Kompozit texnologiyalar. Zamonaviy yuqori texnologiya. Qoplamalarni plazma bilan purkash

Ushbu usul davomida oldindan tayyorlangan plomba moddalari qo'llaniladi. Ushbu usul tufayli mahsulotning yuqori bir xilligi mustahkamlik uchun kafolatlanadi va ko'rsatkichlar nazorat qilinadi. Biroq, olingan mahsulotning sifati ko'p jihatdan ishchilarning malakasi va tajribasiga bog'liq.

Qo'lda ishlangan shisha tolali mahsulotlarni ishlab chiqarish bir necha bosqichlarga bo'lingan. Birinchi bosqich tayyorgarlik deb ataladi, uning davomida kutilgan mahsulot matritsasining yuzasi tozalanadi, so'ngra yog'sizlanadi va nihoyat bo'shatish mumi qatlami qo'llaniladi. Birinchi bosqichning oxirida matritsa himoya va dekorativ qatlam - gelkoat bilan qoplangan. Ushbu qatlam tufayli kelajakdagi mahsulotning tashqi yuzasi hosil bo'ladi, rang o'rnatiladi va undan himoya qilinadi zararli omillar suv, ultrabinafsha nurlar va kimyoviy reagentlar kabi. Salbiy matritsalar asosan tayyor mahsulot ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Maxsus gelkoat qatlami quriganidan so'ng, siz qoliplash deb ataladigan keyingi bosqichga o'tishingiz mumkin. Ushbu bosqichda dastlab kesilgan shisha material matritsaga joylashtiriladi, shuningdek, boshqa turdagi plomba moddasi ham ishlatilishi mumkin. Keyinchalik kutilgan mahsulotning "skeleti" ni shakllantirish jarayoni keladi. Keyin katalizatorli qatron, oldindan aralashtirilgan, tayyorlangan shisha materialga qo'llaniladi. Qatronlar cho'tkalar va yumshoq rulolar yordamida matritsa bo'ylab teng ravishda taqsimlanishi kerak. Yakuniy bosqich dumaloq deb atash mumkin. Hali qattiqlashmagan laminatdan havo pufakchalarini olib tashlash uchun ishlatiladi. Agar ular olib tashlanmasa, bu tayyor mahsulot sifatiga ta'sir qiladi, shuning uchun laminat qattiq rulon bilan o'ralishi kerak. Tayyor mahsulot qotib qolgandan so'ng, u qolipdan chiqariladi va ishlov beriladi, bu teshiklarni burg'ulash, qirralarning atrofida ortiqcha shisha tolalarni kesish va hokazolarni o'z ichiga oladi.

Ushbu usulning afzalliklari:

• mavjud haqiqiy imkoniyat minimal investitsiyalar bilan murakkab shakldagi va sezilarli o'lchamdagi mahsulotni olish;
• mahsulot dizayni osongina o'zgartirilishi mumkin, chunki mahsulotga o'rnatilgan qismlar va armaturalar kiritilgan va uskunalar va kerakli jihozlarning narxi ancha past;
• Matritsani yaratish uchun uning nisbati va shaklini saqlab turishga qodir bo'lgan har qanday material ishlatiladi.

Ushbu usulning kamchiliklari:

• muhim xarajatlar qo'l mehnati;
• unumdorlik juda past;
• mahsulot sifati qolipchining malakasiga bog'liq bo'ladi;
• Ushbu usul kichik hajmdagi mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun javob beradi.

2. Püskürtme.

Ushbu usul kichik va o'rta ishlab chiqarish uchun javob beradi. Püskürtme usuli, bu usul uchun asbob-uskunalarni sotib olishda ba'zi xarajatlar mavjud bo'lsa-da, kontaktni shakllantirishga nisbatan juda ko'p afzalliklarga ega.

Maxsus o'rnatish sizga murojaat qilish imkonini beradi himoya qoplamasi va plastmassa. Shu sababli, materialni oldindan kesish va bog'lovchini tayyorlashning hojati yo'q, buning natijasida qo'l mehnatining bir qismi keskin kamayadi. Maxsus qurilmalar qatron va sertleştirici dozalarini avtomatik ravishda aniq hisoblab chiqadi, shuningdek, ular ayiqlarni bo'laklarga bo'linadi. talab qilinadigan o'lchamlar(0,8 - 5 sm). Kesish jarayonidan so'ng ipning qismlari biriktiruvchi oqimga tushishi va matritsaga o'tish vaqtida to'yingan bo'lishi kerak. Qo'l mehnati orqali matritsadagi shisha tolali siqish jarayoni rulon yordamida amalga oshiriladi.

Püskürtme orqali shisha tolali shisha ishlab chiqarishda bir qator afzalliklar:

• vaqt tejaladi va foydali hududlar materialni kesish va bog'lovchini tayyorlashning hojati yo'qligi sababli;
• qoliplash uchun maxsus tayyorlangan joylar sonini qisqartirish hisobiga ishlab chiqarish maydonlarining sonini qisqartirish mumkin;
• mahsulotni shakllantirish tezligi oshadi;
• mahsulot sifati ustidan nazorat soddalashtirilgan;
• fondi ish haqi sezilarli tejash;
• roving nisbatan bo'lganligi sababli arzon material, keyin hosil bo'lgan mahsulotning narxi sezilarli darajada kamayadi.

Bog'lovchi oz miqdorda tayyorlanganda, qo'lda qoliplash paytida bog'lovchining 5% gacha bo'lgan qismi asboblar va idishning devorlarida qoladi, bu juda tejamkor emas. Ma'lumki, hosil bo'lgan mahsulot sifati montaj operatorining malakasi va tajribasiga bog'liq bo'ladi. Ushbu usul qo'lda kalıplama paytida bo'lgani kabi bir xil asboblardan foydalanadi.

3. Pultrusion.

Pultrusion texnologiyasi tolali plastmassalardan bir o'qli yo'naltirilgan profil mahsulotlarini uzluksiz ishlab chiqarishga asoslangan. dan yasalgan doimiy kesma bilan profilli mahsulot mos material Aynan shu narsa pultrusion orqali olinishi mumkin.

Maxsus pultrusion mashinasi tufayli shisha tolali profil ishlab chiqariladi. Bunday mashina mustahkamlovchi materiallarni etkazib berish bo'limidan, matritsadan, emdirish uchun qismdan, tortish moslamasidan va boshqaruv blokidan iborat. isitish elementlari va kesish bo'limidan. Yo'naltirilgan tolali paketni quruq holatda mustahkamlash va uni quruq paket orqali pompalanadigan polimer kompozitsiyasi bilan singdirish yaxshiroqdir. Ushbu texnologiya tufayli havo materialga kirmaydi. Ortiqcha qatron yana panga quyiladi va qayta ishlanadi. Mustahkamlovchi material sifatida ishlatiladigan roving g'altaklardan quruq holatda yechiladi va maxsus usulda to'plamga yig'iladi. Keyin material emdirish moslamasiga kiradi - bu qatronli maxsus vanna bo'lib, u erda poliester, epoksi yoki boshqa bog'lovchi bilan to'liq namlanadi. Keyin allaqachon singdirilgan material isitiladigan qolipga yuboriladi, uning vazifasi profil konfiguratsiyasini shakllantirishdir. Keyin kompozitsiya belgilangan haroratda qattiqlashadi. Natijada shisha tolali profil paydo bo'ldi, uning konfiguratsiyasi matritsa shakliga mos keladi.

Pultrusion tomonidan ishlab chiqarilgan mahsulotlar klassik qoliplash usullari bilan tayyorlangan qismlarga nisbatan yuqori xususiyatlarga ega ekanligi isbotlangan. Ushbu usulning narxining oshishi ushbu jarayonga xos bo'lgan bir qator afzalliklarga bog'liq. Afzalliklari orasida tolalar tarangligi va yo'nalishini qat'iy nazorat qilish, teshiklarni kamaytirish va kompozitsiyada doimiy tola tarkibini saqlash kiradi. Ko'rinib turibdiki, hatto qatlamlararo kesish xususiyati ham aniq yaxshilangan. Yoniq bu daqiqa Asosiy pultrusion jarayonining bir nechta variantlari ishlab chiqilgan bo'lib, ular ko'pchilikni qiziqtiradi va sanoat uchun juda ko'p narsani anglatadi. Ularning afzalliklari yaxshi elektr, fizik, kimyoviy va termal xususiyatlar, yuqori ishlash va mukammal o'lchovli bardoshlik. Ushbu pultrusion usullaridan biri doimiy plastinka va qatlamli yarim tayyor mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun aniq mo'ljallangan.

