Что требуется для изготовления стеклопластика методом вакуумной инфузии

Чтобы получить высококачественные изделия из стеклопластика, могут применяться различные технологии, одной из которых является метод вакуумной инфузии. С ее помощью можно получить качественные композитные материалы, изделия из которых не уступают пластиковым или штампованным металлическим аналогам, а по ряду параметров и превосходят их.

От точности дозировки при подготовке связующего состава зависит качество будущего изделия

Для достижения качественных результатов процесс вакуумной инфузии должен протекать в строгом соответствии с технологическими нормами. Еще одним ключевым требованием к такой технологии является применение качественных специализированных материалов и их правильный выбор.

Принцип технологии вакуумной инфузии

При производстве полимерных материалов по методу вакуумной инфузии используется пропитывание специального армирующего материала связующим составом (смолой). Специфика технологии состоит в том, что в данном случае процесс протекает в условиях пониженного воздушного давления.

Такое разрежение создается при помощи вакуумного компрессора, который откачивает воздух из рабочего пространства. Создание внутри рабочей зоны пониженного давления обеспечивает подачу смолы и создает условия для наиболее качественного пропитывания армирующей ткани.

На подготовительном этапе подготавливают жесткую матрицу, рельеф которой в точности повторяет конфигурацию будущего изделия с поправкой на толщину материала. В форму укладывают слои армирующей ткани, например стеклоткань. Чтобы создать зону разрежения, монтируют вакуумный мешок – по периметру матрицы приклеивают вырезанную по размеру многослойную пленку. Для этого используют герметизирующий жгут, к надежности которого предъявляют очень высокие требования.

Подача смолы и откачивание воздуха из вакуумного мешка происходит с применением трубок. Чтобы готовое изделие не прилипло намертво к поверхности матрицы, выбирают разделительные материалы с низкой адгезией. Когда давление внутри рабочей зоны понижается достаточно, это запускает подачу связующего состава. Из-за разницы внешнего и внутреннего давлений пленка плотно прижимает армирующую ткань, обеспечивая точное повторение ею очертаний матрицы. Когда ткань полностью пропитывается, компрессор выключают, а трубки перекрывают до полной полимеризации смолы.

Технические средства и материалы для вакуумной инфузии

Основное техническое оснащение процесса – компрессор, с помощью которого создается пониженное давление в рабочей зоне

При таком методе изготовления стеклопластика применяют ряд технических средств и расходных материалов, правильность выбора каждого из которых влияет на качество итогового изделия. Основными материалами являются армирующая ткань, которая выступает в роли каркаса будущего изделия, и связующий состав, в качестве которого используют различные марки эпоксидных и полиэфирных смол.

Нарезанные по размеру куски армирующей ткани укладывают в форму в один или несколько слоев. Предварительно поверхность матрицы обрабатывают разделительным составом – это нужно для того, чтобы после полимеризации связующего состава изделие можно было вынуть. Для этой же цели используют и жертвенную ткань, которая предназначена для отделения изделия от расположенных выше слоев материалов.

Поверх слоя жертвенной ткани укладывают последовательно слои разделительной пленки и дренажного материала. Сверху этого «пирога» помещают распределительную сетку, обеспечивающую равномерное распределение смолы в разные участки матрицы.

Также в системе присутствуют спиральные трубки, с их помощью монтируют вакуумную магистраль для равномерного откачивания воздуха из вакуумного мешка. Такие же трубки применяют для организации подачи связующего состава. В процессе инфузии критически важным является стабильность положения как расходных и вспомогательных материалов, так и элементов системы – для этого их можно зафиксировать с применением качественной клейкой ленты.

Монтаж вакуумного мешка – завершающий и самый ответственный этап подготовки. Для этой цели применяют специальную многослойную вакуумную пленку, обычный полиэтилен тут непригоден. Ее приклеивают по периметру матрицы с использованием герметизирующего жгута, в качестве которого используется самоклеящаяся бутилкаучуковая лента с нанесенным с обеих сторон клеевым слоем.

По каким параметрам выбирают материалы для вакуумной инфузии

Качество и соответствие любого применяемого при вакуумной инфузии материала оказывает влияние на то, каким окажется готовый результат. Однако есть несколько ключевых компонентов, правильный выбор которых особенно важен.

Армирующая ткань

От типа армирующего материала и количества слоев зависят такие параметры будущего изделия, как толщина и прочность. При такой технологии могут применяться разные виды тканей:

• стеклоткань;
• кевлар;
• тканый материал на основе углерода;
• базальтовая ткань;
• комбинированные материалы.

Применение разных видов ткани или их комбинирование позволяет создавать изделия с заданными параметрами жесткости, прочности и толщины.

Связующий состав

Эпоксидные или полиэфирные смолы, применяемые при вакуумной инфузии, должны отвечать определенным требованиям:

• Низкая вязкость – чтобы лучше пропитывать армирующий материал.
• Продолжительное время полимеризации – чтобы не схватиться до окончания процесса.
• Низкое выделение тепла при схватывании – чтобы не привести к деформации матрицы или порче вспомогательных материалов.

Герметизирующий жгут

Стабильность поддержания низкого воздушного давления в рабочей зоне – ключевое требование для успешного протекания процесса вакуумной инфузии. Поэтому при выборе материала, который будет применяться в качестве герметизирующего жгута, предпочитают проверенные и качественные варианты.

Один из таких вариантов – бутилкаучуковые ленты Липлент-О или Липлент-О (шнур). Это надежные и экологически чистые решения, способные выдерживать нагрузку, сопровождающую пониженное давление.

Они максимально просты в применении за счет двустороннего клеевого покрытия, которое обеспечивает превосходную адгезию к любым поверхностям и пленкам. В то же время после завершения процесса они с легкостью удаляются, не оставляя никаких следов на поверхности матрицы.