Подготовка к отверждению
Деталь покрывают антиадгезионным материалом, перфорированным для вытекания излишка смолы. Он должен закрывать все изделие, но не выходить за его пределы. Чтобы не образовывалась выпуклость от диафрагмы и для ограничения вытекания смолы по бокам необходимо применять граничные опоры или перегородки. Обычно эти опоры делают из листов пробки, резины или металла и тщательно герметизируют перед употреблением. Смола может протекать через неуплотненные перегородки, не соответствующие друг другу сегменты перегородок или между ними и оснасткой. Граничные опоры при использовании верхней выпускной системы должны находиться на расстоянии от края детали не более 1,52 мм, чтобы предотвратить вымывание волокон во время течения смолы. На рис. 18.2 изображена типичная система с граничными опорами.
9* 259
В процессе отверждения все слои уменьшаются в объеме (по сравнению с исходной толщиной) за счет освобождения захваченного воздуха и вытекания избытка смолы г. Поэтому для каждого улучшенного композиционного материала и изделия из него требуются специфические граничные опоры (перегородки). Для получения перегородок применяются следующие материалы и их комбинации:
1) перегородка полностью из пробки или резины — для деталей, которые состоят менее чем из 40 слоев и должны быть зачищены;
2) перегородки полностью из металла — для деталей, которые состоят менее чем из 100 слоев и не нуждаются в зачистке;
3) комбинированные перегородки из металла и пробки или резины — для деталей, состоящих более чем из 40 слоев;
4) воздушные перегородки — для полимерных формуемых лент.
Рис. 18.2. Регулируемая система вытекания излишка смолы: 1 ■— выпускное устройство (стеклоткань типа 120 или бумага); 2 — перфорированная ткаиь из тефлона; 3 — промежуточная плита; 4 — ткань для отсоса газов из диафрагмы (стеклоткань типа 181); 5 — диафрагма; 6 — уплотнение диафрагмы; 7 — пробковый материал; Я — плита оснастки; 9— граничная опора или перегородка (деталь из пробкового материала или металла с пробковой головкой); 10 — изделие; 11 — разделительная ткань; с — регулируемый зазор |
Высота перегородки всегда должна быть меньше ее ширины, чтобы не было горизонтального смещения. Отношение высоты к ширине должно быть не более 2 : 3. Для ламинатов, состоящих менее чем из 100 слоев, высота металлических частей должна быть равна заданной толщине отвержденного слоистого пластика, а высота пробковых перегородок должна быть больше этой толщины в соотношении 10 : 7, чтобы объем пробки мог уменьшиться. (Следует заметить, что в некоторых случаях перегородки из пробки или других неметаллов очень плотно прилегают к поверхности оснастки и привариваются к ней, что препятствует полному выходу воздуха по торцам ламината и приводит к образованию воздушных карманов в материале.)
При получении ламинатов, состоящих более чем из 100 слоев, с использованием комбинированных перегородок из металла и пробки или резины высота металлической части перегородки должна быть равна 3/4 от заданной толщины отвержденного материала, а высота остальной части перегородки, сделанной из пробки или резины «Корпрен», должна превосходить оставшуюся 1/4 часть толщины ламината в соотношении 10:7. Для предотвращения избыточного вытекания смолы под перегородку можно поме -
1 Уменьшение объема изделия происходит также в результате контракцнон - ных явлений. — Прим. ред. пер.
18.1. Число слоев различных армирующих материалов
|
Гцать чувствительную к давлению ленту из алюминия, которая будет действовать как уплотнение.
Через каждые 5 слоев препрега из борного волокна надо класть один слой сухой стеклоткани 120. Этот слой должен быть того же размера, что и формуемая деталь, и не должен выступать за ее границы. Указанное соотношение (1 : 5) между сухой стеклотканью типа 120 и препрегами обеспечивает контролируемое удаление избытка смолы. Аналогичный контроль достигается при применении комбинации стеклоткани типа 116 с войлоком. Соотношения между слоями материала в этом случае приведены в табл. 18.1.
Если ламинаты имеют более 100 слоев, толщина войлока должна быть увеличена на 1,6 мм на каждые десять дополнительных слоев препрега.
Слой перфорированной полимерной пленки, например тефлона, должен быть положен сверху на готовый пакет листов, так чтобы его края достаточно выступали за контуры изделия. Расстояние между центрами отверстий в этой пленке ~50 мм. Для отсоса газов из диафрагмы весь пакет листов закрывают двумя слоями стеклоткани типа 181.
Собранный пакет листов должен быть надежно закреплен в оснастке во время всех последующих операций вплоть до переноса детали в автоклав для отверждения. Регулируемая система удаления избытка смолы показана иа рис. 18.2.
В приведенной системе удаления смолы из ламината часть ее вытекает через регулируемый зазор между краем материала и перегородкой или граничными опорами. Объем смолы, которая должна вытечь из препрега, рассчитывается и принимается равным объему зазора. Для определения параметров зазора используется простой метод проб и ошибок. Может потребоваться и дополнительное уточнение его размеров, если вытекание смолы по краям ограничивается боковыми кромками ламината. Слоистые пластинки размером 254x1651 мм были изготовлены с использованием этой системы регулировки вытекания смолы, обеспечивающей заданную толщину слоя в отвержденном ламинате. При этом необходимо, чтобы граничные опоры были только металлическими и их положение было правильно определено, так как объем зазора не должен изменяться при температуре и давлении отверждения, когда происходит вытекание смолы. Алюминиевые листы толщиной примерно 1,6 мм, по размеру соответствующие пакету листов, могут использоваться в качестве меры предосторожности против образования неровностей на находящейся под диафрагмой поверхности отвержденного ламината и чрезмерного вытекания смолы из верхних слоев композиционного материала в ткань для отсоса газов, расположенную под диафрагмой. (Отметим, что на каждом предприятии должно быть проведено исследование процесса контролируемого течения смолы через боковую выпускную систему для своих конкретных сырьевых материалов, толщин ламинатов и условий отверждения.)