Biroq, har bir usul o'zining kamchiliklariga ega. Ushbu usul jarayonning tezligi kabi kamchilik bilan tavsiflanadi, bu harorat va bog'lovchining qattiqlashuv tezligiga bog'liq bo'ladi. Odatda past issiqlikka chidamli polyester qatronlar uchun kichikdir. Yana bir kamchilik shundaki, mahsulotning uzunligi bo'ylab doimiy kesmani ta'minlash qiyin, ayniqsa bo'lmagan mahsulotlar bundan mustasno. murakkab shakl bo'limlar - kvadrat, dumaloq, I-nur va boshqalar. Mahsulotni olish uchun siz faqat iplar yoki iplardan foydalanishingiz kerak. Biroq, yaqinda profilli mahsulotlarni ishlab chiqarish usulining bu kamchiliklari asta-sekin yo'q qilindi va bu jarayondan foydalanish sezilarli darajada kengaydi. Polimer matritsalari sifatida polivinil efirlar va epoksi qatronlarga asoslangan kompozitsion ishlatiladi. Polisulfon, polietersulfon va plastiklashtirilgan polimid asosidagi bunday polimer matritsalaridan foydalanish diametri taxminan besh mm bo'lgan novdalarni taxminan yuz ikki m / min tezlikda shakllantirish tezligiga erishish imkonini beradi.

Murakkab mustahkamlangan profil mahsulotlarini olish uchun tolali matlar yoki matolardan iborat qatlamli materiallarni chizish usulini qo'llash kerak. Hozirgi vaqtda spiral qatlamni o'rash va cho'tkalashni birlashtirgan quvurli mahsulotlarni ishlab chiqarish usullari ishlab chiqilgan. Pichoqlar shamol turbinalari murakkab profilga ega ko'ndalang kesim, ega bo'lgan materiallardan foydalanishga misol qilib keltirish mumkin murakkab sxema kuchaytirish Plitalar uchun yarim tayyor mahsulotlarni shakllantirish uchun uskunalar allaqachon ishlab chiqilgan. avtomobil buloqlari, ular egri sirt va o'zgaruvchan kesimga ega.

4. O'rash.

Shisha tolali mahsulotlarni shakllantirishning eng istiqbolli usullaridan biri bu tolali o'rash usuli bo'lib, u mahsulotlarda ularning shakli va ish xususiyatlariga qarab kerakli plomba tuzilishini yaratadi. Iplar, lentalar, iplarni plomba sifatida ishlatish tufayli mahsulotlarning maksimal mustahkamligini ta'minlaydi. Bundan tashqari, bunday plomba moddalari eng arzon hisoblanadi.

Elyafni o'rash jarayoni nisbatan oddiy usul sifatida tavsiflanishi mumkin, bunda mustahkamlovchi material doimiy tirgak (tortma) yoki ip (ip) shaklida aylanadigan mandrelga o'raladi. Maxsus mexanizmlar o'rash burchagini va mustahkamlovchi materialning joylashishini nazorat qiladi. Ushbu qurilmalar mandrelning aylanishiga mos keladigan tezlikda harakatlanadi. Materiallar mandrelning atrofiga bir-biriga tegib turgan chiziqlar shaklida yoki mandrel yuzasi to'liq qoplanmaguncha ba'zi bir maxsus naqshlarda o'ralgan. Ketma-ket qatlamlar bir burchak ostida yoki burchak ostida qo'llanilishi mumkin turli burchaklar kerakli qalinlikka erishilgunga qadar o'rash. O'rash burchagi bo'ylama deb ataladigan juda kichikdan katta - aylanagacha o'zgaradi. Ushbu tartibga solish mandrelning o'qiga nisbatan 90 0 ni nazarda tutadi, bu intervalning barcha spiral burchaklarini qoplaydi.

Termosetting qatroni mustahkamlovchi material uchun bog'lovchi bo'lib xizmat qiladi. Nam o'rash jarayonida qatron to'g'ridan-to'g'ri o'rash vaqtida qo'llaniladi. Quruq o'rash jarayoni B-bosqichida qatron bilan oldindan singdirilgan rovingdan foydalanishga asoslangan. Qattiqlashuv yuqori haroratda ortiqcha bosimsiz amalga oshiriladi. Jarayonning yakuniy bosqichi mahsulotni mandreldan olishga asoslangan. Agar kerak bo'lsa, tugatish operatsiyalari amalga oshirilishi mumkin: mexanik ishlov berish yoki silliqlash. Asosiy o'rash jarayoni ko'plab variantlar bilan tavsiflanadi, ular faqat o'rashning tabiati, shuningdek, dizayn xususiyatlari, materiallarning kombinatsiyasi va uskunalar turi bilan farqlanadi. Tuzilish aylanish yuzasida bo'lgani kabi o'ralgan bo'lishi kerak. Shu bilan birga, boshqa turdagi mahsulotlarni qoliplash mumkin, masalan, hali qotib qolmagan yara qismini yopiq qolip ichida siqish orqali.

Dizayn silliq silindr, quvur yoki quvurga o'xshaydi, ularning diametri bir necha santimetrdan bir necha o'n santimetrgacha. O'rash konusning, sharsimon va geodezik shakldagi mahsulotlarni shakllantirishga imkon beradi. Kemalarni olish uchun Yuqori bosim va saqlash tanklari uchun so'nggi qopqoqni o'rashga kiritish kerak. Nostandart yuklash sharoitida ishlaydigan mahsulotlarni shakllantirish mumkin, masalan, tashqi yoki ichki bosim, siqish yuklari yoki moment. Termoplastik quvurlar va yuqori bosimli metall idishlar tashqi bantlar bilan o'ralgan holda mustahkamlanadi. Olingan mahsulotlar yuqori darajadagi aniqlik bilan ajralib turadi. Biroq, o'rash jarayonining yana bir tomoni bor, bu jarayon pastroq ishlab chiqarish tezligi bilan tavsiflanadi. Afzallik shundaki, har qanday doimiy mustahkamlovchi material o'rash uchun mos keladi.

Mashinalarni o'rash jarayoni uchun ishlatish mumkin har xil turlari: turli xil stanoklar va zanjirli dastgohlardan tortib, uch yoki to'rtta harakat o'qi bilan tavsiflangan murakkabroq kompyuterlashtirilgan birliklargacha. Quvurlarni doimiy ravishda ishlab chiqaradigan mashinalar ham qo'llaniladi. Katta tanklarni o'rashni osonlashtirish uchun o'rnatish joyida ko'chma uskunani loyihalash kerak.

O'rash usulining asosiy afzalliklari:

• jarayonning tezligi tufayli iqtisodiy nuqtai nazardan foydali bo'lgan materialni yotqizish usuli;
• qatron/shisha nisbatini sozlash imkoniyati;
• kam o'lik vazn, lekin yuqori quvvat;
• bu usul korroziyaga va chirishga moyil emas;
• nisbatan arzon materiallar;
• profillarning yo'nalishli tolalarga ega bo'lishi va shisha materiallarning yaxshi tarkibi tufayli laminatlarning yaxshi tuzilishi.

5. Bosish.

Preslash jarayoni materialning tez qattiqlashishi haroratida qolipda hosil bo'lgan yuqori bosim ta'sirida mahsulotga to'g'ridan-to'g'ri kerakli shaklni berishdan iborat. Rahmat tashqi bosim bosilgan materialda uning siqilishi va oldingi strukturaning qisman buzilishi sodir bo'ladi. Siqilish paytida hosil bo'lgan materialning aloqa zarralari orasidagi ishqalanish issiqlik energiyasini hosil qiladi, bu albatta bog'lovchining erishiga olib keladi. Material viskoplastik holatga o'tgandan so'ng, u bosim ostida qolipga tarqalib, izchil va siqilgan strukturani hosil qiladi. Qattiqlashuv jarayoni bog'lovchining erkin guruhlari orasidagi polikondensatsiya tufayli makromolekulalarning o'zaro bog'lanish reaktsiyasiga asoslangan. Reaksiya issiqlikni talab qiladi, uning davomida past molekulyar og'irlikdagi, uchuvchi moddalar, masalan, metanol, suv, formaldegid, ammiak va boshqalar chiqariladi.

