Справочник по композиционным материалам

Послойная укладка препрегов из тканых полотен

Драпировочные характеристики препрегов, армированных ма­териалом с атласным переплетением, наиболее приемлемы. Значи­тельно хуже проявляются драпировочные свойства у препрегов с саржевым ломаным атласным переплетением, а самые лучшие — у препрегов с полотняным переплетением с одинаковой плотно­стью по основе и утку и переплетением типа «рогожка».

Препреги из полотен могут быть сметаны так, чтобы они при­нимали очертания слабонагруженных изогнутых деталей. Сметка практикуется при продольной резке препрегов в местах, где при послойной укладке обычно образуются складки. Избыток матери­ала в этих местах может быть полностью удален, а оставшиеся кромки соединяют встык. Другой способ заключается в продоль­ной резке препрега там, где обычно образуются сгибы в склад­ках, после чего избыток материала, если в нем нет морщин, соеди­няют внахлестку. При использовании первого способа требуется дополнительный слой материала для компенсации слабых сты­ковых соединений в пакете. Сметка не рекомендуется для сильно нагруженных конструкций. В этих случаях препреги надо на­резать на заготовки заранее определенной формы, в которых стыки в последовательных слоях не совпадают. Расположение нахле - сточных швов должно быть строго определено, а их ширина дол­жна контролироватья. Шаблоны для предварительно нарезаемых препрегов обычно допускают перекрытие шириной порядка 13 мм.

Если армирующий материал в виде тканой ткани укладывают на изогнутую поверхность, ткацкий рисунок нарушается и изме­няется направление волокон. Для предотвращения этих нежела­тельных явлений используется волокно с ориентацией (0°, ±60°) или (0°, ±45°, 90°). При такой последовательности слоев арми­рующий материал в плоскости слоистого пластика обладает квази­изотропными свойствами. Однако центровка слоев слоистого пла­стика из армированных стекловолокном препрегов с хорошими драпировочными свойствами трудно поддается контролю. Вплетение в ткани специально окрашенных волокон упрощает послойную укладку и осмотр слоистых пластиков.

Фирма «Вурлингтон» поставляет для армирования стеклоткань с вплетенными в основу сигнальными коричневыми волокнами, расположенными с интервалом 128 мм. Фирма «Стивене» выпу­скает аналогичный армирующий материал с голубыми сигналь­ными волокнами, расстояние между которыми 76 мм. Эти цвета различны при использовании неокрашенных эпоксидных и поли­эфирных смол. Правильность ориентации и число слоев в пакете при этом проверяется оптическими методами. Иногда в основу специально изготовленных тканых полотей вводят волокна, не­прозрачные для рентгеновских лучей, что облегчает возможность осуществления неразрушающего контроля материалов и из­делий.

Конструкция композиционных материалов, работающих под большими нагрузками, должна обеспечивать воспроизводимость их свойств. Конфигурация изделий не должна препятствовать ориентации слоев в заранее заданных направлениях. Основные принципы послойной укладки одни и те же, независимо от того, производится ли она вручную или автоматически. Если конфи­гурация изделия это допускает, то наибольшая воспроизводи­мость свойств достигается при укладке слоев, которые вырезаны по размеру, а затем уложены на трансферные пленки. Эти транс - ферные пленки или шаблоны из материала «Майлар» имеют метки, указывающие, как размещать те или иные слои и как их ориенти­ровать относительно формы. Слои, которые укладывают на шаб­лоны, переносят в форму без дополнительных деформаций, после чего шаблоны удаляют. Анизотропия армированного тканью препрега в любом слое компенсируется ровной, но противополож­ной анизотропией соседних слоев. Для того чтобы отвержденные слоистые пластинки не деформировались, необходимо обеспечить симметрию слоев при укладке. Для создания ортотропной струк­туры иногда проводят корректировку пакета, укладывая слои с поперечными прядями, компенсирующие нарушение регули­ровки.