Способы получения полуфабрикатов и готовых изделий из волокнистых композиционных материалов

При разработке технологического про­цесса получения изделий из КМ прихо­дится в комплексе решать многие вопро­сы: выбор армирующих и матричных ма­териалов, их химическое взаимодействие, смачивание, способы ориентации арми­рующих волокон, способы окончательного объединения волокон и матрицы в единое целое (изделие), выбор оптимальных технологических режимов и др. Не существу­ет универсального технологического про­цесса, пригодного для получения любого изделия из КМ.

1 – бак суспензии; 2 – фильтр; 3 – ролики; 4 – камера для отбора жидкости; 5 – валки; 6- печь.

Пряжей называют нить из коротких воло­кон, соединенных путем кручения.

1 – полосы материала матрицы; 2 – рифленая фольга из материала матрицы; 3 – армирующие волокна; 4- волокна из материала матрицы.

Технологическому процессу получения КМ предшествуют вспомогательные операции: очистка, мойка и сушка волокон, объединение их в жгуты или каркасы, получение элементарных соединений матри­ца - волокно, сборка чередующихся слоев элементов и др.

Все технологические способы получе­ния препрегов, полуфабрикатов и изделий из МКМ условно можно разделить на че­тыре основные группы: парогазофазные, жидкофазные, твердожидкофазные и твер­дофазные.

Парогазофазные способы применяют для нанесения на волокна жгута, ленты и ткани барьерных или технологических покрытий.

Жидкофазные способы используют на всех стадиях производства КМ - от полуфабрикатов до изделий. К ним отно­сятся протяжка волокон, жгутов и тканей через расплав материала матрицы для пла­стифицирования волокна и получения со­ответствующих препрегов; пропитка паке­тов препрегов материалом матрицы на стадии получения полуфабрикатов или готовых изделий из КМ; плазменные и некоторые другие виды газотермического распыления металлов для получения лен­точных препрегов и "корковых" полуфаб­рикатов, подвергаемых последующему компактированию методами обработки давлением.

Твердожидкофазные способы ис­пользуют для получения полуфабрикатов и изделий из КМ методами горячего прес­сования, волочения и прокатки пакетов, препрегов.

Твердофазные способы используют для компактирования изделий из полу­фабрикатов.

Универсальным и наиболее освоенным промышленностью способом изготовле­ния КМ является пропитка.

На предприятиях обычно организуют выпуск полуфабрикатов в виде листов, труб, профилей и т.д.

Если в качестве армату­ры выбраны волокна или проволоки со значительным запасом пластичности, то уплотнять МКМ можно ковкой, прокат­кой, импульсным прессованием и др. Воз­можны также различные способы диффу­зионной сварки.