To'g'ridan-to'g'ri presslash texnologiyasi uchun parametrlar:

• oldindan isitish harorati;
• bosim bosimi;
• bosim harorati;
• bosim ostida vaqtinchalik ta'sir qilish;
• prepress parametrlari;

To'g'ridan-to'g'ri bosish paytida bosim to'g'ridan-to'g'ri qolip bo'shlig'idagi materialga ta'sir qiladi, shuning uchun qolib qismlari muddatidan oldin eskirishi mumkin. Mahsulot hajmiga qarab, bosish davri 4 dan 7 minutgacha bo'lishi mumkin. Plastmassalarni mustahkamlash uchun to'g'ridan-to'g'ri presslash ikki turga ega, ular tolali plomba qanday singdirilganiga bog'liq:

• Quruq, oldindan emprenye qilingan tuvallar va matolar bosiladi;
• Ular qolipda emprenye bilan bosiladi.

Birinchi usul ko'proq mashhur. Nisbatan oddiy shakldagi mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun to'g'ridan-to'g'ri presslash qo'llaniladi. Qismning tashqi yuzasi sifatiga qo'yiladigan yuqori talablar tufayli prepreg blankalarini tayyorlashda komponentlarni dozalash uchun avtomatik qurilmalar yaratildi. Blankalar paketlarini ko'p bo'shliqli press qoliplariga yuklaydigan maxsus avtomatik manipulyatorlar ishlab chiqilgan. Yangi avlod yuqori aniqlikdagi presslar bilan jihozlangan zamonaviy tizimlar nazorat qilish, buning yordamida yuqori sifatli sirtga ega qismlarni olish mumkin va ularning narxi taxminan po'lat qismlar bilan bir xil.

6. SMC texnologiyasi.

Kompozit materiallarning tarqalishiga asosiy to'siq - zaif moslashuvchanlik an'anaviy texnologiyalar ularni ishlab chiqarish zamonaviy keng ko'lamli ishlab chiqarish ehtiyojlariga mos keladi, bu ham to'liq avtomatlashtirilgan. Bugungi kunda kompozit qismlar hali ham "parcha buyumlar" bo'lib qolmoqda. Tajribali xodimlarning qimmat mehnati hissa qo'shadi yuqori hissa ushbu materiallar narxining bir qismiga. Shunga qaramay, uchun o'tgan yillar Kompozitlar ishlab chiqarishning avtomatlashtirilgan usullarini tayyorlashda sezilarli yutuqlarga erishdik. SMC texnologiyasi eng mashhur ishlanmalardan biriga aylandi.

Ushbu texnologiyadan foydalangan holda yakuniy mahsulotlar ikki bosqichli jarayonga bo'ysunadi. Texnologiyaning birinchi bosqichi prepregning avtomatik konveyer qurilmasida ishlab chiqarilishi bilan tavsiflanadi va ikkinchi bosqichda prepreg po'lat qoliplarda tayyor qismlarga qayta ishlanadi. Keling, ushbu bosqichlarni batafsilroq tavsiflaymiz. Birlashtiruvchi material uchun asos sifatida to'yinmagan poliester qatroni ishlatiladi. Uning afzalliklari orasida past narx va qisqa muddatli quritish. Armatura komponenti maydalangan shisha tolali bo'lib, u varaq hajmi bo'ylab tasodifiy taqsimlanadi. Xona haroratida bir necha oy davomida uzoq muddatli saqlash qatronlarni mustahkamlash tizimi bilan ta'minlanadi. Kimyoviy quyuqlashtiruvchi moddalar shisha tolani bir necha marta singdirilgandan so'ng bog'lovchining viskozitesini oshiradi va shu bilan prepregning ishlab chiqarish qobiliyatini yaxshilaydi va uning saqlash muddatini oshiradi. Bog'lovchiga ko'p miqdorda kiritilgan mineral plomba moddalari tayyor mahsulotlarning yong'inga chidamliligini oshiradi va ularning sirt sifati sezilarli darajada yaxshilanadi.

Olingan prepreg qizdirilgan po'lat qoliplarda bosish tufayli avtomatik jarayonda qayta ishlanishi mumkin. Ushbu qoliplar dizayni termoplastiklar uchun inyeksion qoliplarga o'xshaydi. Bog'lovchi formulasi tufayli prepreg 150 C haroratda va 50-80 bar bosimda ~ 30 sek / mm qalinlikdagi tezlikda qattiqlashadi. Qattiqlashuvning qisqarishi juda past muhim xususiyat SMC texnologiyalari. Mineral plomba va maxsus termoplastik qo'shimchalarning yuqori miqdori tufayli qisqarish 0,05% gacha. Olingan mahsulotlarning zarba kuchi 50-100 kJ / m2, vayron qiluvchi egilish kuchi 120-180 MPa. Oyiga bir necha mingdan yuz minglab ko'p miqdorda yuqori sifatli kompozitsion mahsulotlar ishlab chiqarishda SMC texnologiyasidan foydalanish iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiqdir. Yevropa bozorida yiliga yuz minglab shunga o'xshash materiallar ishlab chiqariladi. Elektr energetikasi, avtomobil va temir yo'l sanoati ushbu materiallarning eng yirik iste'molchilari hisoblanadi.

7. RTM (Resin Transfer Molding) usuli.

RTM usuli kompozitlarni singdirish va inyeksion kalıplamaga asoslangan bo'lib, uning davomida biriktiruvchi allaqachon plomba yoki preformlarni o'z ichiga olgan yopiq matritsaga o'tkaziladi. Har xil to'quvlarning turli matolari mustahkamlovchi material sifatida harakat qilishi mumkin, masalan, ko'p o'qli yoki emulsiya materiallari va chang shisha matlar. Bog'lovchi 50-120 daqiqada jelga aylanadigan va past dinamik yopishqoqlikka ega bo'lgan qatrondir. GOST 28593-90 qatronning yopishqoqligi va jelleşme vaqtini belgilaydi.

Bu usul yiliga 500 -10 000 ta mahsulotning standart hajmlari uchun juda mos keladi. Matritsaning dizayni har ikki tomondan qismning tashqi konturlarini takrorlaydigan kompozit yoki po'latdan yasalgan shakllardan iborat. Tuzilmalar yuqori haroratli xususiyatlarga ega bo'lib, ular mahkamlash joylarida qo'llab-quvvatlanadigan yopiq po'latdan yasalgan ramkalarning aniq hizalanishi bilan ushlab turiladi.

Ushbu usul 0,2 m2 dan 100 m2 gacha bo'lgan matritsalarni ishlab chiqarish uchun ideal. Matritsa dizayni kompozit yoki po'latdan yasalgan shakllardan iborat. O'chirish matritsasi engilroq va moslashuvchan dizayndan iborat. Matritsaning yarmi vakuum ta'sirida bir-biriga bog'langan.

RTM texnologiyasining afzalliklari:

• avtomatlashtirilgan ishlab chiqarish, bu inson aralashuvining tasodifiy xususiyatini kamaytiradi;
• ishlatiladigan xom ashyo miqdorini kamaytirish va nazorat qilish mavjud;
• materialning atrof-muhitga ta'siri kamayadi;
• mehnat sharoitlari yaxshilandi;
• yaxshi emdirish tufayli nisbatan bardoshli mahsulotlar yaratiladi;
• nisbatan arzon uskunalar.

Robot kompleksi Uchun ishlov berish dan mahsulotlar kompozit materiallar texnologik tsikldagi eng ko'p mehnat talab qiladigan operatsiyalarni mexanizatsiyalash va avtomatlashtirish uchun mo'ljallangan:

• Texnologik chirog'ni kesish va olib tashlash
• O'rnatilgan elementlar uchun frezalash oluklari, chuqurchalar va joylashtiruvchilar
• Murakkab shakldagi teshiklardan burg'ulash va frezalash
• Katta teshiklarni frezalash (deraza teshiklari, lyuklar va boshqalar)

Robot kompleksi quyidagi imtiyozlarni taqdim etish imkonini beradi:

• Manuel usullar bilan solishtirganda ishlov berish tezligi oshdi
• Yuqori takroriylik va ishlov berish sifati
• Yuqori sifatli frezalash "bir o'tishda"
• Mehnat sharoitlarini yaxshilash
• Qo'shimcha bilim talab qiladigan ish o'rinlarini yaratish

Da aloqa usuli Kalıplama paytida shisha material cho'tka yoki rulon yordamida qo'lda qatronlar bilan singdiriladi. Emprenye bir vaqtning o'zida qolipda rulon bilan yoki alohida amalga oshirilishi mumkin. Rolling laminatdan havo olib tashlash va bog'lovchini bir tekis taqsimlash uchun amalga oshiriladi.

