjellige CTE-verdier, har god varmeledningsevne og høy dimensjonsstabilitet ved gjentatt bruk. Ved temperaturer opp til 200 °C kan EFE-materialet være gummi basert på SKTV-1 silikongummi.

Ved bruk av termokompresjonspressemetoden er det mulig å oppnå like tykke produkter med høykvalitets støpte vegger. Samtidig reduseres arbeidsintensiteten til produksjonsverktøy, og nivået av fysiske og mekaniske egenskaper øker på grunn av en mer jevn fordeling av støpetrykk.

Ulyanovsk vitenskapelige og teknologiske senter ved All-Russian Institute of Aviation Materials

Siden midten av det tjuende århundre har det vært en aktiv vekst i produksjonen av polymerkomposittmaterialer (PCM); i følge prognoser vil denne trenden fortsette i fremtiden. Deler laget av PCM er mye brukt i ulike felt av menneskelig aktivitet, men den største oppmerksomheten til utviklingen av PCM er gitt til romfartsindustrien, der trenden med å erstatte PCM-metaller i flystrukturer for ulike formål er relevant. Dette skyldes egenskapene til PCM: høy styrke og stivhet, minimal vekt, høy ytelse, lang levetid, etc. . Både i verden og i vårt land er det samlet opp omfattende erfaring i bruk av komposittmaterialer i luftfartsprodukter, noe som tillater bruk av PCM-produkter i nye komponenter og sammenstillinger av designet fly. I Airbus A-380-flyene er således midtseksjonen, vingerammen, haleenheten, ror og heiser, og bakre trykkramme laget av karbonfiberforsterket plast. Den totale andelen av polymerkomposittmaterialer i dette flyet er ca. 30 % (masse). For de lovende Airbus A350XWB og Boeing 787 Dreamliner, i tillegg til de ovennevnte delene, er vingepaneler, flykroppselementer og andre kritiske strukturer laget av PCM, mens den totale andelen av PCM-bruken er mer enn 50 % (masse).

Innen russisk luftfartsteknologi er det også en aktiv introduksjon av PCM-deler i så lovende utviklinger som MS-21, MTA osv. På grunn av det faktum at PCM-deler som brukes i fly har forskjellige overflategeometrier, overordnede dimensjoner, struktur og formål, f.eks. produksjonen må bruke bestemte typer prosessering.

For luftfartsindustrien er den vanligste elastiske diafragmastøpingen vakuumautoklav og vakuum. Vakuumautoklavstøping er vist skjematisk i fig. 1.

For fremstilling av produkter fra PCM ved vakuum-autoklavstøping, brukes for tiden hovedsakelig prepreg-teknologier, som består av følgende:
- forhåndsimpregnert forsterkende fyllstoff (prepreg) kuttes i emner;
- legg ut prepreg-emner lag for lag på utstyret;
- sett sammen en teknologisk pakke ved hjelp av hjelpematerialer (film for en vakuumpose, skillefilmer, tetningstråder, dreneringsmaterialer, etc.);
- støpe delen i en autoklav.

Autoklavstøpeprosessen (figur 2) utføres under påvirkning av komprimert gass eller væsketrykk på det støpte produktet, noe som sikrer et høyt nivå av fysiske og mekaniske egenskaper og lav porøsitet av den resulterende plasten.

Imidlertid har denne prosessen en rekke ulemper: den er veldig energikrevende; støpeutstyr (autoklav) er dyrt; det er nødvendig å bruke dyrt utstyr og teknologiske materialer som må være i drift ved temperaturer opp til 180 C og trykk opp til 0,7 MPa. I tillegg, på grunn av økningen i antall PCM-deler i flystrukturvolumet til 50 % og over, samt økningen i antall produserte fly, er det behov for masseproduksjon av PCM-deler, noe som krever bruk av et stort antall autoklaver. I denne forbindelse blir vakuumstøping en stadig mer vanlig metode for å produsere lett belastede PCM-produkter (fig. 2).

Produktene oppnådd på denne måten, på grunn av påføring av lavere ytre støpetrykk, er dårligere i ytelsesegenskaper enn plast produsert ved autoklavmetoden.

For å forbedre kvaliteten på PCM-produkter, sammen med prepreg-metoden, brukes "direkte" fyllstoffimpregneringsprosesser: "VARTM" (vacuum assisted resin transfer molding) - en teknologi for fyllstoffimpregnering med et bindemiddel etterfulgt av herding under en vakuumpose. Fyllstoffet plassert i gapet mellom utstyret og vakuumposen, på grunn av vakuumet som skapes under posen, impregneres med et flytende bindemiddel som kommer inn under posen fra beholderen gjennom injeksjonsrør, etterfulgt av dannelsen av sammensetningen.

