Технологии

Ручное или контактное формование

Ручное формование является самой старой и самой простой технологией для армированных волокном деталей из термореактивных материалов (FVK).

Уже в 50-х годах метод использовался, как «процедура ручной укладки» в судостроении, авиастроении, а также для облицовки резервуаров и бассейнов. Как процесс с самыми низкими инвестиционными затратами и максимальной свободой в создании конструкционных решений, ручное формование по-прежнему широко распространено на сегодняшний день.

Следующим преимуществом является широкое разнообразие подходящих заготовок из волокон в виде матов, тканей, петель, нетканых полотен и материалов основного слоя. В открытых, преимущественно, жёлобообразных изогнутых пресс-формах волоконный материал выкладывают слой за слоем, пропитывают смолой с помощью мехового валика или щетки, после чего прессуют с помощью деаэрационных роликов.

Ручная работа позволяет сделать ламинаты с гладкой и волокнистой структурой. Из-за больших затрат ручного труда и низкой воспроизводимости конечного качества, ручной процесс формования, преимущественно, используется для производства отдельных деталей или небольших партий.

Напыление рубленного ровинга

Торкретирование волокна смолой, представляет собой дальнейшее развитие процесса ручного формования.

С помощью пистолета-распылителя смесь смоляных отвердителей распыляется в открытую пресс-форму. Вращающаяся режущая жатка, установленная на пистолете, поднимает роликовую ленту из текстильного стекла с одной стороны, а с другой стороны помещает разрезанные волокна непосредственно под струю смолы.

Как и при ручном формовании, «волокнистый холст», нанесенный в полости пресс-формы, должен быть деаэрирован и уплотнён слой за слоем с помощью ламинирующих роликов. Из-за частичной механизации в применении материалов с помощью литьевых машин, процесс производства позволил сократит объём ручной работы.

Метод опрыскивания волокна подходит для средних партий больших и очень больших компонентов с низкой механической прочностью. Значительным преимуществом над методами, которые работают с плоскостными текстильными укрепителями, является высокий выход материала. Смола и волокна применяются практически без отходов в нужном месте и в предварительно выбранном соотношении компонентов.

Мокрое прессование

Под мокрым прессованием понимают обработку жидких реактивных смол и армирующих волокон в двухсекционных формах, которые закрываются с помощью пресса. Смолу обычно заливают по центру или после утверждённого плана заливки на волоконную упаковку.

Во время процесса закрывания смола распределяется по всей полости пресс-формы и обволакивает армирующие волокна. После фазы отверждения установка открывается и снимается с формования. В нагретых установках время цикла может достигать нескольких минут.

Формовки отличаются очень высокой пропорцией объема волокна и обладают гладкой поверхностью с обеих сторон. От закладки формы с предварительно отформованной заготовкой, с регулируемым по давлению и скорости зажимом, до эжекторных систем, поддерживающих извлечение из формы: мокрое прессование, позволяет в высокой степени автоматизировать и программировать данный процесс.

В зависимости от размера производственной серии используются инструменты из синтетической смолы, алюминия или стали. Время нахождения под прессом может быть уменьшено за счет использования передвижных настольных прессов и замены нижних вкладышей.

Филаментная намотка

В процессе намотки предпочтительно изготавливаются вращательно-симметричные формовочные детали, такие как контейнеры, трубы, валы и ролики. Геометрия компонента определяется намоточным сердечником, на котором осаждаются волокна, пропитанные смолой. Для цилиндрических или конических частей сердечник можно использовать повторно. При закрытых формах ядро остается в конструктивном элементе.
(потерянный сердечник / вкладыш).

Во время намотки волоконный материал, обычно ровинг, пропускают через ванну для пропитки, заполненную реакционной смолой, и подают на укладку через скребок. Укладчиковая головка прикладывает ровинг к вращающемуся сердечнику в соответствии с заранее запрограммированным рисунком. В этом случае сжатие полученной пластины и другие, регулируют натяжение нити между накладной головкой и сердечником обмотки. Чтобы избежать агломерации смолы в самой нижней точке, корпус удерживается вращением до гелеобразования смолы.