T kompozitlar texnologiyasi mustahkamlangan materiallarni olish muammosini hal qiladi. Texnologiya so'zi ikki yunoncha so'zdan iborat: techne - mahorat va logos - so'z, ta'lim. Odatda bu turdagi nomlarda "logiya" ikkinchi qismi "fan" tushunchasiga mos keladi. Masalan, zoologiya - hayvonlar haqidagi fan, geologiya - Yerning tuzilishi haqidagi fan. O'xshatish uchun texnologiyani hunarmandchilik fani deb ta'riflash kerak.

Kompozitlar texnologiyasi - materiallar texnologiyasi bo'limi

Ammo "texnologiya" so'zi yonida "fan" so'zi nisbatan yaqinda paydo bo'ldi. Texnologiya odatda usullar to'plami sifatida aniqlanadi. Agar haqida gapiramiz O materiallar texnologiyasi, keyin bu materiallarni olish va qayta ishlash usullari to'plami.
Elyaflar materialning tarkibiy qismlari sifatida. Bir necha o'n yillar oldin bu ta'rifga qo'shilish mumkin edi. Va bugungi kunda bu, shubhasiz, aniqlashtirishni talab qiladi. Hozirgi vaqtda materiallar texnologiyasi nafaqat usullar majmui, balki o'ziga xos nazariy asosga ega bo'lgan materiallarni olish va qayta ishlash fanidir (metallurgiya jarayonlari nazariyasi, bosim bilan ishlov berish nazariyasi, issiqlik bilan ishlov berish nazariyasi va boshqalar). , o'zining tadqiqot usullari, o'z tamoyillari. Yangi materiallarni yaratish esa uning yutuqlaridan foydalanmasdan tasavvur qilib bo'lmaydi. Ammo shuni yodda tutgan holda, biz so'zning birinchi qismini unutmasligimiz kerak. Zero, texnologiya ham mahoratdir. Va mahorat san'atga o'xshaydi. Yaxshi texnolog bo‘lish uchun bilimdan tashqari zukkolik va zukkolik ham bo‘lishi kerak. Va sizga hali ham iste'dod kerak. Biroq, bu fazilatlar har qanday biznesda ortiqcha emas. Materiallarni yaratishda odamlar ishtirok etadilar turli mutaxassisliklar. Nazariy materialshunoslar - bu materiallar harakatining umumiy qonuniyatlarini o'rganadigan fiziklar, kimyogarlar va mexaniklar. Materialshunos-texnologlar bu naqshlardan yangi materiallar yaratish va ularni ishlab chiqarish usullarini ishlab chiqish uchun foydalanadigan mutaxassislardir. Ular nazariya va amaliyot o'rtasidagi bog'liqlikdir. To'g'ridan-to'g'ri fabrikalarda ishlaydigan va sanoat sharoitida mahsulot ishlab chiqarish jarayonlarini ishlab chiqadigan ishlab chiqarish texnologlari ham bor. Biz materialshunos va texnologlarning ishi haqida gapiramiz.

Kompozitlar texnologiyasi - mutaxassis uchun vazifa

Keling, misol qilib olaylik Kompozitlar texnologiyasi bo'yicha mutaxassis. U qanday muammolarni hal qilishi kerak? Mana ulardan biri. Berilgan: bobinlarga o'ralgan bor tolalari; alyuminiy (har qanday shaklda - choyshab, sim, kukun, eritma) sizning xohishingizga ko'ra tanlanishi mumkin. Majburiy: tolalar va alyuminiy matritsani bir-biriga ulang, shu bilan yuqori quvvatli bor alyuminiyini oling. Buni qanday qilishni texnolog hal qilishi kerak. Suhbatni yanada aniqroq qilish uchun, keling, barcha tolalar kesma bo'ylab teng ravishda taqsimlangan va bir-biriga parallel ravishda yotqizilgan varaq shaklida bunday kompozitsiyani qanday olish kerakligini muhokama qilaylik. Berilgan muammoni hal qilish uchta asosiy savolga javob berishni anglatadi:

1. Berilgan yo'nalishda tola yotqizilishi qanday ta'minlanadi?
2. Kerakli tuzilish va xususiyatlarga ega varaqni olish uchun matritsaga tolalarni qanday kiritish kerak?
3. Materialni ishlab chiqarish jarayonida tolalarni yumshatish va yo'q qilishning oldini olish, shu bilan birga ularning matritsa bilan mustahkam aloqasini ta'minlash qanday?

Savol "qanday qilib?" texnologlarni doimiy ravishda kuzatib boradi. Va har doim uning yonida paydo bo'ladi doimiy hamroh- "Nima uchun?". "Nima uchun?" Degan savolga javob bering. - u yoki bu hodisani keltirib chiqaruvchi sababni topishni bildiradi. Va "qanday qilib?" Degan savolga javob. muammoni hal qilish yo'llarini ko'rsatishi kerak. Fan bilan shug‘ullanuvchi har bir mutaxassis bu savollarga tinimsiz javob izlashga majbur bo‘ladi va undan qutulishga umidi ham yo‘q. Biriga javob berishingiz bilan boshqasi paydo bo'ladi va u o'z navbatida yangi "nima uchun?" Ko'chkisini tug'diradi. Xo'sh qanday?". Va agar ular tashvishlanishni to'xtatsalar, u olim bo'lishni to'xtatadi. Ammo shunga qaramay, texnolog uchun asosiy narsa "qanday qilib?" Degan savolga javob berishdir. Bu uning ishi. Texnologiya muammosini hal qilishda e'tiborga olinishi kerak bo'lgan uchta asosiy savol tuzilgan. Keling, ularga javob berishga harakat qilaylik.

Kompozitda tolalarni qanday yo'naltirish kerak

Keling, tartibda boshlaylik. Kompozitda tolalarni qanday yo'naltirish kerak? Agar ular mustahkamlangan po'lat novdalar kabi etarlicha qalin bo'lsa, hech qanday maxsus muammolar bo'lmaydi. Siz bir vaqtning o'zida maxsus tayyorlangan uyalarga joylashtirishingiz mumkin.
Kompozitlarning asosi sifatida tolalar. Ammo diametri taxminan 100 mikron bo'lgan nozik tolalar bilan shug'ullanishimiz kerak. Qalinligi 5 mm va kengligi 500 mm bo'lgan varaqda ularning 100 mingdan ko'prog'i bo'ladi, buning uchun har bir tolani oldindan belgilangan joyga qo'lda yotqizish aniq emas. Mashina buni qila oladi. Tolalar bir-biriga tegmasligi kerakligini hisobga olish kerak, matritsada kerakli konsentratsiyani ta'minlash uchun ular bir-biridan ma'lum masofada joylashtirilishi kerak. Bu erda siz bir nechta variantlarni taklif qilishingiz mumkin, ammo, ehtimol, eng yaxshilaridan biri bugungi kunda amalda keng qo'llaniladi - o'rash usuli. Ular silindrsimon barabanni oladi, uning atrofi kelajakdagi varaqning uzunligiga teng bo'lib, uni torna ustiga o'rnatadi va ma'lum masofaga shamol tolalarini o'rnatadi. G'oya shundan iboratki, silindrning generatrix bo'ylab barcha tolalarni kesib, ularni tekislikka ochish, natijada parallel tolalarning bir qatlami paydo bo'ladi. Ushbu qatlamning uzunligi barabanning atrofiga teng. Va saqlash uchun o'zaro tartibga solish qatlamdagi tolalar, kesishdan oldin ularni qandaydir tarzda bir-biriga mahkamlashingiz kerak. Siz, masalan, uni elim bilan qoplashingiz va quritgandan keyin chiziq bo'ylab kesishingiz mumkin. Bunday holda, elimni tanlang, agar kerak bo'lsa, uni osongina olib tashlash mumkin, masalan, isitish orqali yoqib yuborilishi mumkin.

Matritsaga tolalarni qanday kiritish kerak

Ammo hamma narsani boshqacha qilish yaxshiroqdir. Matritsa materialining o'zidan mahkamlash vositasi sifatida foydalaning. Keyin kompozit texnologiyani to'g'ri saqlash uchun bir vaqtning o'zida ikkita vazifani bajarishingiz mumkin: tolalarni mahkamlang kerakli holatda va bir vaqtning o'zida ularni matritsaga kiriting, ya'ni vazifamizning ikkinchi asosiy savoliga javob berish. Yomon fikr emas. Ammo yana bir xil muammo tug'iladi - qanday qilib? Buni qanday qilish kerak? Siz fizika va kimyoni bilmasdan turib olmaysiz.

Elektrokimyoviy usul

Foydalanish mumkin elektrokimyoviy usul, matritsali metallning galvanik qoplamasini barabanga o'ralgan tolalar bilan qo'llash. Bu printsipial jihatdan juda qiyin emas, lekin:

1. ko'p vaqt talab etadi
2. Hamma metallarni bu tarzda qo'llash mumkin emas,
3. Murakkab qotishmalarga kelsak, kerakli matritsa tarkibini ta'minlash qiyin.

