производство изделий из полимерных композиционных материалов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт» О.В. Ивановская, М.А. Шевцова ПРОИЗВОДСТВО ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Учебное пособие по лабораторному практикуму Харьков «ХАИ» 2005 УДК 629.7.002+629.7.002.3 (075.8) Производство изделий из полимерных композиционных материалов/ О.В. Ивановская, М.А. Шевцова. – Учеб. пособие по лаб. практикуму. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «Харьк. авиац. ин-т», 2005. - 84 с. Рассмотрен комплекс лабораторных работ по технологическим процессам производства изделий из полимерных композиционных материалов. Приведены краткие теоретические сведения, в которых освещены вопросы по вспомогательным и основным технологическим процессам, а также проектирования оснастки для производства изделий из КМ. Для самопроверки после каждой лабораторной работы даны контрольные вопросы. Для студентов при выполнении лабораторных и практических занятий по курсам «Технология производства изделий из КМ» и «Технология производства агрегатов летательных аппаратов из КМ», а также при выполнении курсовых и дипломных проектов. Ил. 41. Табл. 47. Библиогр.: 5 назв. Рецензенты: д-р техн. наук, проф. В.В. Буланов, д-р техн. наук, проф. И.В. Малков ©Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», 2005 г. 1. Подготовительные процессы Производство изделий из композиционных материалов (КМ) начинается с подготовительных технологических процессов: подготовки исходной арматуры, приготовления и контроля компонентов связующего, приготовления препрегов. 1.1. Процесс приготовления препрегов Общие положения. В настоящее время в производстве ЛА из полимерных КМ применяют в основном так называемый "сухой" метод изготовления изделий. При "сухом" способе изготовления изделий из КМ операция пропитки армирующего материала (нитей, жгутов, лент, тканей) связующим выделена в самостоятельную операцию, в результате которой получают препреги. Применение препрегов для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) обеспечивает стабильность физико-механических характеристик за счет точного соотношения связующего и наполнителя, равномерность пропитки, существенное уменьшение выделения в воздух рабочей зоны вредных веществ, микрочастиц волокон и паров растворителей. Изготовление препрегов возможно двумя способами: из расплава (рис. 1.1) или раствора (рис. 1.2) связующего. 2 6 5 3 1 7 4 Рис. 1.1. Схема получения препрегов из расплава: 1 - исходная бобина с армирующим материалом; 2 - дозирующее устройство с расплавом связующего; 3 - обогреваемый ролик; 4 - прижимные ролики; 5 - препрег; 6 - холодильная камера; 7 - приемная бобина Пропитка армирующих материалов из расплава твердых и высоковязких связующих имеет ряд преимуществ: уменьшаются энергоемкость процесса, выделение вредных веществ, нет расходов на вспомогательные материалы (растворители). При этом технологическое время пропитки должно быть минимальным, так как для термопластов может начаться деструкция, а для термореактивных связующих - полимеризация. Поэтому при пропитке используют дозирующие устройства 2, размеры которых определяются технологической жизнеспособностью расплава и производительностью пропитки. Для предотвращения развития негативных реакций пропитанный препрег 5 должен охлаждаться в холодильной -3- камере 6 до нормальной температуры перед намоткой на приемную бобину 7. На внутреннюю сторону препрега укладывают разделительную