Статьи

Материалы Новости Применение композитов Технологии

Как делают карбоновые детали, трубы и листы

Раздел: Технологии

Любое изделие из карбона (углепластика) получают по одной схеме: углеродное волокно — ткань, ленту или нить (ровинг) — пропитывают связующим и отверждают в форме или на оправке. Технологии отличаются тем, как укладывают волокно, как подают смолу и чем создают давление. От этого зависят прочность, вес, вид поверхности и цена изделия. Ниже — основные способы; о каждом на сайте есть подробная статья.

Основные технологии

  • Ручное формование. Ткань слой за слоем укладывают в форму и пропитывают смолой вручную. Так делают единичные изделия и малые партии.
  • Вакуумное формование. Выложенные слои накрывают плёнкой и откачивают из-под неё воздух. Так получают детали сложной формы и крупные детали.
  • Вакуумная инфузия. Сухой материал накрывают плёнкой, и смола всасывается в него за счёт разрежения. В изделии остаётся мало воздуха; «сэндвич» можно изготовить за один приём.
  • RTM и VaRTM. Смолу подают в форму, куда заранее уложен сухой материал: под давлением в закрытую форму (RTM) или с помощью вакуума под плёнку (VaRTM). RTM применяют для средних и крупных партий, у изделия гладкие обе стороны; VaRTM — для крупных деталей.
  • Препреги: в автоклаве и без автоклава. Заранее пропитанный материал выкладывают в форму и отверждают при нагреве: под давлением в автоклаве или в печи под вакуумным мешком. Так делают детали автомобилей, в том числе гоночных.
  • Намотка, в том числе мокрая. Пропитанную нить или ленту наматывают на вращающуюся оправку. Так делают трубы, резервуары и другие тела вращения.
  • Пултрузия. Пропитанные нити протягивают через горячую фильеру, которая задаёт форму сечения. Так получают профили постоянного сечения: балки, фермы.

Ещё один распространённый способ — напыление рубленого волокна со смолой — для карбона не используют: так делают крупные стеклопластиковые изделия, например корпуса лодок.

Как делают карбоновые трубы

В промышленности трубы чаще всего получают намоткой волокна на оправку, а профили постоянного сечения — пултрузией. Мы делаем трубки двумя способами, оба — из плетёного армирующего рукава или ленты:

  • На оправке. Рукав или ленту укладывают на оправку и отверждают, после чего оправку вынимают, а трубку шлифуют снаружи до нужного размера. Оправка задаёт внутренний диаметр трубки.
  • Раздувом в матрице. Заготовку из рукава или ленты помещают в матрицу и раздувают изнутри, так что материал прижимается к стенкам формы. Матрица задаёт наружный диаметр и наружную поверхность трубки.

Направление волокон выбирают под нагрузку: под изгиб, сжатие и растяжение или кручение. Поэтому две трубки одного размера могут быть рассчитаны на разную работу. Мы изготавливаем карбоновые и стеклопластиковые трубки диаметром от 5 до 150 мм и длиной до 6 м.

Как делают карбоновые листы

Листы (пластины) формуют из слоёв ткани или однонаправленной ленты. Небольшие листы — у нас до 350х500 мм — прессуют, и обе стороны получаются гладкими. Листы большего размера изготавливают вакуумной формовкой или инфузией: у них одна сторона гладкая, вторая текстурированная. Волокна укладывают в двух направлениях (выкладка 0/90) или в одном — в зависимости от нагрузки. Готовый лист можно обработать на станке с ЧПУ.

От чего зависит выбор технологии

  • Тираж. Для единичных изделий подходят ручное и вакуумное формование, для серии — RTM.
  • Форма. Тела вращения наматывают, профили постоянного сечения получают пултрузией, детали сложной формы формуют в матрице.
  • Прочность и вес. Больше всего волокна и меньше всего пустот дают препреги и инфузия.
  • Поверхность. Обе стороны гладкими получаются в закрытой форме или под прессом; при формовании на одной форме гладкой выходит одна сторона.

Смотрите в каталоге

Каталог Продукции