fabricatia pieselor compozite

7/21/2019 Fabricatia pieselor compozite

1/23

C 7 Curs FPMPC 1

Fabricatia pieselor din

materiale compozite


2/23

Curs FPMPC 2C 7

Itinerar tehnologic general

Materi al de armare Matrice Materiale auxili are

Impregnare - amestecare

Aezarea amestecului pe utilaj, matri

Compactare

Polimerizare

Demulare

Finisare


3/23

Curs FPMPC 3C 7

A. Tehnologii pentru serii mici de

fabricaie

Formarea prin contact Este o metod artizanalce const ntr-o impregnare manuala

materialului de armare (sticl, kevlar) sub form de Mat sautesatura, cu o matrice termorezistent,n general un tip de rin

poliesteric nesaturat. Principiul metodei constn depunerea pe o matri acoperitcu unagent demulant a unui strat de suprafa(gel-coat) peste care, dupgelificare, se aeazmai multe straturi de materiale de armare (matsau estur) care vor fi impregnate succesiv cu rin. Rina,care conine un catalizator i un accelerator polimerizeaz. Duppolimerizare prinndeprtareade pe matrise obinepiesa dorit.

Matria(placa activ)poate fi realizatdin: gips, lemn, tabl subireimai des din MC. Forma sa geometriceste obinutuneori prinamprentare dup o pies existent. n practic, cel mai adesea,matriele sunt realizate din poliester stratificat sau poliepoxidplecnd de la un model din lemn.


4/23

Curs FPMPC 4C 7

Matri

Film de demulare

Gel-coat Material de armare

Rol

Matrice (Rasina)


5/23

Curs FPMPC 5C 7


6/23

Curs FPMPC 6C 7

Formarea prin proiecie simultan

Proiecia simultan este un procedeu de formare cu contactmecanizat (compactare mecanizat). Sticla sub form de roving trece printr-un toctor ce o

debiteazla lungimi dorite, n timp ce rinaeste proiectatsubformde ploaie. Fibrele de sticl tiatesunt pulsate printre jetulde rin, sunt asamblate i depuse simultan pe suprafaamatriei. Ulterior procesul este asemntorcu cel manual princontact respectand urmatoarele operatii: impregnarea,depunerea icompactizarea straturilor.

Procedeul are loc la temperatura ambiant ila presiuneaatmosferic. La sfrit polimerizarea poate fi accelerat prinaezareapiesei n faaunui curent de aer cald sau n etuv.

Proiecia simultan mpreun cu formarea manual suntprocedeele cele mai utilizate la obinerea pieselor de maridimensiuni.


7/23

Curs FPMPC 7C 7

Fibre Rin


8/23

Curs FPMPC 8C 7


9/23

Curs FPMPC 9C 7

Sistemul de tiere const nprincipal n dou role mobile,

una este din oel prevzut culame tietoarepe circumferin,iar a doua este dintr-unelastomer.

Rovingul trece printre acesterole ieste tiatn buci. Vitezarolelor este reglabil pentru aputea comanda capacitatea detiere i implicit lungimeabucilorde fibrde sticl.

1 fir, 2 tambur nicoval, 3 garnitur elastic,4tambur deapsare,5 tambur portcuite,6 lame de tiere, 7 firetiate.

Sistemul de tiere a fibrelor de

sticl:

1

2

3

4

5

6

7


10/23

Curs FPMPC 10C 7


11/23

Curs FPMPC 11C 7

B. Tehnologii pentru serii mijlocii

Formarea cu sac

Formarea se realizeaz cu ajutorul aerului la presiuneatmosferic. Pentru a obine presiunea dorit, se utilizeaza unsac flexibil, etan,sub care se realizeazvid. Materialul compozitstratificat, fibre de sticl i rin,este aezatn cavitatea uneimatrie deschise. Asupra sacului acioneaz astfel presiuneaatmosferic.

Formarea cu sac se utilizeaz pentru obinerea pieselorcomplexe de serie limitat care practic nu se pot realiza subpresiune la prese clasice. n mod frecvent se realizeazpiesepentru industria aeronautic.

