При выборе способа изготовления детали, узла или ИК из ПКМ, включающего в себя процессы воспроизведение заданной схемы армирования, совмещения армирующего материала со связующим, формования и термообработки следует опираться не только на упруго-прочностные свойства ПКМ, но и на рациональное использование материала. «Излишняя» требовательность к качеству структуры материала приводит к необоснованно высоким затратам на компоненты связующего, увеличению трудоемкости, а также завышает сроки и затраты на технологическую подготовку производства.
В таблице 2 представлены рекомендации по выбору способа совмещения связующего и армирующего материала и способа создания формующего давления при реализации одностадийного процесса формования изделия.
Таблица 2
способ пропитки | с применением препрегов | пропитка в оснастке | ||||||||
способ формования | прямое пресс. | ПКФ,ТКФ | РКФ | ВФ и АВФ | комбини рованные | ВПр+ ВФ (инфузия) | ИПр(ВПр)+ ПКФ/ТКФ/РКФ | ИПр+ АВФ** | ||
монолитные обшивки |
ограничено | не рационально | Нет | да | не рационально | да, толстостенные | не рационально | да | ||
монолитные детали и силовые элементы | да | Нет | для слабонагруженных | нет | для слабонагруженных | да, для высоконагруженных | да | |||
конструкции со сплошным заполнителем | нет | нет | Да | нет* | нет | нет* | да | нет* | ||
замкнутые профилированные сотовые конструкции | да | да с плавающей цулагой | Нет | нет* | нет | нет | нет | нет | ||
подкрепленные панели | не рационально | Нет | да | да | да | не рационально | да | |||
трехслойные панели со сплошным заполнителем | не рационально | нет | не рационально | да | нет | да | да | |||
трехслойные панели с сотовым заполнителем | ограничено | не рациональ. | Нет | да | нет | только для конструкций со специальным заполнителем | ||||
трехслойные трубчатые панели | нет | Нет нет | нет | да | да | да | да | |||
многостеночные оболочки | нет | да | нет | да | нет | да | нет | |||
интегральные панели | нет | не рационально | да | да | да | нет | да | |||
интегральные конструкции (агрегаты) | нет | нет | только полностью заполненные | да | да | нет | да | да |
Ограничено – габариты
Не рационально - необходимость изготавливать слишком сложную оснастку и лишнюю, с точки зрения задания геометрической формы.
*) для одностадийного процесса
**) приведены для сравнения
В таблице 3 Представлены Преимущества и недостатки компрессионных способов по сравнению с вакуумным формованием для препреговой технологии и экспертные рекомендации по выбору способов формования деталей при изготовлении их из препрегов.
Таблица 3
Параметр | компрессионные | вакуумное | ||
возможность изготовить цельноформованный многозамкнутый профиль | есть | затруднительно | ||
параметры структуры ПКМ
| ||||
- объемное содержание связующего | задано препрегом | |||
- ожидаемая пористость | не более 3% | до 7 % | ||
технологические параметры | ||||
- трудоемкость при изготовлении обводообразующих агрегатов | 1 операция выкладки + 1 операция сборки пресс-формы | 2 операции выкладки, 2 операции постановки вакуумного пакета, 1 операция склейки | ||
- максимальное давление при формовании (качество наружной поверхности) | до 5 атм. (качество поверхности определяется оснасткой) | до 1 атм. (наблюдаются каверны на рисунке переплетения ткани) | ||
- энергоемкость | малая (1 цикл ТО) | большая (2 цикла ТО + склейка) | ||
по расходуемым материалам | ||||
- пленка для препрега | одинакова | |||
- вакуумная пленка |
нет |
омываемая площадь + припуск | ||
- дренажный материал | ||||
- перфорированная пленка | ||||
Технологическая оснастка | сложная: жесткая пресс-форма + форм-блоки | простая: - матрицы для ВФ | ||
применяемое оборудование* | компрессор, редуктор, блок управления нагревом | вакуумный насос, ловушка, блок управления нагревом |
*)только для процесса формования, рассматривается применение оснастки со встроенной системой нагрева.
В таблице 4 представлены преимущества и недостатки препреговой технологии и технологии с использованием «закрытых» методов пропитки при использовании связующих «холодного» отверждения и экспертные рекомендации по выбору методов совмещения армирующих материалов со связующим и способов создания формующего давления.
Таблица 4
параметр | препрег + ВФ | препрег + компрессион. | вакуумная пропитка | инжекционная пропитка |
объемное содержание связующего | определено наносом* | 40…50 | 28…60 | |
ожидаемая пористость (%) | до 7 % | менее 3% | не более 4% | менее 0.5** |
трудоемкость изготовления | большая | наибольшая | наименьшая | |
возможность изготовления крупногабаритных панелей | Ограниченная | труднореализуема | есть | труднореализуема |
ограниченная**** | ||||
расходы на вспомогательные материалы | большие (см. табл.14.2) | минимальные | наибольшие** | большие*** |
относительная сложность оснастки | простая | сложная | средняя | сложная |
средняя**** |
*) рекомендуемые значения см. табл.7.1;
**) вакуумная пленка, дренаж, пленка с микроперфорацией, трубки, герметизирующий жгут;
***) вакуумная пленка, трубки, герметизирующий жгут;
****) для ИПр в автоклаве
ПРИЛОЖЕНИЕ 5