ултрузия. Основные этапы процесса пултрузии.

Пультрузия (получение одноосноориентированного волокнистого пластика) - техника литья, применяемая для производства профилей из усиленного волокнистого пластика (FRP). Технология пултрузии используется при производстве композиционных материалов постоянного сечения, обладающих исключительной продольной прочностью и жесткостью. В упрощенном виде процесс пултрузии заключается в протягивании пропитанных активированной смолой армирующих материалов через формообразующую фильеру, придающую обрабатываемому материалу предварительную форму. Непрерывный ровинг – материал, использование которого, как правило, является преобладающим – протягивается через нагретую фильеру, где под действием тепла активируется катализатор, тем самым, приводя к отверждению смолы. После чего отвержденный профиль пропускается через подвижное режущее устройство и автоматически нарезается на отрезки требуемой длины. Пропитка армирующего материала смолой производится либо в пропиточной ванне, либо же путем впрыска смолы на входе в фильеру. Первый метод все еще наиболее распространен, тем не менее, метод инжекции смолы приобретает все большую популярность и является более экологически чистым, позволяя существенно снизить эмиссию стирола

Преимущества пультрузии: Высокая прочность/низкий вес. Термоизоляция. Электроизоляция. Устойчивость к коррозии.

12. Изготовление изделий методом ручной выкладки.

Это один из первых методов изготовления изделий из КМ. Он применяется для изготовления крупногабаритных изделий(корпуса лодок, кабины авто),в опытном производстве при создании авиационно-космической и ракетной техники. При формировании РВ применяют армирующий материал в виде матов из рубленой стеклопряжи,ткани или ровнинговой ткани. Смолу и катализатор предварительно смешивают,после чего наносят кистью, валиком или распыляют. К методу РВ относят и формование напылением,при кот. стекловолокно предварительно измельчается на короткие волоконца (штапельки) и в процессе разбрызгивания перемешивается одновременно со смолой и катализатором. После того как смесь попадет в форму ее уплотняют металлическими валиками. На практике часто комбинируют методы РВ и напыления,чередуя слои напыленного измельченного волокна со слоями ткани или тканного ровнинга.

Стадии метода:

1.подготовка форм- используют открытые формы позитивные и негативные в зависимости от того какая поверхность д.б.гладкой –внутренняя или внешняя.

2.подготовка форм- нанесение на ее поверхность антиадгезивного покрытия (смазки). Его наносят в несколько слоев.Каждый слой д.б. хорошо отполирован и выдержан до затвердевания.

3.нанесение наружного смоляного слоя

4.ручная выкладка- наносят необходимое число слоев тканого ровнинга, ткани или мата до достижения расчетной толщины.

Преимущества: универсальность, возможность изготовления изделий сложной формы и больших размеров, низкая стоимость оснастки, минимальные капиталовложения в оборудование,минимальная стоимость и длительность пускового периода, можно легко изменять конструкцию изделия,возмжно изготовлять опытные партии изделий перед началом крупносерийного производства.

Недостатки: большие затраты ручного труда,низкая производительность,трудность обеспечения однородности физико-механических свойств материала в изделиях, изделия имеют гладкую поверхность только с одной стороны, можно использовать только для выпуска мелкосерийной продукции, качество изделий зависит от квалификации формовщика,обазуется значительное количество отходов.

Напыление короткорубленым волокном.данный метод представляет собой механизированный способ нанесения на поверхность формы рубленого короткого волокна, смешанного со связующим.