Ammo ba'zi kompozitlar uchun, masalan, mis yoki nikeldan tayyorlangan matritsalar bilan, usul juda maqbuldir. Garchi universalroq narsani topish yaxshiroq bo'lar edi. Siz boshqa yo'l bilan kelishingiz mumkin. Barabanni yara tolalari bilan eritilgan alyuminiyga botirib oling va olib tashlangandan so'ng, kristallanishga qadar tez sovutib oling. Bu oddiy ko'rinadi, lekin bu soddalik aldamchi. Suyuq metall drenajlanadi va shuning uchun butun mono qatlamni matritsa bilan bir xilda qoplash mumkin bo'lmaydi. Bundan tashqari, ba'zi hollarda eritilgan metall barabanning o'zi bilan faol ta'sir o'tkazishi mumkin, uning yuzasi va tolalar yuzasini korroziyaga olib keladi va bu juda istalmagan, chunki baraban o'z o'lchamlarini yo'qotadi va tolalar yumshab, mo'rt bo'ladi. .

Qoplamalarni plazma bilan purkash

Lekin eng ko'p mos variant. Foydalanish qoplamalarni plazma bilan purkash. Bu usulda matritsa materiali past haroratli plazma (o‘rtacha harorati taxminan 10 000 K bo‘lgan ionlangan gaz) oqimi bilan eritiladi va xuddi shu oqim bilan püskürtülür va tolalarni qoplagan holda baraban yuzasiga o‘tkaziladi. va ular orasidagi bo'shliqlarni to'ldirish. Plazma oqimi maxsus qurilma - plazmatron yordamida olinadi, unda ishchi gaz (azot, argon, vodorod, geliy va boshqalar) yoy razryadi ta'sirida ionlanadi. An'anaviy plazmatronlarda ishlab chiqarilgan plazma past harorat deb atalsa ham, bu "past" harorat (10 000 K) tabiatda mavjud bo'lgan har qanday materialni eritish uchun etarli. Eritilgan metall tomchilari sovuq barabanga etib boradi va unga issiqlik berib, kristallanadi va baraban bir tekis aylantirilsa, bir xil qoplama hosil qiladi. Püskürtilecek material (bizning holatlarimizda alyuminiy) odatda kukun yoki sim shaklida plazma oqimiga kiritiladi. Tashqi tomondan, plazma qoplamalarini qo'llash jarayoni buzadigan amallar tabancası bilan bo'yashga o'xshaydi. Faqat buzadigan amallar tabancası o'rniga plazmatron va bo'yoq o'rniga matritsali qotishma mavjud. Asos sifatida, bu maqsadda plazmadan foydalanish shart emas, siz gaz mash'alasi yoki boshqa qurilma bilan olishingiz mumkin, ammo plazma püskürtme juda qulay va kompozitlarni yaratishda keng qo'llaniladi. Püskürtmeden so'ng olingan mustahkamlangan monolayer silindrning generatrislaridan biri bo'ylab kesiladi va tekislikka ochiladi. Qoplamaning mustahkamligi tolalarning bir-biriga nisbatan harakatlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun etarli, ammo kompozitning yuqori mustahkamligini ta'minlash uchun etarli emas. Olingan monolayerlarning qalinligi odatda bir yarim dan ikki tolaning diametrini, ya'ni taxminan 200 mikronni tashkil qiladi va sizga eslatib o'taman, bizga 5 mm qalinlikdagi varaq kerak. Nima qilishim kerak? Yana "qanday qilib?"

Bir qatlamli prokat

Bu safar javobni uzoq vaqt izlashning hojati yo'q: qilish kerak qatlamli tort hosil bo'lgan monolayerlardan, ya'ni ularni paketga yig'ing kerakli qalinlik va qandaydir tarzda ularni bir-biri bilan ajralmas tarzda bog'lab, muhrlab qo'ying. Buni amalga oshirish mumkin, masalan, prokat monoqatlamlar yoki issiq presslash. Birinchi holda, paket pechda isitiladi va aylanadigan rollarda o'tkaziladi. Prokat paytida monolitik materiallar monolitik materialga ulanadi va har bir monoqatlamdagi matritsa materiali siqiladi, bu esa matritsaning mustahkamligi va uning tolalar bilan bog'lanish mustahkamligini oshirishga olib keladi.

Bir qatlamli qatlamlarni issiq presslash

Ba'zan bir qatlamli paketlarni prokat bilan emas, balki ixchamlashtirish maqsadga muvofiqdir issiq presslash. Buning uchun ular ishchi tekisligining uzunligi va kengligi monoqatlamlarning o'lchamlariga mos keladigan qolipga joylashtiriladi va yuqoridan zımba bilan bosiladi. Qolib, kerakli jarayon haroratiga erishish uchun isitiladi. Isitilgan sumka siqilgan, shuning uchun nomi - issiq presslash. Monolit qatlamlar o'rtasida mustahkam bog'lanish hosil bo'lishi va cho'ktirilgan matritsali metallning barcha zarralari bir-biriga payvandlanib, monolit hosil qilishi uchun uni bosim ostida ushlab turish kerak, bu esa diffuziya jarayonlarini o'z vazifalarini bajarishiga imkon beradi. Aynan shu jarayonlar bosim bilan birga yuqorilikni ta'minlaydi mexanik xususiyatlar bizning qatlamli tortimiz. Shuning uchun kompozitlarni ishlab chiqarishning bu usuli ba'zan diffuziya payvandlash deb ataladi.

Tayoq yoki murakkab profil ko'rinishidagi kompozit texnologiya

Vazifaga nisbatan biz ikkinchi savolga javob berdik - tolalarni matritsaga qanday kiritish kerak. Lekin, agar siz novda yoki shaklida kompozitsion olishingiz kerak bo'lsa murakkab profil? Boshqa "qanday". Siz yana murojaat qilishingiz mumkin bir qatlamli qoplarni prokatlash, faqat silliq rulonlarda emas, balki kalibrlanganlarda, ya'ni kerakli konfiguratsiyaga mos keladigan maxsus kesiklarga ega. Yoki siz deb atalmish foydalanishingiz mumkin suyuq faza usullari, matritsa kompozit ishlab chiqarish jarayonida suyuq holatda bo'lganda. G‘altaklardan yechilgan tolalar (g‘altaklar soni kompozitsiondagi tolalar soniga teng) bir-biriga tegmasdan, eritilgan matritsali metall vannasi orqali o‘tib, u bilan namlanadi va matritsaga kiradi, bu esa hosil bo‘ladi. kerakli kesmaning novdasi. Shundan so'ng, novda sovutiladi, matritsali metall qotib, tolalar bilan kompozitsion material hosil qiladi. Shu tarzda turli xil profilli novdalarni olish mumkin. Turbinli pichoqlar kabi murakkab profilli mahsulotlarni emdirish orqali qulay tarzda ishlab chiqarish mumkin. Elyaflar quyma qolipga joylashtiriladi, uning ishchi bo'shlig'i pichoqning shakliga mos keladi (buni qanday qilish alohida masala, biz hozir ko'rib chiqmaymiz, lekin buni qilish oson bo'lmasa ham), keyin esa suyuqlik. matritsali metall qolipga quyiladi. Elyaflar orasidagi bo'shliqlar odatda kichik bo'lib, ularni eritilgan metall bilan to'ldirish qiyin, lekin ularni imkon qadar tezroq to'ldirish kerak, shunda tolalar matritsada erishi uchun vaqt topa olmaydi. Shuning uchun ko'p hollarda emdirish bosim ostida amalga oshiriladi. quyma qolip evakuatsiya qilinadi, va suyuq metall atmosfera bosimi ostida unga kiradi. Qoida tariqasida, tez va ishonchli emdirish uchun bitta atmosferaning bosim farqi etarli. Ammo bu faqat tolalar eritilgan matritsali metall bilan namlanganda sodir bo'ladi. Agar bu sodir bo'lmasa, chora ko'rish kerak. Masalan, uglerod tolalari suyuq alyuminiy bilan namlanmaydi, shuning uchun oddiygina grafit iplarini alyuminiy bilan singdirish orqali uglerod-alyuminiy olish mumkin emas. Lekin agar siz birinchi marta bu iplarni qoplasangiz eng nozik qatlam alyuminiy bilan yaxshi namlangan xrom yoki nikel (bir mikrometr qalinlikdagi qoplamani qo'llash kifoya), emdirish ta'minlanadi va kompozitsiyani olish mumkin. Texnologning asosiy kasbi "qanday qilib?" Degan savolga javob berishdir. Buni qanday qilish kerak? Agar "nima uchun?" Degan savolga javoblar ma'lum bo'lsa, bu savolga to'g'ri javob berish mumkin. Agar siz murvat va yong'oqlarni qanday tortishni biladigan, lekin mashinaning tuzilishini bilmaydigan avtomobil ustasini tasavvur qilsangiz. U qadrsiz. Xuddi shunday, material olishda sodir bo'ladigan jarayonlar fizikasini tushunmaydigan texnolog ham past mutaxassis hisoblanadi. Misol uchun, texnolog ko'p hollarda isitishdan keyin kompozitsiyani yumshatishini biladi. Muammo darhol paydo bo'ladi - bu bilan qanday kurashish kerak? Bu savol suhbat boshida berilgan uchinchi "qanday qilib?" Degan savolga o'xshaydi. Va bu muammoni hal qilish uchun kompozitsiyaning yumshatilishi nima uchun sodir bo'lishini bilishingiz kerak. Bu savollarga javob kompozit texnologiya bilan ta'minlanadi.