"RFI" (Resin Film Infusion) er en støpeprosess som bruker et filmbindemiddel, utviklet for produksjon av store strukturer fra PCM. Ved bruk av RFI-metoden brukes et smeltet bindemiddel i form av en film for å impregnere fyllstoffet. Tykkelsen på filmen avhenger av massen av harpiks som kreves for å impregnere et gitt volum fyllstoff. Filler legges på filmen lagt på utstyret. Pakken plassert mellom stansen og dysen legges i en vakuumpose for impregnering og herding ved å påføre trykk. Impregnering av fyllstoffet skjer under oppvarmingsprosessen på grunn av en reduksjon i viskositeten til bindemidlet og effekten av vakuumtrykk.

Men det skal bemerkes at disse teknologiene for produksjon av deler fra PCM ikke garanterer produksjon av lavporøs PCM, dette skyldes tilstanden til bindemiddelet, fyllstoffet, forløpet av herderegimet, etc. under deres dannelse. En av de viktigste betingelsene for å oppnå plast av høy kvalitet med et gitt nivå av mekaniske og operasjonelle egenskaper er å redusere porøsiteten ved å redusere faktorene som påvirker porøsiteten til PCM-deler i alle stadier av produksjonen.

La oss vurdere måter å forbedre kvaliteten på PCM-deler oppnådd ved vakuumstøping, med:
_ produksjon av permer;
_ impregnering av fyllstoffet;
_ herding av delen.

Produksjon av permer
Tekniske bindemidler (harpikser) inneholder urenheter av lavmolekylære stoffer - ureagerte eller biprodukter fra syntese. I tillegg til flyktige stoffer fra løsemiddelprodukter med lav molekylvekt, inneholder harpikser luft, oppløste inerte gasser og fuktighetspartikler, som forringer kvaliteten på herdede materialer på grunn av brudd på soliditeten til polymermatrisen. For å redusere innholdet av disse stoffene brukes termisk vakuumisering av harpikser i et varmekammer, som fremmer avgassing og fjerning av urenheter av flyktige stoffer fra harpiksene. En mer effektiv metode er å rense harpikser fra lavmolekylære stoffer i en filmdestilleri, mens prosessen med avgassing og rensing av harpikser fra flyktige stoffer skjer i tynne filmer ved høye temperaturer under vakuum, noe som bidrar til intensivering av prosessen, 76- 96 % av urenheter av flyktige stoffer fjernes, avhengig av hvor mange ganger de destilleres.

Utenlandsk litteratur beskriver også et system for kontinuerlig avgassing av bindemidlet umiddelbart før impregnering av fyllstoffet. Dette systemet er innebygd i bindemiddeltilførselskanalen.

Det er også en metode for ultralydbehandling av epoksybindemidler for å intensivere fjerningen av flyktige stoffer som finnes i dem. I tillegg fører vibrasjonseffekten på bindemidlet under bearbeiding til en økning i bindemidlets adhesjon til aramidfiberen og til en økning i styrken til PCM.

For større avgassingseffektivitet (avlufting) brukes ulike tilsetningsstoffer som BYK for å fjerne gasser fra bindemidlene. Bruken av slike tilsetningsstoffer fremmer også spredningen av herderen i bindemidlet, noe som forbedrer egenskapene til herdet plast. Det er verdt å merke seg at det er bindemidler som, selv etter langvarig termisk vakuum og prepolymerisering, fortsetter å frigjøre flyktige stoffer (herdingsreaksjonsprodukter); bare vakuum-autoklavstøpemetoden er akseptabel for behandlingen.

Impregnering av sparkel
Som nevnt tidligere, i de fleste tilfeller er PCM produsert ved bruk av prepregs, så å redusere innholdet av flyktige stoffer i prepreg på produksjonsstadiet er også en viktig oppgave. Produksjon av prepregs ved impregnering av fyllstoffet ved å dyppe i et bad med en flytende impregneringssammensetning (løsning eller smelte) er et utbredt teknologisk opplegg. Men med en økning i viskositeten til bindemidlet (spesielt i smelten), vil antallet luftinneslutninger, dvs. uimpregnerte kanaler øker. Ved en viss kritisk verdi blir luftkanalene kontinuerlige, d.v.s. kjernen av bunten forblir uimpregnert - den tørre bunten ender opp i en polymer "jakke". For å bekjempe dette problemet brukes forskjellige teknologiske løsninger: knekk på fyllstoffet i impregneringsbadet; ikke-kapillær impregnering (utvidelse av bunten); pressing av bindemiddelet gjennom sjakter osv.

For å optimalisere impregneringsprosessene er det nødvendig å bruke bindemidler med visse reologiske egenskaper som sikrer best fukting av fyllfiber. Ved å variere sammensetningene til sammensetningene, deres molekylære egenskaper (molekylvekt - MW, molekylvektfordeling av MWD, fraksjonert sammensetning, gjennomsnittlig molekylvekt - MW), endres de reologiske (viskositets) egenskapene til bindemidlene, noe som også gjør det mulig å regulere herdeprosessen, krymping, struktur polymermatrise og egenskaper til PCM basert på dem.

For å oppnå en prepreg med et minimumsinnhold av flyktige stoffer er en metode for vakuumimpregnering av fyllstoffet ved bruk av smeltemetoden kjent. I dette tilfellet foregår hele impregneringsprosessen i et vakuumkammer, som sikrer fjerning av flyktige stoffer fra prepreg og eliminerer risikoen for at luft smeller inn i fyllbunten.

