Технології

Ручне або контактне формування

Дві величезні переваги цього методу – це мінімальні інвестиційні витрати і максимальна свобода у створенні конструкційних рішень. Третя перевага: велика різноманітність відповідних волоконних заготовок. Ручне формування є найдавнішою і найпростішою технологією для виготовлення армованих волокном деталей.

Уже в 50-х роках метод використовували, як «процедуру ручного укладання» в суднобудуванні, авіабудуванні, а також для облицювання резервуарів і басейнів. Як процес з найнижчими інвестиційними витратами і максимальною свободою у створенні конструкційних рішень, ручне формування, як і раніше, широко поширене на сьогоднішній день.

Ручне викладення – метод виготовлення композитних конструкцій, під час якого на формоутворювальну поверхню викладають вручну і пошарово заздалегідь розкроєний армувальний матеріал, кожен шар при цьому вручну просочують сполучним.

Через великі витрати ручної праці та низьку продуктивність, ручний процес формування, переважно, використовується для виробництва окремих деталей або невеликих партій.

Напилення рубаного ровінга

При подібній модернізації ручного формування, застосування матеріалів частково механізується. У разі торкретування волокна, застосовувані матеріали використовуються практично без відходів.
Торкретування волокна смолою являє собою подальший розвиток процесу ручного формування.

Напилення – метод виготовлення композитних конструкцій, під час якого армувальний матеріал подрібнюють, змішують зі сполучною речовиною, його наносять на формоутворювальну поверхню.

Як і під час ручного формування, «волокнисте полотно», нанесене в порожнині пресформи, має бути деаероване та ущільнене шар за шаром за допомогою ламінуючих роликів. Через часткову механізацію, процес виробництва дозволив скоротити обсяг ручної роботи.

Метод обприскування волокна підходить для середніх партій великих і дуже великих компонентів з низькою механічною міцністю. Значною перевагою над методами, які працюють з площинними текстильними зміцнювачами, є високий вихід матеріалу. Смола і волокна застосовуються практично без відходів у потрібному місці і в попередньо обраному співвідношенні компонентів.

Мокре пресування

Обробка рідких реактивних смол і армувальних волокон у двосекційних формах, які закриваються за допомогою преса. Отримані таким чином формовані деталі характеризуються дуже високою об’ємною фракцією волокна і мають гладку поверхню з обох боків.
Під мокрим пресуванням розуміють обробку рідких реактивних смол і армувальних волокон у двосекційних формах, які закриваються за допомогою преса. Смолу зазвичай заливають по центру або після затвердженого плану заливки на волоконну упаковку.

Під час процесу закривання смола розподіляється по всій порожнині пресформи й обволікає армувальні волокна. Після фази затвердіння установка відкривається і знімається з формування. У нагрітих установках час циклу може досягати декількох хвилин.

Формовки вирізняються дуже високою пропорцією об’єму волокна і мають гладку поверхню з обох боків. Від закладання форми з попередньо відформованою заготівлею, з регульованим за тиском і швидкістю затискачем, до ежекторних систем, що підтримують витяг з форми: мокре пресування, дає змогу високого ступеню автоматизувати і програмувати цей процес. Залежно від розміру виробничої серії використовуються інструменти з синтетичної смоли, алюмінію або сталі. Час перебування під пресом можна зменшити завдяки використанню пересувних настільних пресів і заміні нижніх вкладишів.

Філаментне намотування

Намотування – метод виготовлення композитних конструкцій, за якого безперервні просочені сполучною ниткою нитки намотуються на спеціальному обладнанні на формоутворювальну поверхню.
У процесі намотування переважно виготовляють обертально-симетричні формувальні деталі, такі як контейнери, труби, вали та ролики. Геометрія компонента визначається намотувальним сердечником, на якому осідають волокна, просочені смолою. Для циліндричних або конічних частин сердечник можна використовувати повторно. При закритих формах ядро залишається в конструктивному елементі.

Під час намотування волоконний матеріал, зазвичай ровінг, пропускають через ванну для просочення, заповнену реакційною смолою, і подають на укладку через скребок. Укладальна головка прикладає ровінг до обертового сердечника відповідно до заздалегідь запрограмованого малюнка. У цьому випадку стиснення отриманої пластини та інші регулюють натяг нитки між накладною головкою і сердечником обмотки. Щоб уникнути агломерації смоли в найнижчій точці, корпус утримується обертанням до гелеутворення смоли.

Пултрузія

Безперервний процес виробництва стрижнів, труб і профілів, також званий процесом витяжки екструзії.
Пултрузія – метод виготовлення композитних конструкцій, за якого армувальний матеріал просочується сполучною речовиною і протягується через фільєри.

Інжекція в закриту форму (RTM)

Процес вливання смоли під тиском. Економічний процес виготовлення двосторонніх гладких компонентів для малих і середніх партій під час серійного виробництва. Процес впорскування смоли, також відомий як RTM (лиття під тиском полімеру), неухильно розвивається протягом останніх кількох років, як економічно ефективний процес отримання гладких компонентів FRP для малих і середніх виробничих циклів.

Просочення під тиском (RTM) – метод виготовлення композитної конструкції, за якого армувальний матеріал викладають у спеціальну закриту форму, після чого у форму під тиском подають сполучну речовину. Після того, як форма повністю заповнена, литники закриваються і починається затвердіння. Час затвердіння можна зменшити до кількох хвилин, застосовуючи нагрівання.

Термопресування

Термопресування – метод виготовлення композитних конструкцій, за якого просочений армувальний матеріал або препрег проходить обробку температурою та тиском на спеціальному обладнанні (термопресі).
Термопрес (автоклав) являє собою посудину високого тиску, що нагрівається.

Просочені смолою заготовки (препреги) прокладають вручну шарами у відкритій формі і покривають смолою і газонепроникною плівкою як матрицею. Порожнину під плівкою видаляють. Затвердіння відбувається в автоклаві при тиску від 2 до 10 бар і температурі від 100 до 180 °С залежно від матеріалу.

Як і при вакуумній інфузії, компоненти виходять з гладкою передньою і злегка хвилястою задньою сторонами. Багатошарові матеріали, локальні армуючі волокна і металеві вставки можуть розташовуватися легко і відносно точно. Капітальні витрати порівняно високі, а продуктивність низька. Автоклавні преси переважно використовуються там, де мають виготовлятися невеликі партії найвищої якості, наприклад, у таких галузях, як аерокосмічна промисловість, автоспорт, вітрова енергія, спортивне обладнання або медична техніка.