Технология вакуумной инфузии / vacuum infusion process
Технология вакуумной инфузии
ОПИСАНИЕ
Вакуумная инфузия это процесс пропитки армирующих материалов связующим с помощью разряжения, возникающего из за разницы давлений между окружающей средой и загерметизированной формой находящейся под вакуумом.
При использовании вакуумной инфузии можно получить изделия высокого качества. Сама же технология имеет следующие характеристики:
- Небольшое содержание пузырьков воздуха в готовом изделии
- Возможность изготовления крупногабаритных изделий
- Низкая стоимость материалов и оборудования
- Экономия времени производства конечного изделия
- Повышенные требования к квалификации работников
- Повышенные требования к оснастке
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- Герметизирующий жгут
- Спиральная трубка (либо трубка MTI ®)
- Вакуумная трубка (она же трубка подачи смолы)
- Перфорированная пленка (опция)
- Жертвенная ткань
- Сетка для распределения смолы
- Тройники, переходники
- Вакуумная плёнка
- Спрей клей временной фиксации Aerofix 2 либо Infutac
КОНСТРУКЦИЯ МЕШКА
Это специальная, сплошная липкая лента для инфузии. Предназначена для фиксации полиэтиленовой спиральной трубки, которая обеспечивает циркуляцию воздуха под вакуумной плёнкой во время процесса инфузии смолы.
Жгут обеспечивает высокую прочность присоединения вакуумного мешка с поверхностью матрицы, шлангами и штуцерами выходящими из под вакуумного мешка.
Полиэтиленовая спиральная трубка – обеспечивает циркуляцию воздуха под вакуумной плёнкой. Через неё откачивается воздух и под создаваемым разрежением всасывается смола, заполняя армирующие материалы (как правило замыкается в кольцо).
Жертвенная ткань служит как разделительный слой между изделием и вспомогательными материалами инфузии. Без использования жертвенной ткани невозможно отделить от детали распределительную сетку и профиль для подачи смолы.
Сетка, разработана для быстрой и эффективной пропитки смолой армирующих материалов.
PE / PA / PE многослойная композитная пленка, абсолютно герметичная, бесцветная, прозрачная, многоразового использования, самоотделяющаяся. Вакуумная плёнка способна выдерживать достаточное разрежение необходимое для инфузии смолы ~1 Атм.
Правильный расчёт необходимого размера вакуумного мешка является критически важным фактором. Неправильный размер вакуумного мешка может привести к натяжениям, что может стать причиной разрыва плёнки в процессе пропитки либо отверждения.
ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ
Процедура изготовления изделия ручным формованием проходит в несколько этапов.
Первый этап – подготовительный:
Поверхность оснастки будущего изделия очищают и наносят разделительный состав. После этого на оснастку наносится декоративный слой – гелькоут.
Гелькоут формирует наружную поверхность будущего изделия, задавая цвет, однородную фактуру и обеспечивая защиту от воздействия внешних факторов (ультрафиолет, вода, химические реагенты и пр.). Нанесение гелькоута не является обязательной процедурой. В некоторых случаях, формование изделия вполне возможно и без него. Например, при изготовлении карбоновых пластин, чаще всего, материал укладывается прямиком на поверхность оснастки.
При изготовлении карбоновых изделий сложной формы нанесение гелькоута желательно, т.к. это поможет сократить расходы при финишной обработке деталей.
Второй этап – после частичной полимеризации гелькоута (до состояния «на отлип») переходят ко второму этапу – укладке армирующих тканей.
В оснастку в слой за слоем укладывается предварительно раскроенный армирующий материал. При этом для того что бы ткань оставалась плотно прижатой применяют спрей клеи временной фиксации (AEROFIX, INFUTAC).
Критически важным моментом является качественное, равномерное прижатие ткани по всей поверхности оснастки. Особое внимание уделяется углам. Если слои армирующего материала не будут плотно прилегать к оснастке и друг к другу образуются пустоты, которые в лучшем случае будут заполнены связующим, что может привести к снижению прочности элемента а в худшем образуют полости – концентраторы напряжений.
Третий этап – укладка технологического слоя.
Затем, укладывается технологический слой: жертвенная ткань, перфорированная пленка, проводящая сетка. Укладываются линии подачи связующего и вакуумные лини – линии эвакуации воздуха и излишков смолы.
Обычно линия эвакуации воздуха и излишков смолы – спиральная трубка, укладывается по периметру оснастки в виде кольца.Если в работе используется трубка MTI ®, то ее стараются выностить как можно дальше, на перефирию фланца, для отдаления момента падения разряжения при заполнении формы связующим.
Точно определить оптимальное расположение линий ввода смолы и эвакуации воздуха достаточно сложно. Опыт, тесты и запись – анализ предыдущих формований помогают минимизировать проблемы возникающие при работе с технологией вакуумной инфузии.
Четвертый этап – герметизация формы.
Далее укладывается вакуумная пленка и при помощи герметизирующего жгута форма герметизируется и вакуумируется. Важно иметь в вакуумной системе клапан регулировки степени разряжения, выставляя низкое разряжение на первоначальном этапе можно не торопясь, качественно распределить вакуумную пленку по поверхности формы.
Надо следить за тем что бы при вакуумировании формы не происходило натяжение пленки. Пленка должна лежать свободно и облегать без натяжения каждый сантиметр поверхности оснастки.
Затем завакумированную форму необходимо отключить от вакуумного насоса и оставить на время для проверки герметичности.
Мы рекомендуем замерять показания стрелки вакуометра в течении 45 минут. Обычно этого времени достаточно для контроля герметичности. Если же за указанное время стрелка поднялась на несколько делений, необходимо найти утечки. При этом форму “слушают” пытаясь по высокочастотному звуку обнаружить отверстие либо применяют специальный ультразвуковой прибор для обнаружения утечек вакуума. В любом случае, пока герметичность формы не подтверждена запускать связующее не рекомендуется.
Пятый этап – пропитка связующим.
Когда все готово производится запуск связующего. Благодаря разрежению, жидкость всасывается в форму и заполняет свободный объем (пространство между поверхностью оснастки и вакуумной пленкой) пропитывая армирующий материал заодно с жертвенной тканью и распределительной сеткой. После полимеризации связующего (отверждения), вакуумный пакет снимается. Удаляется технологический слой и деталь вынимается из оснастки. Готовое изделие подвергается механообработке: удаляется армирующий материал по периметру, высверливаются отверстия и прочее.
Необходимо помнить, что все смолы без исключения любят тепло в процессе полимеризации. Всегда желательно проводить пост отверждение для набора смолами (полимерами) максимальных прочностных свойств.