Bruk av ultralydpåvirkning på prepreg gir bedre impregnering av fyllstoffet og intensiverer prosessen med å fjerne flyktige stoffer og luft fra prepreg. Dette skjer som et resultat av oppvarming av bindemidlet av energien som overføres av ultralydlyden, mens viskositeten avtar og den drives gjennom materialelaget til motsatt side.

Det er også beskrevet en metode med dosert sprinkling av et bindemiddel i form av et pulver på overflaten av det forsterkende fyllstoffet, hvor det er en minimumsmengde flyktige stoffer, etterfulgt av å legge ut lagene i en pose og støpe den under en trykk.

Det er en kjent metode for to-trinns produksjon av prepreg ved bruk av et smeltebindemiddel i form av en film med redusert innhold av flyktige stoffer. I det første trinnet produseres en filmperm på slipppapir. På det andre trinnet rulles det produserte filmbindemidlet på det forsterkende fyllstoffet, men impregnerer det ikke (semipregs), noe som forbedrer avluftingen på stadiet med støvsuging av den teknologiske pakken.

Det er en kjent fremgangsmåte for å behandle prepreg med høyt trykk (0,8-3,5 tusen atm.), som tillater å øke styrken til komposittmaterialet og realiseringsnivået av styrken til den forsterkende fiberen.

På sin side har fyllstoffer av ulike typer også inneslutninger av stoffer på overflaten (smøremidler, urenheter, sorbert fuktighet), som påvirker kvaliteten på plasten. For å fjerne dem fra overflaten av fibrene, brukes metoden for varmebehandling av fyllstoffet før impregnering med bindemidlet. Denne prosessen kan kombineres med virkningen av ultralyd på fiberen, som intensiverer prosessen og aktiverer overflaten av fibrene.

For større effektivitet brukes også termisk vakuumisering av fyllstoffet, det vil si tørking i et vakuumkammer. Hensikten med støvsuging og tørking er å fjerne flyktige stoffer og fuktighet fra mikrosprekker og interfiberrom i fillertrådene slik at bindemidlet fritt kan trenge gjennom dem.

Rengjøring av glassfiberfyllstoff med glødeutslipp, som gjør det mulig å oppnå høykvalitets og vannbestandig plast på grunn av økt vedheft ved fiber-matrise-grensesnittet.

Del herding
Den mest ansvarlige og viktige i den teknologiske prosessen med å produsere produkter fra PCM er herdeoperasjonen, siden på dette stadiet dannes de grunnleggende fysiske og mekaniske egenskapene, sammensetningen, strukturen og geometriske egenskapene til produktet.

Den felles driften av polymermatrisen og forsterkende elementer i glassfiber er sikret ved tilstedeværelsen av et høykvalitets (porefritt) fasegrensesnitt. Samspillet mellom polymermatrisen og overflaten av glassfiberen bestemmer de strukturelle egenskapene til grenselaget, plasseringen av makromolekyler i grenselagene, samt mobiliteten til molekylkjeder, deres avslapning og andre egenskaper, som generelt påvirker ytelsesegenskaper til PCM-produkter. Når man studerer overflatefenomener i makromolekylære systemer, er det nødvendig å bruke teoretiske modeller som gjør det mulig å gi a priori estimater av oppførselen til molekylære kjeder i grensesjiktet og mulige måter å kontrollere prosessene som skjer ved grensesnittene i polymerkompositter i orden. for å lage PCM-er med et sett med nødvendige egenskaper.

For å velge temperaturregimet for herding av PCM-produkter, studerer forskere aktivt kinetikken til bindemiddelherding ved å bruke forskjellige metoder: elektrisk, viskometri, IR-spektroskopi, ultralyd og termisk analyse. Disse studiene gjør det mulig å velge optimale temperatur-tid herdetrinn for å realisere egenskapene til plast. Noen av disse metodene brukes også for å kontrollere fullstendigheten av herdeprosessen til PCM-deler.

Det finnes også teknologiske metoder for å forbedre egenskapene til plast på herdestadiet. Prosessen med å danne PCM under en dobbel vakuumpose er som følger: en stiv boks plasseres på en tradisjonelt laget vakuumpose, og en annen vakuumpose er laget på toppen av den. Ved den innledende fasen av støpingen skapes et vakuum i begge posene. Dette gjør det mulig å skape et vakuum under den nedre posen uten å legge press på PCM-emnet, noe som sikrer bedre avgassing av polymerbindemidlet i det innledende støpestadiet.

For mer effektiv avgassing av den utlagte teknologiske pakken på stadiet med vakuumstøping av PCM, brukes "preforming" når den utlagte pakken med prepreg-lag komprimeres under en vakuumpose, med et vakuum på 0,04-0,01 MPa i minst 2 timer, ved 15-30 C. Under holdeprosessen er det i tillegg foreslått å periodisk koble hulrommet under vakuumposen med atmosfæren i flere minutter 1-2 ganger i timen og gjenskape et vakuum. Deretter kommer herdeprosessen.

