Технология мокрого формования

Сухой армирующий материал помещается в матрицу и заливается катализированной смолой. Смола катализируется с помощью отверждающего агента, активируемого под действием тепла матрицы, однако сохраняющим свою стабильность при температуре окружающей среды. Под действием создаваемого при закрытии матрицы гидравлического давления смола пропитывает армирующий материал до области отсечки заготовки, обеспечивая тем самым полную смачиваемость армирующих волокон. По завершении отверждения давление ослабляется, и изделие извлекается из матрицы.

Технология мокрого формования позволяет осуществлять предварительное формование стеклянного армирующего материала перед его помещением под пресс. Рубленый ровинг выдувается или напыляется на мелкоячеистую сетку требуемой формы. При достижении желаемой толщины армирующего материала на преформу напыляется связующее, обеспечивающее скрепление нитей ровинга между собой, после чего она отверждается в течение 2-3 минут при температуре 150º С. Получаемая в результате преформа кладется под пресс.

 

Формовочные смеси

Технологии горячего прессования, применяемые в настоящее время в рамках промышленности композиционных материалов, используются, главным образом, для производства изделий из полиэфирных формовочных смесей, поставляемых готовыми к использованию.

Пастообразные формовочные смеси (DMC)

Представляют собой пастообразную смесь, как правило, на основе полиэфирной смолы и волокон из стекла «Е». В пастообразных формовочных смесях общего назначения в качестве наполнителя используется карбонат кальция. Для придания формуемому изделию специальных свойств могут также использоваться и другие наполнители. Длина армирующего волокна обычно составляет 3 - 12 мм, а уровень содержания волокна в конечном изделии находится в диапазоне от 15 до 20%.

 

Сухие формовочные смеси (BMC)

По внешнему виду сухие формовочные смеси похожи на пастообразные, однако в отличие от них предназначены для производства отливок повышенного качества и с улучшенной поверхностью. При изготовлении сухих формовочных смесей используются изофталевые смолы, поскольку они более стабильны и обладают лучшей жаропрочностью. Для улучшения качества поверхности в смолу могут вводиться снижающие объемную усадку добавки.

 

Примечание: когда впервые появились сухие и пастообразные формовочные смеси, основное различие между ними заключалось в том, что в состав сухих смесей (BMC) входил химический загуститель (например, MgO), тогда как пастообразные смеси (DMC) его не содержали. В настоящее время большинство формовочных смесей не содержит загустителя, поэтому два вышеуказанных термина взаимозаменяемы. Термин «DMC» широко используется в Соединенном Королевстве и США, тогда как «BMC» употребляется, главным образом, в большей части Европы.

Листовые формовочные материалы (SMC)

Листовые формовочные материалы состоят из армирующего материала на основе стекла «Е», пропитанного катализированной полиэфирной смолой, содержащей различные наполнители. Поставляются в форме листов, помещаемых между двумя полиэтиленовыми или полиамидными пленками.

Для начала формования необходимое количество заготовок листового материала раскраивается на части размером от 40 до 80% площади поверхности матрицы, в зависимости от требуемой толщины конечного изделия. С заготовок снимается защитная пленка, после чего они помещаются в матрицу, где под действием тепла и давления формовочный материал растекается по всей ее полости. Материал растекается однородно, даже если матрица имеет участки глубокой вытяжки или различного сечения. Использование данного материала обеспечивает постоянное соотношение смолы и стекловолокна по всей площади формуемого изделия, что позволяет осуществлять производство сложных деталей, включая детали с ребрами жесткости, выступами и изменениями сечения.

Применение листовых формовочных материалов позволяет производить безусадочные изделия, обладающие высокими механическими свойствами, хорошей химической устойчивостью и электроизоляционной способностью. Существуют сорта листовых формовочных материалов с минимальной усадкой, которые могут использоваться для достижения превосходного качества поверхности, необходимого для последующего окрашивания. Листовые формовочные материалы, следовательно, пригодны для производства деталей кузовов автомобилей, электрических кожухов, ванн для химической обработки и прочих изделий.

 

Формовочный материал низкого давления (Crystic Impreg)

Crystic Impreg аналогичен листовым формовочным материалам, однако в отличие от них его производство основано на использовании новой запатентованной технологии, обеспечивающей физическое загущение формовочной массы на самом этапе производства, а не на применении традиционного метода загущения материала химическим способом с помощью химически активного наполнителя.

По сравнению с листовыми формовочными материалами Crystic Impreg формуется с помощью намного более низкого давления. Для достижения оптимальных результатов формование необходимо производить при давлении 5 - 25 бар и температуре 110 - 150º С, что обеспечит продолжительность цикла от 2 до 10 минут в зависимости от размера и сложности изделия.

