Одним из перспективных и активно применяемых при производстве композитных материалов является метод вакуумной инфузии. Эта технология заключается в пропитывании армирующего материала (ткани) связующим компонентом (смолой) в условиях пониженного давления.
Технология вакуумной инфузии позволяет изготавливать высокопрочные композитные детали сложной формы – например, элементы корпусов автомобилей
С помощью технологии вакуумной инфузии можно производить самые разнообразные изделия различного применения. Методика не требует сложного дорогостоящего технологического оборудования, поэтому пригодна как для промышленного, так и для частного применения.
При всех многочисленных преимуществах этого метода стоит отметить, что при его применении требуется строго соблюдать технологические нормы. Любое отступление от правил может обернуться порчей изделия и невосполнимым расходом материалов. Ниже мы рассмотрим лишь основные проблемы, с которыми большинство пользователей сталкиваются при применении этой технологии.
Особенности технологии вакуумной инфузии
Соблюдение технологических норм при вакуумной инфузии позволит воспроизводить изделия со сложной конфигурацией
Как мы уже упоминали выше, специфической чертой технологии вакуумной инфузии является то, что пропитывание армирующего материала связующим компонентом происходит в условиях пониженного давления. В процессе используется заранее подготовленная матрица, форма которой повторяет конфигурацию будущего изделия.
В матрицу укладывают слои армирующей ткани, а также вспомогательные материалы, которые нужны для оптимального протекания процесса, впоследствии они удаляются. Сверху всё это накрывают вакуумной пленкой, которую по краям матрицы приклеивают с использованием специального герметизирующего жгута.
После из внутренней полости образовавшейся конструкции с помощью небольшого вакуумного насоса через трубочку откачивают воздух, а с противоположной стороны матрицы подводят другую трубочку для подачи связующего компонента.
Под воздействием разницы давлений смола устремляется внутрь рабочей зоны, полностью пропитывая армирующую ткань. Также за счет этого фактора вакуумная пленка плотно прилегает к поверхности матрицы, прижимая слои армирующей ткани и обеспечивая правильную форму получившегося изделия.
После того как процесс пропитывания ткани завершается, трубки перекрывают и изделие оставляют до полной полимеризации смолы. По истечении положенного срока его вынимают из формы, отделяют вспомогательные материалы.
Возможные проблемы и как их избежать
Среди множества проблем, которые могут возникнуть в процессе изготовления композитных материалов с применением технологии вакуумной инфузии, выделим несколько основных, с которыми сталкивается большинство пользователей.
Слишком быстрая полимеризация смолы
Бывает, что процесс пропитывания еще не закончился, а смола уже «встала», как говорят специалисты в этой области. Произойти это может из-за того, что в качестве связующего состава выбрана смола с неподходящими параметрами. При подготовке к инфузии следует помнить, что этот процесс отнюдь не быстрый, соответственно, для заполнения матрицы смолой может потребоваться достаточно много времени (до нескольких часов), особенно если речь идет о крупном изделии.
Поэтому для таких работ следует выбирать смолу, которая имеет следующие свойства:
- Низкая вязкость (хорошая текучесть).
- Продолжительный срок полимеризации.
Многие из специализированных магазинов даже выделяют отдельный раздел инфузионных смол, которые оптимально отвечают требованиям процесса.
Вакуумный мешок не держит пониженное давление
Произойти это может из-за низкого качества применяемой вакуумной пленки или применения обычного целлофана, не предназначенного для этих целей. Также воздух в рабочую зону может поступать при микроскопических повреждениях пленки. Поэтому для таких работ следует выбирать специализированную многослойную пленку и обращаться с ней во время процесса максимально аккуратно.
Еще одна распространенная проблема – плохое крепление вакуумной пленки для создания и поддержания низкого давления в рабочей зоне. Для ее фиксации применяют герметизирующий жгут, в качестве которого выступает двусторонняя клеящая эластичная лента из бутилкаучукового состава.
Нередко для удешевления процесса пользователь выбирает материал с недостаточной прочностью или с плохим клеевым слоем – печальным итогом такой копеечной «экономии» становится трата драгоценного времени и порча материалов, которые повторно использовать уже не получится. Чтобы избежать таких неприятностей, следует применять надежный герметизирующий жгут – отлично подойдут в этом качестве материалы от отечественного производителя – компании «Стройполимер», например Липлент-О или Липлент-О (шнур).
Плохая фиксация трубок и материалов
За счет разницы давлений внутри и снаружи рабочей зоны в процессе вакуумной инфузии все элементы конструкции подвергаются определенным физическим нагрузкам. Поэтому бывает, что в процессе смещаются трубки, по которым откачивается воздух и подается смола. В результате нарушается герметичность вакуумного мешка.
Иногда недостаточно хорошо фиксируются ткани и вспомогательные материалы, применяемые при инфузии, и это тоже может стать причиной их смещения и ухудшения качества получаемого изделия. Чтобы этого избежать, для фиксации следует использовать качественную клейкую ленту, которая гарантированно выдержит все сопутствующие нагрузки.
Выводы
Как видим, возникающие при использовании технологии вакуумной инфузии проблемы вполне решаемы за счет применения правильных материалов и строгого соблюдения технологических норм. Применяйте для таких работ только качественные средства от надежных производителей. Не стоит экспериментировать с непроверенными вариантами, так как их применение может привести к ухудшению характеристик получаемого изделия или даже стать причиной нарушения процесса инфузии.
