Вакуумная инфузия: определение, материалы и этапы

1. Основа технологии
2. Материалы для инфузии
3. Технология поэтапно

Одна из популярнейших технологий для изготовления композитов — вакуумная инфузия, в ходе которой стеклопластик формуется с использованием вакуумного мешка и трубок (перейти к товарам), которые откачивают из него воздух. Это очень востребованный метод, который позволяет сравнительно быстро создавать качественные композитные материалы для дальнейшего использования в разных областях промышленности.

Основа технологии

Вакуумная инфузия использует специальную пленку и трубки, которые создают в рабочей области вакуум. Из-за перепада давления смола (перейти к товарам) всасывается и пропитывает армирующие материалы.

Эта технология позволяет сравнительно быстро создавать композиты, которые потом идут в разные области. Например, на изготовление кораблей, самолетов, автомобильных кузовов и их элементов, автотюнинг, производство спортивных товаров, медицинских протезов, декоративных элементов для интерьера, коробов и конструкций. Практически во всех высокотехнологичных сферах сейчас используются композитные материалы — они одновременно прочные и легкие, что становится решающим фактором для многих областей.

Вакуумной инфузии отдается предпочтение, потому что она обеспечивает оптимальное соотношение смолы и волокон, уменьшает количество воздуха в композите, позволяет экономить смолу и при этом не вызывает выброса больших объемов вредных веществ в атмосферу.

Материалы для инфузии

В процессе вакуумной инфузии используются довольно специфические материалы. Каждый из них нужен и важен для процесса и для создания действительно прочного композита.

Вакуумная пленка (перейти к товарам) — основа инфузии. Это многоразовый материал, который выдерживает разрежение, разрыв, высокие температуры. Материалы изготовления — PE/PA/PE.
Герметизирующий жгут (перейти к товарам) — липкая плотная лента, которая нужна для приклеивания пленки в матрице. Жгут обеспечивает оптимальную герметизацию и помогает создать разницу давлений для быстрой пропитки армирующего состава. С помощью ленты также осуществляется фиксация дополнительных материалов, таких как трубки, штуцеры, фининги.
Спиральная трубка способствует циркуляции воздуха под пленкой, без чего невозможно создать вакуум.
Пластиковые трубки откачивают воздух из мешка.
Жертвенная ткань (перейти к товарам)— материал, пропитанный снижающим адгезию составом. После окончания работы она без труда отделяется от композита и позволяет открепить от материала все вспомогательное оборудование.
Армирующие материалы — то, что пропитывается смолой в ходе вакуумной инфузии. Обычно это стекловолоконные ткани, востребованы также углеволокно, кевлар, базальтовое волокно (перейти к товарам).
Смола низкой вязкости — используется связующее с определенными характеристиками, что важно для нормального выполнения процесса. Для создания композитов требуется смола с вязкостью ниже 600 мПа*с и длительным сроком полимеризации.
Матрица — платформа, на которой происходит процесс вакуумной инфузии. Представляет из себя поверхность с бортами, за которые крепится при помощи герметизирующего жгута пленка. Форма матрицы зависит от того, каким должен быть композит.
Вакуумный насос (перейти к товарам) откачивает воздух из мешка, создавая вакуум.
Ловушка для захвата смолы — емкость, куда стекают излишки смолы. Она нужна для того, чтобы вакуумный насос не всосал в себя связующее и не сломался.

Также для вакуумной инфузии нужны всевозможные трубки, фитинги, зажимы, переходники, дренажи, ленты, термометры, шланги и другие вспомогательные материалы.

Технология поэтапно

1. Подготовительный этап

Вакуумная инфузия начинается с подготовки — проверки герметичности матрицы, очистки формы, нанесения разделительного агента.

2. Укладка материалов

После этого на матрицу укладывается ткань, она же препрег (перейти к товарам). Каждый слой нужно тщательно выровнять, чтобы он плотно прилегал к поверхности. Приклеиваются слои при помощи клея (перейти к товарам) или стеклоленты.

3. Организация вакуума

Следующий этап — установка оснастки для создания вакуума. Магистраль, состоящая из трубок и фиксаторов, размещается по периметру матрицы.

4. Укладка клейкой ленты для мешка

Очень важно, чтобы вакуумный мешок был качественно загерметизован, поэтому укладка ленты — важный этап. Жгут размещается по периметру формы, верхний бумажный слой пока не отклеивается.

5. Укладка жертвенной ткани

Чтобы пленка легко отошла от композита, следующим этапом нужно уложить на ткань слой жертвенного материала. Он также должно плотно прилегать, не оставляя зазоров и воздушных пузырей.

6. Монтаж оставшихся материалов

Это включает в себя укладку разделительной пленки, дренажа для того, чтобы излишки смолы стекали в ловушку, сетки (перейти к товарам), которая помогает распределять смолу по армирующей ткани (перейти к товарам).

7. Создание канала распределения смолы

Берется спиральная трубка, которая обычно размещается в виде рыбьего скелета. Через эту конструкцию смола будет поступать в мешок.

8. Установка вакуумного мешка

Теперь с герметизирующего жгута снимается бумажная лента, после чего осуществляется установка вакуумной пленки. Обычно снимается не вся лента, а стратегические места, что позволяет уложить мешок аккуратно и последовательно.

9. Проверка системы

Важно убедиться в том, что мешок достаточно герметичен. Для этого используется прибор под названием улавливатель, который фиксирует возможные утечки.

10. Процесс инфузии

После проверки герметичности мешка можно начинать вакуумную инфузию — пропитку армирующей ткани смолой.

Далее достаточно дождаться отвердения смолы и разобрать конструкцию.