8) Состояние поверхностей (без покрытий).

На поверхности деталей допускаются отдельные риски и царапины. В редких случаях допускаются следы от пресс-формы.

9) Схема покрытий. В общем случае применяется комбинированная схема покрытий как показано в таблице 2.3. Особенностью покрытий деталей из ПКМ заключается в том, что могут применяться лакокрасочные материалы, не содержащие вещества, растворяющие полимерную матрицу.

10) Схема маркировки. Маркировка наносится на несопрягаемые с другими деталями участки поверхности со стороны, открытой при сборке, на расстоянии не менее 5 мм от отверстий.

Типовой технологический процесс изготовления деталей из полимерных композиционных материалов.

1) Изготовление первичной заготовки. Первичными заготовками для деталей из ПКМ можно считать:

• премиксы - смесь связующего и коротких армирующих волокон;

• препреги - непрерывные нити, жгуты или ленты, пропитанные связующем, намотанные на катушку;

• монослои ткани, пропитанные связующим;

• шпоны – монослои ткани с отвержденным связующим.

Изготовление первичных заготовок предполагает работы:

а) подготовку связующего, которая включает:

• контроль исходного состояния компонентов связующего, при котором определяют содержание связующего, летучих веществ и растворимой смолы;

Применяемые методы:

• для контроля содержания влаги – взвешивание;

• для контроля содержания смолы – выжигание;

• для контроля содержания растворимой смолы – растворение ацетоном в аппарате Сокелета;

• для контроля текучести смолы - метод Рашиго;

• дозирование компонентов по объему или по весу;

• смешивание компонентов в механическом смесителе;

• упаковка связующего в герметичные емкости для транспортировки и хранения.

б) производство полуфабрикатов:

• изготовление премиксов выполняется в последовательности:

• контроль исходного состояния компонентов смеси;

• дозирование компонентов по объему или по весу;

• смешивание компонентов в механическом смесителе;

• упаковка премиксов в герметичные емкости для транспортировки и хранения.

• изготовление препрегов заключается в

• пропитке сухого волокна (нити или ленты) связующим на специальных пропиточных станках,

• укладке специальной ленты, разделяющей слои препрега;

• намотке нити или ленты на специальные катушки;

• упаковке препрегов в полиэтиленовые мешки

• изготовление монослоя ткани требует выполнение работ:

• определение на ткани положения линии разделения полуфабриката на заготовки.

Применяемые методы:

• прямой: по шаблонам;

• косвенный (путем настройки раскройного оборудования с числовым программным управлением).

• разделение ткани на заготовки.

Применяемые методы:

• резка ручными дисковыми ножницами с твердосплавными ножами (стекло - и углеволокно), с алмазными ножам (борное волокно);

• резка гидроабразивной струей.

• изготовление шпона применяется работы и методы аналогичные тем, которые применяются для производства тонких плоских деталей.

2) Формирование внутренней структуры и формы детали предварительно. На этом этапе происходит укладка армирующего материала в определенном порядке, который и задает основные эксплуатационные характеристики ПКМ. Применяемая последовательность работ и методы их выполнения во многом зависят от вида армирующего материала:

А) Детали из премиксов. Структура детали представляет собой хаотично расположенные короткие волокна. Если длина волокон больше толщины стенок и полок детали, то волокна располагаются преимущественно вдоль стенки или полки детали.

Применяемые методы:

• прессование (особенностью этого метода заключается том, что одновременно с образованием формы детали происходит уплотнение смеси и ее отвержение);

• напыление;

• контактное формование;

• центробежное формование.

Б) Детали из препрегов.

Применяемые методы:

• намотка - для производства деталей типа тел вращения и деталей с выпуклыми поверхностями;

• непрерывная пультрузия (протягивание жгута через фильеру) – для производства профилей и пластин;

• выкладка лент – для производства плоских деталей и деталей одинарной и двойной кривизны.

В) Детали из монослоев ткани.

Применяемые методы:

• выкладка ручная – для плоских и криволинейных деталей с углом подъема образующей детали до 25º;

• выкладка автоматизированная – для плоских и криволинейных деталей с углом подъема образующей детали до 5º.

3) Уплотнение материала детали (формование холодное). Работы необходимы для удаления остатков воздуха из межслойного пространства, уплотнения структуры материала. Одновременно происходит придание детали основной формы (предварительно).

Применяемые методы:

• прикатка валиками;

• холодное прессование;

• вакуумирование.

4) Отвержение связующего (формование горячее). Большинство полимерных связующих, применяемые в ПКМ, переходят из термореактивного в термостабильное состояние и приобретают необходимые свойства, только после термической обработки. Для этого в технологический процесс включают операцию прессования с одновременным нагревом в течение длительного времени (до нескольких десятков часов).

Применяемые методы:

• контактное прессование – для несиловых деталей;

• прессование в пресс-форме с подогревом – для деталей упрощенной формы и сравнительно небольших габаритов;

• формование автоклавное (с помощью герметичной эластичной оболочки в автоклаве) для деталей сложной конфигурации с повышенными требованиями к физико-механическим характеристиками.

Особое значение имеет контроль качества формования изделия.

Применяемые методы:

• оптический (визуально и с помощью лупы) - дефекты поверхности;

• акустические (импедансный, теневой, спектральный) и тепловой – для контроля расслоений, непроклеев, трещин, воздушных полостей;

• радиографический - для выявления посторонних включений, крупных трещин.

5) Придание промежуточному изделию окончательной формы и размеров. Отформованное изделие выполняется со значительным припуском по поверхностям сопряжения. Поэтому необходимы дополнительные работы, для удаления припусков и оформить элементы, которые невозможно сформовать на предыдущих этапах технологического процесса.

Применяемые методы: механическая обработка методами, аналогичные тем, которые применяются для обработки металлов, но с применением для режущих инструментов износостойких инструментальных материалов: твердосплавных (для обработки стекло и углепластиков) и алмазных (для обработки боропластиков). Для обработки органопластиков допускается применение быстрорежущих сталей. Резание деталей из ПКМ сопровождается образованием пыли, для удаления которой необходимо применение специальных пылеуловителей. Кроме того, для охлаждения зоны обработки применение СОЖ практически недопустимо, поэтому обработку осуществляют при пониженных режимах резания или зону обработки обдувают охлажденным воздухом или азотом.