Kvaliteten på plast produsert ved vakuumstøping kan forbedres ved å endre formtrykket i "pulserende vakuum"-modus. I dette tilfellet endres verdien av vakuumet under posen i et visst intervall gjennom hele støpeprosessen. Bruken av denne ordningen gjør det mulig å redusere porøsiteten i vakuumformede PCM-deler.

En analyse av metoder for å forbedre kvaliteten på PCM-deler produsert ved vakuumstøping viste at stadiene med fremstilling av prepregs, herdebindemidler og kontroll av herdeprosessen har blitt mye studert; stadiene for å forberede bindemidler: deres rengjøring og teknologisk regulering for videre prosessering har blitt studert i mindre grad. På grunn av det faktum at det er tilstanden til bindemidlene som har en enorm innvirkning på porøsiteten til PCM-deler, er det nødvendig å utvikle en prosess for fremstilling av den.

BIBLIOGRAFI
1. Bulanov I.M., Vorobey V.V. Teknologi av rakett- og romfartskonstruksjoner laget av komposittmaterialer. M.: MSTU oppkalt etter N. E. Bauman, 1998
2. Vasiliev V.V., Protasov V.D., Bolotin V.V. og andre Komposittmaterialer. M.: Maskinteknikk, 1990. 512 s.
3. Mikhailin Yu.A. Strukturelle polymerkomposittmaterialer. M.: IKKE, 2008.
4. Lakhtin Yu.M., Lontev V.P. Materialvitenskap. M.: Maskiningeniør. 1990. 528 s
5. Zorin V.A. Erfaring med bruk av komposittmaterialer i fly-, rakett- og romteknologiprodukter // Strukturer fra komposittmaterialer. 2011. Nr. 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. Innovativ bruk av internasjonal leverandørbase for å revolusjonere flyproduksjon // High-Performance Composites. 2005.
9. Tsyplakov O.G. Vitenskapelig grunnlag for teknologien til komposittfibrøse materialer. Perm, 1974.
10. HexPly 8552. Produktdatablad, Hexcel Corporation. Publikasjonsnr. FTA 072c, 2008.
11. Cycom 977_2. Produktdatablad, Cytec Engineered Materials. Publikasjon 15.11.95 (Rev.E) 012102, 1995.
12. Avanserte Fiber_Reinforced Matrix-produkter for direkte prosesser. Hexcel Corporation. Publikasjonsnr. ITA 272a, 2007.
13. Løs A.C. Lavprisproduksjon av avanserte polymere kompositter ved harpiksnfusjonsprosess // Composite Mater. 2001. Nr. 10.
14. Karen Fisher Mason. Autoclave Quality Outside the Autoclave //Composites High_Performance, mars 2006.
15. Schindler Guy. Høykvalitets, kostnadseffektive høytemperaturformer som bruker den vakuumassisterte, harpiksoverføringsstøpeprosessen (VARTM), Airtech International, Inc.
16. HexPly M36. Produktdatablad, Hexcel Corporation. Publikasjonsnr. FTU 116b, 2002.
17. Krel E. Manual for laboratoriedestillasjon. Per. med ham. [red. V.M. Olevsky]. M.: Kjemi. 1980.
18. Bondarenko A.A., Kharakhash V.G., Skrinnik N.I. Rensing av epoksyharpikser og herdere fra flyktige stoffer ved bruk av filmdestillering // Plast. masser. 1986. Nr. 1.
19. Md Afendi, W.M. Banks, D. Kirkwood. Boblefri harpiks for infusjonsprosess // Kompositter. A. 2005 36. nr. 6, pp739_746.
20. Kudryachenko V.V., Fedotkin I.M., Kolosov A.E., Sivetsky V.I. Bruken av ultralyd i teknologien for støping av vevde polymerkompositter // Økoteknologier og ressurssparing. 2001. Nr. 6
21. Nettside www.BYK.com. URL: www.BYK.com/additiver. (dato for tilgang: 09/12/2012).
22. Grushko V.E., Grimailovskaya T.P., Berezi N.M. Reologiske egenskaper av bindemidler // Luftfartsmaterialer 1990. Nr 2.
23. Påvirkning av molekylære egenskaper til epoksyoligomerer og deres blandinger på reologiske egenskaper / P.V. Surikov, A.N. Trofimov, E.I. Kokhan, I.D. Simonov_Emelyanov, L.K. Shcheulova, L.B. Kandyrin //Plast. masser. 2009. Nr. 9.
24. Postnov V.I., Zalevsky N.G., Satdinov A.I. Metode for impregnering av langlengde fyllstoff og installasjon for implementering. Klapp. RF nr. 2145922. 2000. Bulletin. nr. 6
25. Påføring av ultralyd ved impregnering av glassfiberdeler // E.A. Kurochkin, R.P. Orlova, A.Yu. Filimonov, A.B. Lebedev, M.V. Sliskov // Luftfartsindustri. 1990. Nr. 5.