Формовочные материалы низкого давления - Crystic Impreg - могут стабильно формоваться непосредственно после их производства с помощью сравнительно недорогих прессов и оснастки, изготавливаемой из широкого спектра материалов. Уникальный химический состав Crystic Impreg обеспечивает возможность создания различных сортов данного материала для разнообразных применений, в том числе и в автомобильной промышленности. Это позволяет придавать материалу такие характеристики, как малая усадка, огнестойкость, повышенная прочность и водостойкость, тем самым наилучшим образом приспосабливая его для удовлетворения потребностей конечного потребителя.

 

Непрерывные процессы производства

В начало документа

 

Непрерывные процессы производства применяются при изготовлении композитных деталей, таких как листы и трубы, предназначенных для использования в условиях длительной непрерывной эксплуатации. В настоящем разделе описываются некоторые виды процессов непрерывного формования.

 

Пултрузия

Технология пултрузии используется при производстве композиционных материалов постоянного сечения, обладающих исключительной продольной прочностью и жесткостью. Данная технология была впервые использована в 1950-х гг. для производства простых изделий, таких как стержневые заготовки. Произошедшие с тех пор усовершенствования материалов и процессов производства сегодня сделали возможным получение с помощью этого метода сложнейших профилей значительных размеров.

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.

Используемая при пултрузии система отверждения представляет собой комбинацию пероксидов. Обладающий высокой реакционной способностью пероксид, известный как «инициатор», используется для начального отверждения в сочетании с пероксидами со средней и низкой химической реактивностью, обеспечивающими более постепенное и полное отверждение. Такая двухкомпонентная система гарантирует оптимальное отверждение профилей и низкий уровень остаточного содержания стирола.

Отвержденные профили протаскиваются через фильеру с помощью протяжного поршневого приспособления или средств непрерывной гусеничной транспортировки. В пултрузионном процессе в качестве армирующего материала чаще всего используется стекловолокно, хотя с тем же успехом могут использоваться углеродные и полиарамидные волокна. К смолам для пултрузии относятся полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные и метакрилатные смолы, причем наибольшее распространение получили полиэфирные смолы.

Смолы для пултрузии, входящие в ассортимент продукции марки «Crystic», обладают сбалансированными свойствами, необходимыми для оптимизации пултрузионного технологического процесса.

 

Формование намоткой нити

Данная технология базируется на довольно простом основном принципе и заключается в пропитывании армирующих волокон активированной смолой и последующей их намотке на вращающийся сердечник. Последовательные слои армирующего материала наматываются на сердечник до получения требуемой толщины. Армирующий материал может наматываться в продольном направлении, по окружности, спирально или же путем комбинирования двух или более из вышеуказанных способов. Угол намотки зачастую зависит от требуемых свойств готового изделия.

Сердечник, изготавливаемый, как правило, из стали, может производиться и из целого ряда других материалов. Зачастую в производстве некоторых видов цилиндрических емкостей используются герметичные пластичные сердечники. При изготовлении деталей из композиционных материалов, где в качестве внутренних прокладок применяется поливинилхлорид, полипропилен и пр., вместо сердечника используется заводской прокладочный материал.

В данном технологическом процессе, как правило, используются непрерывные ровинги, хотя применяются и другие виды армирующих материалов, например, тканые ленты. Также могут использоваться углеродные, полиарамидные и стекловолокна. Для получения обогащенного смолой антикоррозионного барьера обычно наносятся термопластичные и стекловуали.

Полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные смолы пригодны для использования при формовании намоткой нити. Выбор того или иного вида смолы зависит от конкретного применения.

Технология формования намоткой нити идеально подходит для производства композиционных изделий цилиндрической формы и широко используется при изготовлении крупногабаритных цистерн, технологических емкостей, систем трубопроводов и труб, удовлетворяющих жестким требованиям качества.

Метод намотки и протяжки

Данная технология сочетает в себе процесс пултрузии и формования намоткой нити и используется для производства тонкостенных полых композитных профилей, обладающих высокими прочностными свойствами.

Армирующий материал, пропитанный активированной смолой, наматывается на сердечник, который затем протягивается через нагретую фильеру. Как и при обычном формовании намоткой, армирующий материал, в качестве которого обычно выступает ровинг, может наматываться в одном или нескольких направлениях.

Смолы и армирующие материалы, применяемые при формовании методами намотки нити и пултрузии, также могут использоваться в процессе намотки и протяжки.

Центробежное формование

Данная технология применяется при формовании труб и цилиндров с максимальным диаметром 5 метров. Рубленый ровинг или стекломат помещаются внутрь полого сердечника и пропитываются активированной, как правило, полиэфирной смолой. После чего сердечник нагревается и вращается до тех пор, пока смола не отвердится. В ходе этого процесса возникает центробежная сила, под действием которой и происходит уплотнение ламината. С помощью технологии центробежного формования могут также производиться листы из неармированной литьевой смолы.

Смолы марки «Crystic», разработанные для использования при формовании намоткой нити, также пригодны и для центробежного формования.

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: