Изготовление композиционных материалов методом нагнетания
Метод нагнетания связующего в форму отличается от предыдущих прежде всего лучшими условиями труда, так как пропитка армирующего материала связующим осуществляется в герметизированной форме.
Заготовка в виде сухого пакета из слоистого армирующего материала или полученная с помощью предформовочной машины помещается между спаренными половинами формы, которая затем закрывается и герметизируется (половины стягиваются болтами, струбцинами или специальными пневмозажимами). Вакуумным насосом из верхней части формы откачивается воздух, а в нижнюю подается связующее (самотеком или под давлением), которое заполняет литниковый канал (обычно по периметру изделия) и пропитывает (точнее, заполняет все зазоры между волокнами) заготовку. По окончании пропитки трубопроводы отсоединяются от формы, и она остается в закрытом состоянии до отверждения связующего. Процесс отверждения можно ускорить, поместив в термокамеру или включив систему ее обогрева, если она таковой оборудована.
Форма для получения изделий этим методом должна быть герметично закрываемой и достаточно жесткой, чтобы в процессе нагнетания связующего зазор между ее элементами оставался постоянным. В форме должен быть предусмотрен литниковый канал-питатель и штуцеры для подачи связующего и откачки воздуха.
Формы из СП применяют в мелкосерийном производстве. Они просты в изготовлении, легки и имеют невысокую стоимость. При больших объемах производства применяют формы из легкоплавких цветных сплавов (цинково-алюминиевые, свинцово-цинковые и др.). Наиболее перспективными являются многогнездные формы с обогревом (обычно односторонним).
Основные достоинства метода:
- простота оснастки и оборудования;
- хорошие условия труда (токсичные продукты находятся в замкнутых объемах);
- качество материала не зависит от навыков формовщика (как это имеет место при контактном формовании);
- получение деталей, гладких с двух сторон, которые легко окрашиваются в массе, а также монолитных трехслойных панелей;
- большая производительность, чем у методов контактного формования и пульверизации.
К недостаткам метода относятся:
- сравнительно малая скорость пропитки армирующего материала
- необходимость тщательной укладки заготовки в форму
Увеличение скорости пропитки за счет повышения давления на связующее приводит к необходимости повышения жесткости форм, что сказывается на их массе и стоимости.
Некоторые физико-механические свойства СП, полученных этим методом, представлены в таблице:
Армирующий материал |
Количество слоев в заготовке |
Содержание стекла, % |
Плотность, кг/м3 |
Предел прочности (по основе для ткани), МПа |
|
при растяжении |
при статическом изгибе | ||||
Ткань |
3 |
37,9 |
1420 |
143 |
188 |
ТСЖ-08 |
4 |
48,8 |
1530 |
186 |
208 |
5 |
52,0 |
1610 |
199 |
214 |
|
Ткань |
6 |
35,0 |
1400 |
125 |
145 |
АСТТ(б)-С |
9 |
50,0 |
1600 |
179 |
148 |
10 |
59,0 |
1680 |
392 |
251 |
|
Стекло- | |||||
холст |
2 |
17,0 |
1300 |
76 |
143 |
Рубленый |
1 |
64,9 |
1750 |
137 |
165 |
стекложгут |
С использованием этого метода нагнетания изготовляют крупногабаритные панели кузовов автомобилей, корпуса шлюпок, мелких судов.