26. Aruderuto Shimon Bueruhoisu, Furanshisukusu Petorusu Maria, Yan Buan Tsurunhouto. Produksjon av komposittmateriale, komposittmateriale og støpte artikler laget derav // JP2255838, 1990_10_16
27. Prepreg-teknologi, Hexcel-registrert varemerke, Hexcel Corporation-publikasjonsnr. FGU 017b, mars 2005
28. Gunyaev G.M., Ilchenko S.I., Rumyantsev A.F., Petrov I.V., Ilyichenko A.A., Filippova E.Yu., Sadkova T.I., Deev I.S., Mikhailov V.V. etc. Metode for fremstilling av komposittmateriale, patent SU 1676187 A1.
29. Trofimov N.N., Kuznetsov A.A., Natrusov V.V., Gilman A.B., Drachev A.I. et al., patent RU 2270207 C2, Metode for fremstilling av glassfiberfyllstoff for påføring av et polymerbindemiddel.
30. Kozlov V.N., Akimov A.I., Fatykhov M.A. Avhengighet av de mekaniske egenskapene til komposittmaterialer på // Engineering Physics. 2009. Nr. 9.
31. Fatykhov M.A., Enikeev T.I., Akimov I.A. Mekaniske egenskaper til komposittmaterialer avhengig av temperaturregimet for deres herding // Bulletin of OSU. Natur- og tekniskvitenskap februar 2006. T.2. nr. 2. Fra 87-92
32. Dmitriev O.S., Kirillov V.N., Zuev A.V. Cherepakhina A.A. Påvirkning av fyllstofftype på optimale herdemoduser av tykkvegget PCM // Lim, tetningsmidler, teknologier 2011. Nr. 11
33. Dannelse av grenselag i glassfiber / A.N. Trofimov, V.S. Kopytin, V.M. Komarov, G.A. Simakova, I.D. Simonov-Emelyanov // Plastmasser. 2009. Nr. 4.
34. Chubarova M.A., Gunyaev G.M., Selikova M.G. Dannelse av grensesnittet i karbonfiberarmert plast // Aviation Industry 1987. No. 7.
35. Kudinov V.V., Korneeva N.V., Krylov I.K. Forsterket plast // Metallteknologi. 2006. Nr. 7.
36. Gorbatkina Yu.A. Limstyrke i polymerfibersystemer. M.: Kjemi 1987.
37. Dielektriske studier av lavtemperaturherding av epoksyharpiks ED_20 / I.A. Chernov, T.R. Deberdeev, G.F. Novikov, R.M. Garipov, V.I. Irzhak //Plastmasser. 2003. Nr. 8.
38. Optimalisering av herdemoduser for SP97VK-bindemiddelet og produksjon av glassfiber basert på det //T.P. Grimailovskaya, N.B. Belyakova, B.A. Kiselev, V.N. Shelgaev // Luftfartsmateriell. 1986. Nr. 2.
39. Nikitin K.E. Nye mikroprosessorbaserte verktøy for ikke-destruktiv testing av strukturen, sammensetningen og egenskapene til polymerkompositter i ulike stadier av produksjonen // Factory Laboratory. 1993. T.59. nr. 3. Fra 31-34
40. Workshop om polymerers kjemi og fysikk: Proc. red./ N.I. Avakumova, L.A. Budarina, S.M. Dvigun, A.E. Zaikin, E.V. Kuznetsov, V.F. Kurenkov. M.: Kjemi, 1990. 304 s.
41. Studie av herdeprosessen av reaktive oligomerer ved viskometri / S.O. Solin, A.L. Trinisova, I.A. Kryuchkov, S.I. Kazakov, M.L. Kerber, I.Yu. Gorbunova // Plastmasser. 2008. Nr. 5.
42. Tsopa V.A., Zubatkin V.A., Ryabovol A.A. Metode for fremstilling av produkter fra varmherdende plast, patent, SU 1781070
A1MM 1.595_UNTC_437_2011 "Kontroll av herdeprosessen til polymermatrisen i polymerkomposittmaterialer (PCM)." VIAM, 2011
43. Lebedev A.B. Elektriske metoder for overvåking av herdegrad av polymerbindemidler // Ikke-destruktive kontrollmetoder. Utgave 2, M: VIAM.
44. Hou Tan_Hung, Jensen Brian J. Dobbel vakuumposeprosess for h// US7186367, 2007_06_03.
45. Popov A.G., Aminov I.A., Lebedev S.A., Rivin G.L. Patent RU 95109951 A1, Metode for fremstilling av et flerlagspanel av et komposittmateriale.
46. ​​Jack A Woods, Andrew E. Modin, Robert D. Hawkins. Kontrollert atmosfærisk trykk harpiks infusjonsprosess. Patent nr.: US 7,334,782 B2. feb. 2008. Eugene Veshki

Ved å bruke ulike kombinasjoner av bindemidler og fyllstoffer, oppnås PCM med de nødvendige fysisk-mekaniske og fysiske egenskapene for bruk under ulike forhold. Produksjonsprosessene til PCM og produkter laget av dem kombineres ofte. Dette gjør det mulig å redusere de totale kostnadene for produktene betydelig og, til tross for den relativt høye arbeidsintensiteten, gjøre dem økonomisk konkurransedyktige med konvensjonelle industrivarer.

