Трансферное формование и вакуумная инфузия — самые популярные способы производства изделий из композитов. В них есть свои плюсы и минусы, несмотря на один и тот же процесс пропитывания армирующего материала связующим составом и использование компрессорное оборудование.
Компрессорное оборудование применяется при использовании обеих технологий. Источник Freepik.
Особенности трансферного формования
Методика трансферного формования композитного материала (RTM), предполагает наличие жесткой формы, состоящей из двух частей — матрицы и пуансона, которые в точности повторяют конфигурацию будущего изделия. В матрицу укладывают слои стеклоткани или другого полотна, которые выбрали в качестве армирующего средства. После этого массу из армирующих и вспомогательных материалов накрывают пуансоном и придавливают.
Для улучшения полученного эффекта рабочая зона герметизируется при помощи клеящихся материалов, способных выдержать нагрузки при перепаде давления. В частности, для герметизации при соединении двух половинок формы могут использовать материал на бутилкаучуковой основе Липлент-О (шнур).
После этого в герметизированную область с уложенными армирующими материалами под давлением закачивают по трубе связующий состав, который за счет низкого уровня вязкости пропитывает уложенную ткань. Вывод воздуха и излишков смолы осуществляется по другой трубке, которая расположена с противоположной стороны матрицы. После завершения пропитывания изделие оставляется в форме до полной полимеризации связующего состава, а потом вынимается для последующей обработки.
Среди преимуществ метода трансферного формования можно отметить следующие основные пункты:
- Качество поверхности изделия на обеих сторонах.
- Плотность укладки слоев армирующей ткани за счет сжатия половинками формы.
- Низкие трудозатраты по сравнению с ручной выкладкой.
- Точность размеров и параметров производимого изделия.
- Малое количество отходов и сокращение вредных выбросов.
- Меньшее влияния человеческого фактора, снижение вероятности ошибок.
Специфика технологии вакуумной инфузии
Вакуумная инфузия — относительно новый метод изготовления изделий из композитных материалов. Задействована только матрица, в которой укладываются слои армирующих и вспомогательных материалов. Поверх матрицы с подготовленными сухими материалами монтируется герметичный мешок — для этого многослойную вакуумную пленку приклеивают по периметру формы на специальный герметизирующий жгут, в качестве которого может использоваться двусторонняя лента на бутилкаучуковой основе Липлент-О.
После такой подготовки из герметизированного рабочего пространства при помощи вакуумного насоса через трубку откачивается воздух, а через другую трубку, подведенную с противоположной стороны, поступает связующий состав. Подача смолы происходит под воздействием разницы внутреннего и внешнего давления, она просто втягивается внутрь и пропитывает армирующий материал.
Эта технология обладает многими преимуществами, которые свойственны и методу RTM, и которые выгодно отличают обе методики от ручного формования:
- Возможность частичной автоматизации процесса и снижение доли ручного труда.
- Высокое качество получаемого изделия за счет оптимальных условий.
- Лучшие условия труда для сотрудников за счет отсутствия контакта с вредными веществами.
- Снижение трудоемкости и нагрузки на работников, сокращение производственного цикла.
Сравнение преимуществ и недостатков двух методик
За счет отсутствия вредных выбросов при инфузии и RTM применение средств индивидуальной защиты становится необязательным. Источник Freepik.
При использовании обеих технологий результаты получаемой продукции и протекание техпроцесса зависят от:
- габаритов и конфигурации изделия;
- выбора армирующих материалов и связующего компонента;
- соблюдения технологических норм.
Важно правильно выбрать мощность насосного оборудования, рассчитать расположение точек ввода смолы и учесть многие прочие нюансы.
Принципиальным различием между технологиями вакуумной инфузии и трансферного формования композита является конструкция технологической оснастки. При пропитке под давлением необходимо использовать жесткую пресс-форму, которая может выдержать нагрузку, возникающую при закачивании смолы внутрь матрицы, без деформации.
При инфузии достаточно одной половины формы. Роль второй выполняет гибкая вакуумная пленка, которая прижимает армирующую ткань к поверхности матрицы. Это позволяет снизить трудозатраты и расходы на изготовление формы, однако такой процесс предъявляет жесткие требования к качеству герметизации рабочего пространства. Малейшая протечка может снизить качество получаемой продукции или вовсе привести к прерыванию процесса. Чтобы этого избежать, следует применять для герметизации качественные строительные ленты с надежным клеевым слоем.
