Виготовлення виробів на основі рідких полімерів

Часто для виготовлення деталей з полімерних компо­зитних матеріалів як зв'язувальну речовину використовують поліефірні та епоксидні смоли. Наповнювачами служать переважно скля­ні, а також вуглецеві, борні й органічні волокна та тканини на їх основі. Поліефірні та епоксидні смоли тверднуть без тиску або під невисоким тиском при кімнатній температурі під дією затверджувачів й пришвидшувачів про­цесу.

Основними способами виготовлення деталей зі склопласти­ків є вільне лиття, контактне формування, вихрове напилення, намотування і відцентрове лиття.

Вільним литтям виробляють деталі простої конфігурації, заливаючи заздалегідь приготовлену з потрібних компонентів полімерну суміш у холодну або гарячу форму, де ця суміш тверд­не без прикладення тиску. Полімерна суміш складається з поліефірної або епоксидної смоли, затверджувача, наповнювача, іноді пришвидшувача тверднення та барвника. Маса деталі об­межується декількома десятками кілограмів. Ливарні форми виготовляють зі сталі, сплавів кольорових матеріалів, гіпсу або деревини.

Контактним формуванням вручну виробляють деталі з по­лімерних композитних матеріалів у спеціальних формах. Форму виготовляють з деревини, гіпсу або металу. На робочу поверхню наносять роздільний шар із полівінілового спирту, нітролаку або целофанової плівки, який запобігає прилипанню смоли до поверхні форми. Пульверизатором наносять рідку смолу із затверджувачем і на цей шар накладають наповнювач — склотканину. Кількість шарів залежить від необхідної товщини стінки деталі.

Спосіб контактного формування характеризується простотою устаткування, проте він низькопродуктивний й не забезпечує достатньо високої якості виробів. Контактно формують такі великогабаритні деталі як корпуси байдарок й хімічних апаратів, кузови спортивних авто­мобілів та ін. в умовах одиничного і дрібносерійного виробництв.

Під час вихрового напилення машинним способом наносять одночасно на поверхню форми смолу, затверджувач і подрібне­не волокно, після чого обкочують отриманий шар гумовим роли­ком. Довжина подрібнених скловолокон становить 90...100 мм, а його об'ємна частка в напиленому шарі не перевищує 30 %. Цей спосіб продуктивніший порівняно з контактним формуван­ням і використовується у серійному виробництві великогабари­тних деталей.

Намотування полягає у тому, що на оправку неперервно укладають просочений зв'язкою наповнювач у вигляді волокна або стрічки. Сформовану деталь разом з оправкою поміщають у камеру тверднення. По закінченні технологічного циклу оправку виймають.

Намотування — один з найдосконаліших способів створення порожнистої високоміц­ної деталі з полімерного композитного матеріалу. В автомобіле­будуванні цим способом виготовляють, наприклад, карданний вал автомобіля „Тоуоtа", в авіабудуванні — секції трансмісій­ного вала, лопаті та носову його частину, балони високого тис­ку тощо.

Відцентровим литтям у обертальній формі виготовляють вироби великих розмірів, що мають вигляд тіл обертання. В порожнину форми завантажують рідку зв'язувальну речови­ну та подрібнене скловолокно. Під дією відцентрових сил полі­мерна суміш притискається до стінки форми й ущільнюється. Після завершення процесу форму зупиняють і виймають виріб.