МАШИНОСТРОЕНИЕ

МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

Методы изготовления изделий отличают­ся разнообразием по аппаратурно-технологи- ческому оформлению и зависят от формы и размеров изделия, типа полимерной матрицы и наполнителя, специфики заданных эксплуата­ционных свойств и ряда др> \ их факторов. Все они могут быть в самом общем сл> чае разделе­ны на открытые и закрытые.

К открытым методам относятся методы контактного формования, напыления, намотки, центробежного формования и ряд их разно­видностей. Общим для этих методов является наличие одной формообразующей поверхно­сти, что вызывает трудности контроля за рас­пределением компонентов по толщине изде­лия. К закрытым методам относятся прессова­ние, инжекционное формование, протяжка. В этих случаях изделия оформляются формую­щим инструментом, в результате чего в про­цессе изготовления достигается требуемая точ­ность геометрических параметров изделий.

А) б) в)

Г)

Рис. 7.7.2. Расположение нитей основы в стеклотканях различного плетения:

А-в- однослойных (А - полотняного, б - сатинового, в - саржевого плетения); г, д - многослойных (г - с соединением соседних слоев в процессе ткачества, Д-с соединением всех слоев ткани перевязочной нитью основы)

В табл. 7.7.1 приведены наиболее распро­страненные методы изготовления изделий из армированных пластиков.

Вид армирующего наполнителя во мно­гом определяет выбор метода формования из­делий. Так, элементарное стеклянное волокно, получаемое вытяжкой через фильеры из рас­плава, целесообразно использовать для полу­чения высокопрочных однонаправленных стеклопластиков СВАМ: нити, жгуты, ленты - при намотке оболочек, рубленое волокно - для метода напыления, холсты и ткани - при кон­тактном формовании, прессовании, прямой намотке труб, хаотично ориентированные во­локна - при контактном формовании и прессо­вании.

Совмещение волокнистого наполнителя и матрицы в процессе формования изделия пред­ставляет собой «мокрый» способ формования. Формование изделий из предварительно про­питанных связующим волокнистых наполните­лей - препрегов, является «сухим» способом формования. При изготовлении препрегов рас­творы полимерных связующих наносят в за­данном количестве на поверхность армирую­щих волокон с последующей сушкой для уда­ления растворителя. Такие полуфабрикаты сохраняют свои технологические свойства и пригодны для переработки в изделия в течение 10-15 дней.

Продолжение табл. 7.7.1

Протяжка (пултрузия) - формование и пропитка связующим однонаправленного пуч­ка наполнителя и протяжка его через фор­мующую фильеру

Формование листов - напыление рублено­го наполнителя и связующего (или укладка стеклохолста с пропиткой его связующим) и формование непрерывного листа между двумя слоями изолирующей пленки с последующим гофрированием или без него

Наряду с предварительной пропиткой во­локнистого наполнителя и пропиткой его в процессе формования изделия применяют про­питку волокнистого наполнителя на завер­шающей стадии, которая осуществляется после сборки и необходимого уплотнения заготовки будущего изделия в замкнутой форме.

Процессы формования композиционных материалов могут производиться под давлени­ем. Без давления осуществляются процессы контактного формования и напыление. Уплот­нение композиции в этих случаях прикаточны - ми валиками носит локальный и кратковре­менный характер. Намотка и центробежное формование производятся при малом давлении (до 2,5 МПа), «мокрое» прессование волокни­стого наполнителя в замкнутой форме - при среднем давлении (2,5...7,5 МПа), а прессова­ние предварительно пропитанных материалов - при высоком давлении (до 30 МПа).

Достижение требуемой ориентации во­локнистого наполнителя в стенке изделия яв­ляется самой сложной задачей. В этом плане метод намотки открывает широкие возможно­сти. Выбор оптимальных углов намотки в со­четании с требуемым технологическим натя­жением арматуры позволяет придать материа­лу изделий свойства, наиболее полно отве­чающие характеру внешних нагрузок. На рис. 7.7.3 и рис. 7.7.4 приведены наиболее рас­пространенные схемы укладки армирующих волокон при изготовлении различных оболо­чек.

Существенным недостатком метода на­мотки является получение изделий с недоста­точной герметичностью, что характерно, впро­чем, и для других методов открытого формова­ния. Этот недостаток можно устранить изме­нением угла намотки, созданием многослойной конструкции стенки изделия (рис. 7.7.5) или