Пултрузия

Фазовый способ волочения – это непрерывный процесс производства прутков, труб и профилей. В зависимости от требований к прочности и качеству поверхности можно использовать большое количество волокнистых заготовок.

Ровинги, маты, ткани, холсты и нетканые материалы достают из хранилища запасов и помещают в необходимую форму для образования жгута. Это сухое соединение проходит через смоляную ванну, а затем через ряд нагретых форсунок.

Помимо выбора армирующих волокон и состава смолы, конечные свойства пултрузий также можно контролировать, изменяя температуру инструмента и скорость формования. После нагревательной секции закаленные профили подвергаются охлаждению. После этого они отрезаются по длине циркулярной спаренной пилой. Тонкие стержни и плоские профили можно разрезать неограниченное кол-во раз даже на больших цилиндрах.

Вакуумная инфузия

Вакуумная инфузия – это самый простой способ впрыска смолы. В качестве противоточной формы используется смола и газонепроницаемая пленка, которая приклеивается с помощью уплотнительной ленты на кромке пресс-формы.

Смесь смолы проходит через полость под воздействием вакуума. Таким образом, вы получаете волокнистые композитные детали, которые имеют гладкую переднюю и слегка волнистую задню юстороны. Преимущество этого метода заключается в более высокой воспроизводимости с точки зрения объема волокна. Недостатком является относительно высокое время, необходимое для крепления линий смолы и герметизации вакуумной пленки. Поэтому этот метод подходит только для серийного производства.
Поскольку весь объём смолы, необходимый для впрыска, предварительно смешивается, обычно могут обрабатываться только средние и малореактивные кристаллические сингонии. С использованием таких вспомогательных материалов как распределительная среда и мембранная линия, надежность процесса может быть значительно улучшена. Предварительно формованные, многоразовые силиконовые вакуумные уплотнительные колпаки уменьшают ручное усилие при закрытии и уплотнении пресс-формы.

Инжекция в закрытую форму (RTM)

Процесс впрыскивания смолы, также известный как RTM (Литьевое прессование полимера), неуклонно развивается в течение последних нескольких лет, как экономически эффективный процесс получения гладких компонентов FRP для малых и средних производственных циклов.

Инвестиционные затраты на оборудование и инструменты могут быть снижены, особенно при использовании пластиковых форм. Усиливающий текстиль, многослойные материалы и вкладыши размещаются вручную слоями в двух- или многосекционной форме. Этот сложная технологическая операция, выполняемая вручную, все чаще заменяется процессом предварительной формовки.

Сухая заготовка из волокна может быть размещена в форме механически. После закрытия формы смесь смоляных отвердителей впрыскивают под давлением в форму и пропитывают пласт волокон на пути потока смолы. Загерметизированный воздух может быть удалён через так называемые выпоры. После того, как форма полностью заполнена, литники закрываются и начинается затвердевание. Время отверждения можно уменьшить до нескольких минут, используя нагретые инструменты.

Автоклавное формование

Автоклав представляет собой нагреваемый сосуд высокого давления для отверждения волоконных соединений с высоким содержанием объема волокна и низкой пористостью.

Пропитанные смолой заготовки (препреги) прокладывают вручную слоями в открытой форме и покрывают смолой и газонепроницаемой пленкой в качестве матрицы. Полость под пленкой удаляется. Отверждение происходит в автоклаве при давлении от 2 до 10 бар и температуре от 100 до 180 ° С в зависимости от материала.

Как и при вакуумной инфузии, компоненты получаются с гладкой передней и слегка волнистой задней сторонами. Воспроизводимость при этом очень высока. Многослойные материалы, локальные армирующие волокна и металлические вставки могут располагаться легко и относительно точно. Капитальные затраты сравнительно высоки, а производительность низкая. Автоклавные прессы преимущественно используются там, где должны производиться небольшие партии самого высокого качества, например, в таких отраслях как аэрокосмическая промышленность, автоспорт, ветровая энергия, спортивное оборудование или медицинская техника.

Select your currency