13. Вакуумное формование с эластичной диафрагмой разработана для изготовления многих деталей и конструкций.этим методом легко получать изделия сложной формы,крупные детали,.процесс можно использовать,когда нельзя применять высокое давление при формовании. Основные стадии процесса: послойная укладка, подготовка системы выпускных отверстий и формование диафрагмой. Необходимое для послойной укладки кол-во слоев предварительно вырезают из препрега по размеру и по одному укладывают в форму.каждый слой отдельно обрабатывают для удаления захваченного воздуха и складок,чтобы обеспечить плотный контакт с предыдущим слоем.на готовый слоевой пакет укладывается перфорированная разделительная пленка3,кот. отделяет заготовку от технологического пакета и пропускает связующее из заготовки в дренажный материал 2.используется термостойкая пластиковая пленка с отверстиями диаметром 1 мм. дренаж-это ткани в том числе и стеклянные- нужен для впитывания связующего и летучих составляющих, выходящих из заготовки под давлением. Сверху весь технологический пакет накрывается диафрагмой1,герметичной.сначала создают небольшой вакуум а зачем окончательно вакуумируют и нагревают систему. Форму с эластичной диафрагмой переносят в печь для отверждения материала под полным вакуумом.

Автоклавное формование. аналогично процессу вакуумного формования с эластичной диафграммой.разница лишь в том,что слоевой пакет помещается в автоклав и подвергается большему давлению для создания изделий с более плотной структурой. автоклав- это герметичный цилиндрический сосуд давления с полусферическими днищами и крышкой,заполняемый воздухом или азотом,снабженный электронагревателями или др.нагреватель. приборами. Размер автоклава определяется габаритами изготавлив. Элементов. слоевой пакет с эластичной диафрагмой отверждается в автоклаве при одновременном приложении давления и нагрева.давление поддерживается на уровне 0,35-0,7 МПа. более высокая стоимость оборудования для автоклавного формования может компенсироваться его более широкими возможностями для формования изделий сложной формы.

Методы формования с эластичной диафрагмой под давлением эффективны при получении как глубоких(гидролокаторы, обтекатели и кожухи антенн радиолокаторов,обтекатели самолетов) так и мелких изделий.

15. Изготовление изделий методом намотки. Намотка – это технологический процесс, в котором армирующий материал в виде жгутов, лент, нитей, тканей наматывается на вращающую оправку, имеющую конфигурацию внутренней поверхности изделия. Метод намотки является одним из самых перспективных методом формования изделий, т.к. он позволяет создавать ориентированную структуру наполнителя в изделиях с учетом их формы и особенностей эксплуатации. Использование в качестве наполнителей жгутов, лент, нитей обеспечивает максимальную прочность изделий. К тому же такие наполнители наиболее дешевы.

Трубы, емкости, короба, изготовленные из армированных полиэфиров имеют малый вес, превосходные характеристики текучести, они легки в эксплуатации, обладают хорошими изолирующими свойствами, невысокими эксплуатационными затратами и хорошей химостойкостью. Во множестве случаев они производятся методом намотки. В намотке используется непрерывный армирующий материал для получения достаточного запаса прочности (весовое содержание стекла колеблется в пределах от 40 до 80% в зависимости от области применения изделия). Ровинг с катушки подается в пропиточную ванну со смолой и отвердителем, а затем наматывается на специально для данного конкретного изделия сконструированный барабан. Ровинг наматывается на барабан в несколько слоев до достижения требуемой толщины и угол намотки обычно составляет от 25 до 85 град к оси вращения. Однако, ровинг может наматываться продольно, по окружности, по спирали или в комбинации трех указанных способов. Угол намотки зависит от требований, предъявляемых к прочности изделия. Методом намотки можно получить любую форму изделия при условии, что намотка производится с натягом. Возможно получать круглую, плоскую, треугольную, коническую формы и форму кольца. Но наиболее распространенными являются изделия цилиндрической формы. Они используются в производстве труб и емкостей диаметром до 10 метров. Конфигурация внутренней поверхности структуры, изготовленной методом намотки, может отличаться от внешней. Примером такой намотки может служить изготовление сосудов высокого давления, где ребра жесткости наматываются непосредственно на поверхность внутренней стенки. В обычных условиях, однако, толщину стенки изделий, изготавливаемых методом намотки, выдерживают постоянной, т.к. неравномерность толщины стенки имеет тенденцию создавать межламинатные напряжения, что приводит к преждевременному износу изделий. 1-армирующий материал;

2-ванна;

3- отжимные валики;

4- вращающаяся оправка.