Арамидные волокна
Стеклянные волокна |
Стеклянная ткань |
Углеродные волокна |
Углеродная ткань |
21 |
|
|
Полимерные композиционные материалы
Конструкции из |
|
• |
|
углепластика |
|
Конструкции из органо- и |
|
• |
|
стеклопластика |
|
Применение ПКМ в конструкции |
|
транспортного самолета Ан-124: 1 - |
Элементы космической |
носовой обтекатель; 2 - передние |
|
створки; 3 — предкрыльевая панель; 4 |
ракеты из углепластика |
- мотогандола; 5 - задняя часть пилона; |
|
6 - обтекатель; 7 - концевой носок |
|
стабилизатора; 8 - зализы стаби |
|
лизатора; 9 - створки грузового люка; |
22 |
10 - створки шасси; 11 - |
|
залонжеронная часть крыла |
|
мерные композиционные материалы (ПКМ) –гетерогенные матер рых в непрерывной полимерной матрице распределены нерастворимые в е материалы (наполнители).
у матрицей и наполнителем возникает четко обозначенная граница разде ное взаимодействие (адгезия) по всей поверхности этой границы, которо ечивает равномерное перераспределение по наполнителю напряжений, кающих в матрице под действием внешних нагрузок.
вокупность свойств, присущих полимерной матрице и наполнителю, сумм позиционном материале пропорционально объемным долям каждой из фа зволяет, владея методами конструирования ПКМ, создавать материалы уемым сочетанием свойств, обеспечивая многофункциональность издели
23
Классификация ПКМ
По типу непрерывной |
Термопласты |
|
фазы (матрицы) |
Реактопласты |
|
|
Эластичные материалы |
|
По природе наполнителя |
Стеклопластики |
|
|
Карбопластики |
|
|
(углепластики) |
|
|
Органопласты |
|
|
Керамопласты |
|
|
Металлопласты |
|
|
Гибридные |
|
По форме наполнителя |
Дисперснонаполненные |
|
|
Непрерывноармированные (полимерные |
|
|
композиты) |
|
По характеру |
Одноосноориентированные |
|
распределения |
||
Ориентированные в плоскости |
||
наполнителя в матрице Объемноориентированные |
||
|
Неориентированные |
|
По |
Изотропные |
|
свойствам |
Анизотропные |
|
24
Свойства одноосноориентированного ПКМ нове эпоксидной полимерной матрицы и волокон различной приро
(вдоль волокон/перпендикулярно волокнам)
Показател |
Природа волокон |
|
||
ь свойств |
Стеклянно |
Арамидное Углеродно |
Карбидо- |
Борное |
|
е |
е |
кремниево |
|
|
|
|
е |
|
, г/см3р, МПа
сж, МПа
Ер, ГПа
сдвиг, МПа
х106, 0С-1
2,08 |
1,38 |
1,52 |
1,96 |
2,1 |
3400/34,5 |
3000/40 |
2400/50 |
900/45 |
1300/48 |
580/270 |
270/190 |
1100/730 |
1200/600 |
1450/700 |
58/13 |
75,8/5,3 |
230/8 |
100/7,4 |
260/4,5 |
86 |
40 |
76 |
44 |
48 |
6,8/12 |
-8,5/40 |
-0,5/9 |
3,3/8,5 |
8/14 |
25
оды переработки полимерных материалов в изд
тье под давлением
есс, во время которого материал (термопласт, реактопласт, резиновая смесь) одится в вязко-текучее состояние и затем впрыскивается под давлением в форму, роисходит оформление изделия
ом литья под давлением производят штучные изделия массой от долей грамма ятков килограммов. Этот способ является наиболее распространенным в переработ инства промышленных термопластов. Кроме того, литьем под давлением производ ия армированные, гибридные, полые, многоцветные, из вспенивающихся пластиков
Основным оборудованием процесса является термопластоавтомат, оснащенный пресс-формами
26
Принципиальная схема процесса литья под давлением
Схема шнековой литьевой машины: 1-литьевая форма; 2-литниковая втулка; 3-сопло; 4-головка пластикационного
цилиндра; 5-шнек; 6-пластикационный цилиндр; 7-бункер;
цилиндр; 10-
нагреватели
Схема трансферного пресса для литьевого прессования реактопластов: 1-плунжер; 2-гидравлический цилиндр; 3-поршень; 4-трансферный цилиндр; 5- оформляющие гнезда прессформы; 6- литниковые каналы; 7-прессформа;278-
цилиндр пластикатора; 9-червяк
Схема многогнездной литьевой формы в разомкнутом (а) и замкнутом (б) виде
28
Пултрузия ( протяжка )
сс изготовления высоко наполненных волокном композиционных деталей с постоян ечным сечением на основе волокон стекла, углерода, базальта и полимеробразующи
Схема пултрузии
Фильера
Пултрузионная машина
Форма изделий
29
Вакуумная инфузия
Технология производства композитного материала, при которой смола вводится в ламинат с использованием силы вакуумного давления. Исходные компоненты композитного материала в сухом виде выкладываются в оснастку, на следующем этапе создаются условия вакуума, после чего
смола по специальным трубкам засасывается в ламинат. Данную технологию используют для производства деталей различных размеров и назначения из углепластика и стеклопластика. При таком технологическом процессе
возможно как производство штучных деталей, так и изготовление небольших
30