Автоклавное формование

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.

Преимущества метода: Автоматизированное управление процессами производства; Невысокая стоимость материалов; Хорошие структурные свойства получаемых профилей, за счёт направленных волокон и высокого содержания стекломатериала.

Недостатки метода: Высокая стоимость оборудования; Ограниченный номенклатурный ряд.

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.

Дата добавления: 2014-01-20