Kompozit materiallar bir nechta komponentlardan yaratilgan materiallardir. Ular asosan plastik asosdan, mustahkamlovchi plomba va boshqa ba'zi moddalardan tayyorlanadi. Natijada, kompozitsion yuqori quvvat, qattiqlik va boshqa ko'plab foydali xususiyatlar bilan ajralib turadi.

Polimer kompozit texnologiyalari matritsasi polimer bo'lgan materiallarni yaratish usullaridir. Ularning ko'p sonli turlari va turlari mavjud, bu ularning tarqalishi va mashhurligini ta'minladi. Seramika polimerlarining quyidagi turlari mavjud:

Shisha tolali;
uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar;
boroplastika;
organoplastika;
kukunlar bilan to'ldirilgan polimerlar;
matn plitalari.

Kompozit keramika materiallari turli sohalarda qo'llaniladi, jumladan:

Qurilish;
elektrotexnika;
kimyo sanoati;
yo'l qurilishi;
telekommunikatsiya;
aviatsiya sanoati va boshqalar.

Kompozit texnologiyalarning tarqalishi va mashhurligi ko'plab afzalliklarga bog'liq bu usul materiallar ishlab chiqarish. Quyidagi ijobiy fazilatlarga e'tibor qaratish lozim:

Yaxshilangan fizik-kimyoviy xususiyatlar;
ancha past solishtirma og'irlik;
korroziyaga, chirishga yoki burilishga qarshilik;
yonish paytida past toksiklik;
yonmaydigan yoki qiyin yonuvchanlik;
noyob kimyoviy qarshilik;
issiqlik ta'sirida chiziqli kengayishning past koeffitsienti;
funksionallikning juda keng harorat diapazoni;
yuqori elektr izolyatsiyasi xususiyatlari;
atrof-muhit tozaligini oshirish.

21-asrda keramik polimerlarga asoslangan kompozit materiallar juda mashhur moddalardan biriga aylandi, ular yordamida ular qurilish, muhandislik yoki sanoatning boshqa turlari kabi turli sohalarda turli xil texnologik muammolarni hal qiladi. Bunga kompozitlarni shu vaqtgacha mashhur bo'lgan boshqa turdagi materiallardan ajratib turadigan ko'plab afzalliklar yordamida erishildi.

Diagonal nasos g'ildiragini tiklash

Diagonal nasos g'ildiragini tiklash uchun kompozit materiallar ham ishlatilishi mumkin. Nasos qurilmasini ta'mirlash uchun shunga o'xshash so'rov bilan Chiqindi suvlari KSB Sewatec nomi ostida deputat Angarskiy Vodokanal korxonasi Ceramet bilan bog'landi.

Uch yillik ish davomida nasosning ishlashi birinchi kundan boshlab 70% ga kamaydi. Ta'mirlash metallni qayta tiklash, kompozit materialni qo'llash va dinamik muvozanatni o'z ichiga olgan. Shunday qilib, kompozit texnologiyalardan foydalanish tufayli nasosning ishlash muddatini uzaytirish va xarajatlarni 4,5 barobarga tejashga erishish mumkin edi.

Ceramet materialining xususiyatlari

Ceramet kompozit keramika materiallari uskunani himoya qilish, xizmat muddatini uzaytirish va ishlash muddatini oshirish uchun mo'ljallangan. Bu ishlamay qolish vaqtini va qo'shimcha ehtiyot qismlarni sotib olish zaruratini sezilarli darajada kamaytiradi.

Ceramet materialining o'ziga xos xususiyati uning qo'llanilishining keng doirasi bo'lib, quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Nasos uskunalarini ta'mirlash;
shneklarni yangilash;
issiqlik almashinuvchilarining funksionalligini yaxshilash;
quvurlarni, oluklarni va boshqalarni ta'mirlash.

Shunday qilib, Ceramet kompozit materiali juda ko'p turli maqsadlarda ishlatilishi mumkin, bu boshqa uskunalarni yangilash usullaridan ko'ra foydaliroqdir.

1

Maqolada kompozit materiallardan mahsulotlar ishlab chiqarish texnologiyasining hozirgi holati, shu jumladan qo'llaniladigan texnologiyalar, dasturiy ta'minot, matritsalarni yaratish uchun uskunalar, kompozit mahsulotlarni yaratish uchun uskunalar, mahsulot geometriyasini kuzatish va buzilmaydigan sinovlar haqida ma'lumot berilgan.

kompozit materiallar

dasturiy ta'minot

matritsa yaratish uchun uskunalar

1. Zamonaviy kompozit materiallar / ed. P. Krok va L. Brauman; qator ingliz tilidan – M., 1978 yil.

2. Shisha tolali korpuslar va kema korpuslarining tuzilishi va mustahkamligi. 1965-1973 yillarda xorijiy kemasozlik // Kema qurish, 1973 yil.

3. Frolov S.E. Yangi makro-bir hil bo'lmagan kompozit materiallarni yaratish usullari va ulardan korpus konstruktsiyalarini ishlab chiqarish uchun texnologik echimlar // Kema qurilishi № 3 2003 yil, p. 55-59.

4. CAE – 2012 yilda texnologiyalar: yutuqlarni ko'rib chiqish va bozor tahlili. – CAD/CAM/CAE Observer №4 (80) / 2013.

5. V.A. bilan suhbat. Seredka va A.Yu. Sofronov CAD/CAM/CAE Observer №2 (78) / 2013 jurnaliga.

6. Aqlli texnologiyalar samolyot sanoati uchun. Solver kompaniyasi va VASO OAJning qo'shma loyihalari misolida mahalliy samolyot ishlab chiqaruvchi korxonalarning raqobatbardoshligini oshirish // CAD and Graphics, No 1. 2011. P. 56-62.

7. Lukyanov N.P. PMO kemalarini qurish uchun kompozit materiallardan foydalanish tajribasi // Kema qurish. No 3. 2007. 19-26-betlar.

Kompozit material - bu strukturasi turli xil fizik-mexanik xususiyatlarga ega bo'lgan bir nechta tarkibiy qismlardan iborat bo'lgan material: ulardagi mustahkamlovchilarning ma'lum taqsimotiga ega metall yoki metall bo'lmagan matritsalar, ularning kombinatsiyasi kompozit materialga yangi xususiyatlar beradi. Tuzilish xususiyatiga ko'ra kompozit materiallar uzluksiz tolalar va mo'ylovlar bilan mustahkamlangan tolali materiallarga, qattiqlashtiruvchi moddalarning dispers zarralarini matritsaga kiritish natijasida olingan dispersiya bilan mustahkamlangan materiallarga, presslash yoki prokatlash natijasida hosil bo'lgan qatlamli materiallarga bo'linadi. o'xshash bo'lmagan materiallar.