Vikling. På en ståldor (dor), som følger formen på produktet og er hoveddelen av viklingsenheten, vikles et forsterkende fibrøst fyllstoff (fiber, tråder, slep, rovings, bånd, stoffer) med spenning, våt ( fyllstoffet er impregnert under viklingsprosessen) eller tørr (prepregs brukes ) måte. Det uleste fyllstoffet vikles også, hvoretter arbeidsstykket impregneres med bindemiddelet i lukket form under trykk. Basert på kinematiske egenskaper, skiller de mellom dreie-, slipe- og viklingsopplegg, og basert på typen plassering av forsterkning i et sårprodukt - periferisk, spiral, tverrgående, langsgående, plan og forskjellige kombinasjoner derav. Såremnet dannes ved hjelp av kompresjonsstøping, vakuumpressekammer eller vakuumautoklavmetode.

Prosessparametere (spenning, viklingsstigning, viklingsvinkel, viklingshastighet) bestemmes av typen PCM, konfigurasjon og generelle dimensjoner til produktet.

Utstyr: spesielle viklingsenheter basert på moderniserte dreie- og slipemaskiner.

Den brukes til fremstilling av produkter i form av rotasjonslegemer: sylindre, kjegler, kuler, rør, skjell av forskjellige former.

Pressing innebærer plastisk deformasjon av et materiale samtidig som det utsettes for varme og trykk og påfølgende fiksering av produktets form. Det utføres, som regel, i støpeformer.Mopper er installert på presser, hvis formål er å skape det nødvendige pressetrykket. Et kaldt eller forvarmet materiale plassert i en form oppvarmes til pressetemperaturen og, utsatt for endimensjonal strømningsdeformasjon under presstrykk, fyller formhulrommet og komprimeres samtidig. Formen på produktet er fiksert som et resultat av herding av herdeplast eller avkjøling av termoplast, eller avkjøling under trykk til en temperatur under glassovergangstemperaturen til polymeren (for termoplast).

Prosessparametere: starttemperatur for PCM og form, spesifikt trykk og hastighet på påføringen, holdetid i formen, temperatur for fjerning av produktet fra formen, trykktrykk 0,01-250 MPa. Ved bearbeiding av herdeplast har herdehastigheten en avgjørende innflytelse på regimet, og ved pressing av termoplast har kjølehastigheten til det støpte produktet en avgjørende innflytelse.

Utstyr: presser.

Den brukes til å produsere produkter av komplekse former, forskjellige størrelser og tykkelser fra PCM med pulveriserte, fibrøse, arkfibrøse fyllstoffer basert på termoplastiske og reaktive bindemidler.

Pressemetoden har varianter: direkte pressing (varm

eller kompresjon), sprøytestøping (overføring), profil, pressing (ekstrudering).

Direkte pressing. Pressmateriale i form av pulver, tabletter eller emner fra ark eller fiberholdige halvfabrikater lastes inn i det åpne hulrommet i formen eller mellom oppvarmede presseplater og utsettes for varme og trykk.

Prosessparametrene bestemmes av typen PCM, konfigurasjon og generelle dimensjoner til produktet.

Utstyr: presser.

Brukes til å behandle termohærdende og termoplastisk PCM, til fremstilling av tykke plater, blokker, tykkveggede produkter med kompleks form og variabelt tverrsnitt; emner med enkel form, gjenstand for ytterligere mekanisk bearbeiding; produkter laget av PCM som inneholder et stort antall slipende partikler.

Sprøytestøping. Det forhåndsmykede (plastifiserte) materialet injiseres av et stempel som beveger seg i aksial retning fra lastekammeret gjennom portkanalene inn i en forhåndslukket form.

Prosessparametere: spesifikt injeksjonstrykk 150-200 MPa, trykk i formen 50-65 MPa.

Utstyr: hydrauliske spesialpresser med to (øvre og nedre) arbeidsstempel eller universalpresser med ett øvre stempel.

Den brukes hovedsakelig til prosessering av PCM basert på hurtigherdende herdeplast og høyviskositet termoplast.

Profil trykker. Pressmaterialet presses gjennom en profildyse med åpne innløps- og utløpshull eller et spesielt hode. Under ekstruderingsprosessen dannes og oppnås denne profilen, og når det gjelder termoherdende materialer, herdes de. En prosess med en periodisk gjentatt syklus, som sikrer kontinuerlig produksjon av profiler på grunn av det faktum at ikke hele delen av PCM ekstruderes i en syklus og den gjenværende oppvarmede PCM sveises med den nylig mottatte delen. Metoden inntar en mellomposisjon mellom pressing og ekstrudering.

Prosessparametere: trykktrykk 250-400 MPa for herdeplast og 40-50 MPa for termoplast.