Bugungi kunda kompozit materiallar turli sohalarda ayniqsa talabga ega. Birinchi shisha tolali kemalar XX asrning 30-yillarining ikkinchi yarmida ishlab chiqarilgan. 50-yillardan boshlab shisha tolali kemasozlik dunyoda keng tarqaldi, yaxtalar, ishchi va qutqaruv qayiqlari va baliq ovlash kemalari, desant kemalari va boshqalar qurildi. Kompozit materiallarning aviatsiyadagi birinchi qo'llanilishidan biri 1967 yilda F-111A samolyoti qanotining orqa tomonida uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassa panellarni ishlab chiqarish edi. So'nggi yillarda aerokosmik mahsulotlar alyuminiy ko'plab chuqurchalar yadrosi va uglerod tolasi terilari bilan uch qatlamli "sendvich" dan tayyorlangan tuzilmalarni tobora ko'proq ko'rmoqda. Hozirgi vaqtda Boeing 787 yoki Airbus A350 samolyotlarining umumiy og'irligining taxminan 50 foizi kompozit materiallardan iborat. Avtomobil sanoatida kompozit materiallar ancha vaqtdan beri qo'llanilgan, asosan aerodinamik kuzov to'plamlarini ishlab chiqarish texnologiyasi ishlab chiqilgan. Kompozit materiallar osma va dvigatel qismlarini ishlab chiqarish uchun cheklangan darajada qo'llaniladi.

Biroq, yaqin vaqtgacha korxonalar asosan kompozit qismlarni qo'lda yotqizishdan foydalangan va mahsulotlarni seriyali ishlab chiqarish jarayonlarni chuqur avtomatlashtirishni talab qilmagan. Bugungi kunda bozorda raqobatning rivojlanishi bilan zamonaviy dizayn va ishlab chiqarishni tayyorlash vositalarisiz, shuningdek, amalga oshirish mumkin emas samarali uskunalar kompozitlar bilan ishlash uchun.

Kompozit materiallardan mahsulotlar yaratish texnologiyalari

Ko'pgina hollarda, bog'lovchi plomba sifatida kimyoviy ishlov berilgan termoset qatroni ishlatiladi, qattiqlashuv jarayoni ekzotermik kimyoviy reaktsiya bilan tavsiflanadi. Asosan polyester, epoksi, fenolik va yuqori haroratli qatronlar ishlatiladi. Ko'pincha murakkab konfiguratsiyaga ega qismlarni ishlab chiqarishda texnologiyalar qo'llaniladi, ularning mohiyati "quruq" asosni yotqizishdan iborat bo'lib, undan keyin biriktiruvchi kompozitsion bilan singdirish ("ho'l" qoliplash, o'rash, in'ektsiya, qatron o'tkazmalari / RTM) yoki muqobil ravishda plyonkali yopishtiruvchi (vakuumli singdirish, qatron plyonkasi / RFI) bilan "quruq" asosni yotqizish. Kompozit materiallardan qismlarni ishlab chiqarish uchun bir nechta asosiy texnologiyalar, shu jumladan qo'lda va avtomatlashtirilgan usullar mavjud:

• matritsali material bilan mustahkamlovchi tolalarni singdirish;
• mustahkamlovchi lentalar qolipida va o'rash orqali olingan matritsada shakllanishi;
• komponentlarni sovuq presslash, so'ngra sinterlash;
• tolalarni keyingi presslash bilan elektrokimyoviy qoplama;
• matritsani plazma purkash orqali sertleştirici ustiga siqish orqali cho'ktirish;
• komponentlarning bir qatlamli lentalarini partiyali diffuziyali payvandlash;
• mustahkamlovchi elementlarni matritsa bilan birgalikda siljitish va boshqalar.

Bundan tashqari, prepreglar (bog'lovchi kompozitsion bilan singdirilgan asosiy materialdan iborat yarim tayyor mahsulotlar) yordamida qismlarni ishlab chiqarish texnologiyasi keng tarqaldi.

Dasturiy ta'minot

Kompozit materiallardan mahsulotni loyihalash vazifasi to'g'ri tanlash muayyan operatsion holatda talab qilinadigan xususiyatlarning kombinatsiyasini ta'minlaydigan kompozitsiyalar. Armaturalangan polimer kompozit materiallarni loyihalashda kompyuter ma'lumotlarini qayta ishlash keng qo'llaniladi, ular uchun juda ko'p turli xil dasturiy mahsulotlar ishlab chiqilgan. Ulardan foydalanish mahsulot sifatini yaxshilash, konstruksiyalarni ishlab chiqish va ishlab chiqarishni tashkil etish muddatlarini qisqartirish, ularni oqilona loyihalash muammolarini har tomonlama, sifatli va tez hal qilish imkonini beradi. Yuklarning notekisligini hisobga olgan holda, qalinligi o'nlab marta o'zgarishi mumkin bo'lgan differensiallangan armaturali kompozitdan yasalgan korpus konstruktsiyasini loyihalash imkonini beradi.

Zamonaviy dasturiy ta'minot mahsulotlarini ikki guruhga bo'lish mumkin: "ikki o'lchovli" yoki "nur / plastinka" formulasida va uch o'lchovli laminatlarning partiyaviy tahlilini amalga oshiradiganlar. Birinchi guruh Laminator, VerctorLam Cirrus va boshqalar kabi dasturlardir. "Uch o'lchovli" yechim - chekli elementlar usuli va bu erda katta tanlov mavjud dasturiy mahsulotlar orasida. На рынке «технология моделирования композитов» существуют различные программные продукты: FiberSim (Vistagy / Siemens PLM Software), Digimat (e-Xstream / MSC Software Corp.), Helius (Firehole Composites / Autodesk), ANSYS Composite PrepPost, ESAComp (Altair Engineering) va boshq. .

Turli kompaniyalarning deyarli barcha maxsus dasturlari yuqori darajadagi SAPR tizimlari - Creo Elements/Pro, Siemens NX, CATIA bilan integratsiya qilish imkoniyatiga ega. Umuman olganda, ish quyidagicha ko'rinadi: qatlamlarning materiali tanlangan, Umumiy parametrlar qatlamlar paketi, qatlamlarni shakllantirish usuli aniqlanadi, oddiy qismlarni ishlab chiqarish uchun qatlam-qatlam usuli qo'llaniladi, murakkab mahsulotlar uchun zona yoki konstruktiv loyihalash usullari qo'llaniladi. Qatlamlarni yotqizish paytida ularning ketma-ketligi o'rnatiladi. Mahsulotni ishlab chiqarish usuliga qarab (qo'lda yotqizish, qoliplash, lenta yotqizish, tolalarni yotqizish) yuzaga kelishi mumkin bo'lgan deformatsiyalar uchun materialning qatlamli tahlili o'tkaziladi. Qatlamlarning tarkibi ishlatiladigan materialning kengligiga moslashtiriladi.

Qatlamlarni shakllantirishni tugatgandan so'ng, foydalanuvchi mahsulot haqida ma'lumot oladi, bu ularni turli maqsadlarda ishlatishga imkon beradi, masalan:

• loyiha hujjatlari shaklida chiqish;
• materialni kesish uchun dastlabki ma'lumotlar sifatida foydalanish;
• naqsh joylashtirish joylarining konturlarini ko'rsatish uchun lazer proyektori uchun manba ma'lumotlari.

ga boring zamonaviy texnologiyalar mahsulot ishlab chiqarishni loyihalash va tayyorlash quyidagilarga imkon beradi:

• aniq reamers va kesish mashinalari foydalanish orqali kompozit materiallar sarfini kamaytirish;
• aniq blankalar va ularni yotqizish maydonlarining lazer proyeksiyalaridan foydalanish orqali materialni qo'lda yotqizish tezligini oshirish va sifatini oshirish;
• mahsulot takrorlanishining yuqori darajasiga erishish;
• ishlab chiqarilayotgan mahsulot sifatiga inson omilining ta'sirini kamaytirish;
• o'rnatish bilan shug'ullanadigan xodimlar uchun malaka talablarini kamaytirish.

Matritsalarni yaratish uchun uskunalar

Yog'ochdan usta modelni tayyorlash - matritsani ishlab chiqarish vaqtini qisqartirish va aniqlikni oshirish uchun ko'p mehnat talab qiladigan va ko'p vaqt talab qiladigan jarayon bo'lib, quyidagilar qo'llaniladi: uch/besh eksa CNC frezalari, nazorat va o'lchash dastgohlari yoki 3D skanerlar;

Gantry besh o'q frezalash mashinasi, (1-rasm), faqat yirik ishlab chiqaruvchilar uchun mavjud. Kichik kompaniyalar ular chiziqli robot birliklarida robotlashtirilgan frezalash komplekslaridan foydalanadilar (2-rasm), yoki yopishtirilgan ish qismlaridan usta modellarni yaratadilar. Bunday holda, ishlov beriladigan qismning asosi sifatida qattiq ichi bo'sh ramka olinadi, u tashqi tomondan yopishtiriladi va keyin butunlay qayta ishlanadi. Butun mahsulotni qayta ishlash imkoniyatiga ega bo'lmagan kompaniyalar boshqa yo'lni tanlaydilar: Birinchidan, samolyotlar yordamida SAPR tizimida mahsulotning soddalashtirilgan 3D modeli quriladi va soddalashtirilgan model asosida qattiq model ishlab chiqariladi. quvvat ramkasi kontrplakdan. Keyin butun tashqi sirt SAPR tizimida ichki ramka uchun qoplama sifatida taqdim etiladi. Qoplamaning o'lchamlari mavjud CNC frezalash mashinasida frezalash uchun tanlangan (3-rasm). Keyin aniq yig'ilgan ramka yopishtiriladi model qoplamasi. Ushbu usul bilan asosiy modelning aniqligi pastroq va qoplama bo'g'inlarini qo'lda tugatish talab qilinadi, ammo bu sizga o'lchamlari mavjud CNC mashinalarining imkoniyatlaridan sezilarli darajada oshib ketadigan mahsulotlarni yaratishga imkon beradi.

Guruch. 1. 15x5 m o'lchamdagi va balandligi 2,5 m gacha bo'lgan qismlarni qayta ishlashga qodir besh o'qli MR 125 frezeleme mashinasi

Guruch. 2. Kuka robotlashtirilgan frezalash majmuasi

Guruch. 3. "Kichik" besh o'qli frezalash mashinasi

Kompozitlarni yaratish uchun uskunalar

Kalıplama jarayonini mexanizatsiyalashda birinchi qadam emdirish mashinalaridan foydalanish bo'lib, ular emdirishdan tashqari, shisha matolarni yoki shisha tolalarni umumiy qalinligi 4 - 5 mm bo'lgan ko'p qatlamli qoplarga to'playdi. Jarayonlarni mexanizatsiyalash, xodimlarning xatosi ehtimolini kamaytirish va samaradorlikni oshirish uchun, masalan, siz olishingiz mumkin bo'lgan püskürtme usuli qo'llaniladi. tashqi qoplama, devor panellari va boshqa shisha tolali tuzilmalar. Püskürtme usuli mexanizatsiyalash yo'li bilan qoliplash burchaklarini olish imkonini beradi va shisha tolali yoki shisha tolali chiziqlardan qo'lda yasalgan qoliplash burchaklariga nisbatan yuqori mehnat unumdorligini ta'minlaydi. Kompozit mahsulotlar ishlab chiqarishni rivojlantirishning navbatdagi bosqichi - uglerod-shisha plombalarning avtomatlashtirilgan o'rash moslamasini joriy etish. Birinchi "robot" quruq matoni yotqizish uchun mo'ljallangan rulonli turi Amerikaning Magnum Venus Plastech kompaniyasi tomonidan namoyish etildi. Rossiyada birinchi marta bunday uskunalar VASO OAJda joriy etildi. Ushbu uskuna uzunligi 8 m gacha va diametri 3 m gacha bo'lgan kompozit qismlarni ishlab chiqarish imkonini beradi (4-rasm).

Matoni qo'lda yotqizishni osonlashtirish va chiqindilarni kamaytirish uchun kesish mashinalari matoni avtomatik ravishda kesish uchun ishlatiladi. lazer proyektorlari Ishlab chiqarish uskunasiga prepregni yotqizishda kontur proyeksiyasi uchun LAP va LPT. Lazer proyeksiya moduli yordamida (5-rasm) proyeksiya ma'lumotlarini to'g'ridan-to'g'ri 3D modeldan avtomatik ravishda yaratish mumkin. kompozit mahsulot. Ishlashning bunday usuli vaqt xarajatlarini sezilarli darajada kamaytiradi, jarayon samaradorligini oshiradi, nuqsonlar va xatolar ehtimolini kamaytiradi va ma'lumotlarni boshqarishni osonlashtiradi. "Dasturiy ta'minot - kesish mashinasi - proyeksiya lazeri" an'anaviy yotqizish bilan solishtirganda, kesishning mehnat zichligini taxminan 50% ga, yotqizishning mehnat zichligini taxminan 30% ga kamaytiradi va materiallardan foydalanish darajasini oshiradi, ya'ni materialning 15 dan 30% gacha tejashingiz mumkin.

O'rash usuli yordamida uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalarni qoliplash eng yuqori deformatsiya va mustahkamlik xususiyatlariga ega mahsulotlarni olish imkonini beradi. O'rash usullari "quruq" va "ho'l" ga bo'linadi. Birinchi holda, o'rash uchun iplar, iplar yoki lentalar ko'rinishidagi prepreglar qo'llaniladi. Ikkinchisida mustahkamlovchi materiallar to'g'ridan-to'g'ri o'rash jarayonida birlashtiruvchi bilan singdiriladi. So'nggi paytlarda foydalanadigan uskunalar ishlab chiqildi kompyuter tizimlari. Bu burmali va quvurli mahsulotlarni olish imkonini beradi tartibsiz shakl, shuningdek, murakkab geometriyaga ega mahsulotlar. Foydalanish uchun o'rash uchun uskunalar moslashuvchan texnologiya, tolali materiallarni mustahkamlashda har qanday yo'nalishda mandrelga yotqizilishi mumkin.

Guruch. 4 MAG Cincinnati'dan Viper 1200 FPS uglerodli shisha plombalarni avtomatlashtirilgan o'rash va yotqizish uchun mashina

Guruch. 5. Lazerli joylashishni aniqlash tizimi (yashil kontur)

Mahsulotning geometriyasi va ichki tuzilishini kuzatish uchun uskunalar

Mahsulotlarning konturlari ko'pincha egri chiziqli generatrisalarga ega, ularni an'anaviy "plaz" usullari yordamida tekshirish mumkin emas. 3D skanerlashdan foydalanib, jismoniy namunaning 3D kompyuter modeliga qanchalik mos kelishini aniqlashingiz mumkin. 3D skanerlash uchun siz qoʻl turidagi koordinata oʻlchash mashinasi (CMM) yoki kontaktsiz optik/lazerli skanerlash tizimidan ham foydalanishingiz mumkin. Biroq, foydalanilganda, kontaktsiz skanerlash tizimlari odatda aks ettirilgan va yorqin yuzalarda to'g'ri ishlay olmaydi. "O'lchov qo'llari" dan foydalanganda bir nechta ketma-ket qayta o'rnatish kerak bo'ladi, chunki o'lchash qo'llarining dizayni tufayli ish joyi odatda radiusi 1,2-3,6 m bo'lgan shar bilan cheklangan.

Shuningdek shisha tolali materiallar Bir qator muammoli joylar mavjud. Asosiylaridan biri tayyor mahsulot sifatini nazorat qilish (havo bo'shliqlari yo'q) va ish paytida korroziya. Kompozitlardan yasalgan kema korpuslarini buzilmaydigan sinash uchun rentgen nurlari keng qo'llaniladi, ammo bir qator sabablarga ko'ra ularni kamaytirishga harakat qilinmoqda. So'nggi paytlarda infraqizil termografiya (termal tasvirlar) yordamida delaminatsiyalarni aniqlashni tavsiflovchi nashrlar paydo bo'la boshladi. Shu bilan birga, delaminatsiyani aniqlaydigan termal tasvir va rentgen NDT usullari ularning kuch xususiyatlarining o'zgarishiga ta'sirini baholash uchun ularning o'lchamlarini o'lchash va nuqsonlarning chuqurligini aniqlashga imkon bermaydi.

Xulosa

Hozirgi vaqtda Rossiyada kompozit mahsulotlarni yig'ishni avtomatlashtirishni jadal rivojlantirish, shu jumladan matritsalarni yaratish uchun uskunalar deyarli boshlanmoqda. Ko'pincha ular faqat ijro etishadi individual elementlar avtomobillarni "sozlash" uchun aerodinamik kuzov to'plami. Srednevskiy kemasozlik zavodida Project 12700 tayanch mina tashuvchi kemasini loyihalash va qurish jarayonida, shuningdek, avtomatik gazlama yotqizuvchi VASO dastgohida FiberSIM tizimini joriy etish muvaffaqiyatli amalga oshirilmoqda. Ammo bu alohida misollar, raqobatbardoshlikni oshirish uchun yangi texnologiyalarni har tomonlama joriy etish zarur;

Bibliografik havola

Chernyshov E.A., Romanov A.D. KOMPOZIT MATERIALLARDAN MAHSULOTLAR ISHLAB CHIQARISHNING ZAMONAVIY TEXNOLOGIYALARI // Zamonaviy yuqori texnologiya. – 2014. – No 2. – B. 46-51;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=33649 (kirish sanasi: 2019-yil 25-noyabr). "Tabiiy fanlar akademiyasi" nashriyoti tomonidan chop etilgan jurnallarni e'tiboringizga havola etamiz.