Utstyr: spesielle horisontale presser, hvis stempel sakte gjør et arbeidsslag og raskt går tilbake til sin opprinnelige posisjon, en form med en utskiftbar matrise.

Den brukes (sammen med ekstrudering) for å produsere rør, stenger og andre profilprodukter med lang lengde.

Autoklavmetode. PCM-emnet, hermetisk pakket i et gummideksel, plasseres i en autoklav. Pressetrykket skapes av damp, varmt vann, glyserin eller trykkluft pumpet inn i autoklaven. Oppvarming utføres av damp, varmt vann, væske eller varmeovner plassert i formen.

Prosessparametere: støpetrykk 0,5-7 MPa; Temperaturregimet bestemmes av typen PCM. Arbeidsstykket dannes under jevnt trykk rundt hele. Utstyr: autoklav.

Brukes til fremstilling av store serier av store og komplekse produkter med høye fysiske og mekaniske egenskaper

Pneumatisk støping Denne metoden har to varianter: negativ støping, når komprimert luft fungerer som en stans, og positiv støping, når komprimert luft fungerer som en dyse. Det oppvarmede arbeidsstykket overføres raskt til en forvarmet form, som klemmes hermetisk rundt omkretsen av formen. Deretter utføres støping under påvirkning av trykkluft pumpet inn i et pneumatisk kammer, hvoretter produktet avkjøles og fjernes fra formen.

Parametre: trykklufttrykk opp til 2,0 MPa, temperatur avhenger av egenskapene til materialet som støpes.

Utstyr: hydraulisk presse, dyse (eller stanse), varme- og trykkluftsystemer.

Brukes til fremstilling av hule produkter som brukes i instrumentfremstilling, kjemisk industri, maskinverktøy og andre industrier

Kontaktstøping Lag av prepreg eller fiberfyller legges ut (vikles) lag for lag på en form samtidig som den impregneres med et bindemiddel (oftest kaldherdet) og komprimeres med en rullende rulle eller børste, som påfører bindemidlet. Deretter herdes de uten trykk eller presses med en motmatrise under et trykk på 0,01-0,2 MPa. Produkter fjernet fra formen utsettes for mekanisk bearbeiding. Metoden sikrer renheten og nøyaktige dimensjoner til produktet, som er i direkte kontakt med formen under presseprosessen.

Prosessparametre (temperatur, trykk, deres endring over tid, varighet av støping og holding) avhenger av egenskapene til bindemiddelet og fyllstoffet, konfigurasjonen og dimensjonene til det støpte produktet.

Utstyr: metoden er enkel, krever ikke spesialutstyr - en (negativ eller positiv) form brukes.

Den brukes til produksjon av store produkter i småskala produksjon: båtskrog, småbåter, busskarosserier, varebiler, etc.

Autoklavstøping . En prepreg eller en flerlagspose med pre-preg basert på karbonfiber legges ut på formen, legges sammen med den i en vakuumpose og trykket i den reduseres. Metoden hvor herding utføres ved å lage en trykkgradient i forhold til atmosfærisk trykk kalles vakuumposestøping. Siden overskytende ytre trykk ofte skapes ved hjelp av en autoklav, kalles denne metoden også autoklavstøping. Den ble opprinnelig brukt til å lime sammen flydeler.

Selve prosessen med autoklavstøping består av følgende hovedtrinn: 1) det nødvendige antallet prepreg-lag påføres formen; 2) herding utføres ved forhøyet trykk og temperatur i en autoklav; 3) utføre etterbehandling (rengjøring) av herdede produkter. Som oftest benyttes også vakuumpose ved herding i autoklav. Støpemetoden som vurderes er

periodisk; Egenskapene til produktene er avgjørende påvirket av teknologien for å legge ut prepreg, formen, typen og egenskapene til vakuumposen, etc.

Følgende karakteristiske trekk ved autoklavstøpemetoden kan bemerkes: 1) muligheten for å oppnå produkter med jevn tykkelse; 2) muligheten for å støpe store produkter; 3) høykvalitets overflate av produkter; 4) når du bruker en vakuumpose, oppnås høykvalitetsprodukter med lav porøsitet.

Ulempen med autoklavstøpemetoden er at den er ganske dyr, krever manuelt arbeid og er derfor uegnet for masseproduksjon av produkter. Det er imidlertid veldig effektivt for å lage produkter av høykvalitets og lette materialer som karbonfiber. Utsiktene til å redusere kostnadene for prosessen (og følgelig produkter) er forbundet med mekanisering og automatisering av en rekke operasjoner, og dermed redusere arbeidskostnadene og velge de beste materialene for vakuumposer. Muligheten for å bruke varmebestandige og slitesterke silikongummiposer til denne metoden som kan gjenbrukes mange ganger undersøkes. Spesielt er det viktig å velge temperatur og trykk basert på egenskapene til herdeprosessen, siden disse parameterne har en betydelig innvirkning på egenskapene til det støpte produktet.

Det skal bemerkes at det er brannfare ved bruk av vakuumposer i autoklavstøpemetoden. Noen eksempler på branner og eksplosjoner ved bruk av denne metoden er gitt i arbeidet. Derfor er det nødvendig å bruke en inert gassatmosfære (f.eks. nitrogen) og ta andre sikkerhetstiltak ved autoklavstøping.

Herding av arbeidsstykkene skjer i en ovn eller direkte i en autoklav. Temperaturen og varigheten av herdeprosessen bestemmes av typen bindemiddel og delens geometri.

Delen avkjøles under trykk sammen med alt utstyret. Etter avkjøling fjernes delen fra formen og gjennomgår om nødvendig videre bearbeiding.

Pultrudering. De siste årene har profiler, stenger, rør og andre konstruksjonselementer laget av fibrøse kompositter på en polymermatrise ved kontinuerlig trekking av et forsterkende materiale impregnert med bindemiddel og herdet i en spesiell installasjon i profileringsform funnet utbredt bruk. Denne prosessen kalles pooltrusion (i analogi med ekstrudering, der materialet kommer ut gjennom en dyse under trykk). Med pultrusin trekkes den under påvirkning av ytre kraft. Installasjonsskjemaet for fremstilling av konstruksjonselementer ved pultrudering er vist i fig. 1.13.

Ris. 1.13. Emballasjeordning for produksjon av elementer ved pultrudering:

a - diagram over pultruderingsprosessen. b - type produkt (seksjon av profiler).

1 - forsterkende materiale. 2 - bad med bindemiddel. 3 - styreruller. 4 - matrise. 5 - oppvarmet form. 6 - ovn for varmebehandling. 7 - trekkeanordning. 8 - enhet for profilskjæring. 9 - lagring for arbeidsstykker.

Forsterkende materiale (tau, scrims eller vevde bånd) føres suksessivt gjennom et bad med flytende bindemiddel 2, impregneres, komprimeres og går videre inn i forformingsmatrisen 4, a deretter i en oppvarmet form 5, hvor den nødvendige konfigurasjonen er fikset og polymerbindemidlet er herdet. I forformingsmatrisen blir en flat stripe av impregnert materiale gradvis forvandlet i tverrsnitt til formen til det resulterende konstruksjonselementet. Det endelige tverrsnittet dannes i profileringsmatrisen 5, hvor delvis herding oppstår som følge av oppvarming. For å fullføre herdingen varmebehandles elementet etter støping i tillegg i en ovn 6.

Materialet trekkes langs hele formingsbanen ved hjelp av en slags trekkanordning, for eksempel en friksjonsrulletransmisjon, en larvemekanisme osv. Den resulterende profilen, røret eller stangen kuttes i stykker av en viss lengde og kan deretter brukes i sette sammen strukturer.

Autoklavstøpingsteknologi brukes til å produsere flerlagsprodukter fra prepregs. Metoden har fått navnet sitt fra bruken av en autoklav, som gjør at den ytre delen av delen kan behandles ved høyt trykk. I utgangspunktet ble teknologien brukt til å fikse deler i produksjonen av flyprodukter. En prepreg eller en pakke bestående av flere lag legges i formen. Sammen med formen legges prepreg i en vakuumpose, hvor trykket gradvis reduseres. Vakuumposeforming er en metode som innebærer å herde produktet ved å lage en trykkgradient i forhold til normalt atmosfærisk trykk.

Autoklavstøpingstrinn:

• Et spesifisert antall prepreg-lag legges på formen.
• Herding utføres i autoklav under høyt trykk og høy temperatur.
• Herdede produkter utsettes for behandling: rengjøring, etterbehandling.

En vakuumpose brukes ofte til autoklavherding. Hovedegenskapene til produktet bestemmes av typen pose og metoden for å legge ut prepreg.

Spesifikasjoner for autoklavstøpingsteknologi

Bruken av en vakuumpose gjør det mulig å oppnå høykvalitets glassfiberprodukter med lav porøsitet. Overflaten på produktene er av høy kvalitet. Ved hjelp av teknologien kan store produkter støpes. Et spesielt trekk ved metoden er muligheten til å oppnå deler med jevn tykkelse.

Teknologien har sine ulemper: kostnadene ved metoden er høye, produksjonen er arbeidskrevende og er ikke egnet for masseproduksjon av deler. Men effektiviteten til teknologien er ubestridelig når man produserer deler fra lett glassfiber.

Det er mulig å redusere kostnadene for produksjonsprosessen og deler produsert ved hjelp av metoden ved å automatisere individuelle operasjoner og mekanisere prosessen. For vakuumposer er det verdt å velge andre materialer, som også vil påvirke kostnadene for produktene. Silikongummiposer kan brukes gjentatte ganger. Under produksjonsprosessen er det viktig å velge temperatur- og trykknivåer nøyaktig, siden disse parametrene påvirker delens egenskaper.

Det er verdt å huske at bruk av vakuumposer er forbundet med brannfare. Unnlatelse av å overholde sikkerhetskravene kan føre til eksplosjoner og branner under autoklavstøpeprosessen. For å ivareta sikkerheten kan en inert gassatmosfære som inneholder nitrogen brukes.