Sunt cunoscute trei procedee de formare cu sac:Formare cu sac sub vid ivariantele sale,Formare cu sac sub presiune ivariantele sale,Formare n autoclav.


12/23

Curs FPMPC 12C 7

Chit de etansare

Folie de etansare

Pasla

Presiune atmosferica

Pompa

de vid

Straturi

succesive

Folie separatoare

a.Formare cu sac sub vid


13/23

Curs FPMPC 13C 7

b.Formarea cu sac sub presiune

Procedeul este similar celui de formare cu sac sub vid. Particularitateaconstn faptul cpresiunea nu este cea atmosfericci la valori mult

superioare, obinnd astfel un grad mai mare de compactizare aperetelui piesei i implicit caracteristici mecanice superioare. Matriatrebuie astfel realizatnct sreziste la presiuni ieforturi mari.

Sac etan

Aer sub presiunePlac metalic

Colier

Rin excedentar

Matri

Material compozit stratificat


14/23

Curs FPMPC 14C 7

Formarea prin transfer de rin (tip RTM)

Secventa film


15/23

Curs FPMPC 15C 7

a b

c d

e f

Etapele de formare la procedeul RTM

a) decuparea materialului de armare; b) preformarea; c)inchiderea i nclzirea matriei; d) injectarea rinii iumplereamatriei; e) realizarea ciclului de polimerizare n matri; f)deschiderea matriei iextragerea piesei (demularea)


16/23

Curs FPMPC 16C 7

Etapele formrii prin procedeul RTM prezentate schematic nfigura.sunt:decuparea materialului de armare din fibre compactate sub form de mat

sau estur, n conformitate cu forma i dimensiunile piesei;

introducerea materialului de armare ntr-o matri de preformare, avnddimensiunile matriei de formare a piesei, i realizarea formei structuralea ranforsrii, pentru aceast operaie putndu-se utiliza i matria deformare;

introducerea materialului de armaren matria de formare, nchidereamatriei i nclzirea ei la temperatura de iniiere a polimerizrii;

injectarea cu vitez mic a rinii n matria nclzit, pentru a permiteimpregnarea fibrelor structurii ranforsrii, umplerea complet a matriei idegazarea bulelor de gaz ce iau natere n procesul de polimerizare,eliminarea gazelor putndu-se face cu ajutorul unei pompe de vid;

meninerea presiunii de injecie pe tot timpul procesului de polimerizare;

realizarea complet a polimerizrii matricei;

deschiderea matriei i demularea piesei; debavurarea piesei i remedierea eventualelor defecte;

aplicarea eventual a unui proces termic de maturare (postpolimerizare)a piesei pentru meninerea formei i a dimensiunilor iniiale.

Fa de aceast succesiune de etape, procedeul RTM cunoate unelevariante tehnologice care deriv de fapt din tehnologia prezentat mai sus.


17/23

Curs FPMPC 17C 7

C. Tehnologii pentru serii mari

Formarea prin presare a premix-urilor (BMC)

Prin acest procedeu premix-ul este presat direct ntre dou matriemetalice,nclzite, obinndu-se o pies finitcu dou feefine.

n acest procedeu se folosetepremix-ul, un amestec de fibre desticl, tiate (l=0,1-0,2 mm) ntr-un procent de armare volumic de

11-16

, rini poliesterice i material de umplutur calcaros.Produsul se prezintsub forma unei paste. Reetatip este: material de armare 30 pri, rin70 pri,carbonat

de calciu 120 pri i ali ageni35-40 pri. Procedeul se poate folosi pentru obinereade piese de dimensiuni

maxime de 2x2 m igrosimi de pnla 30 mm.


18/23

Curs FPMPC 18C 7

Principiul formrii prin presarea premixului (BMC).


19/23

Curs FPMPC 19C 7

n acest procedeu se folosetepremix-ul, un amestec de fibre desticl, tiate(l=0,1-0,2 mm) ntr-un procent de armare volumic de11-16 , rini poliesterice i material de umplutur calcaros.Produsul se prezint sub forma unei paste. Reeta tip este:material de armare 30 pri, rin70 pri,carbonat de calciu120 pri i ali ageni35-40 pri.

Procedeul se poate folosi pentru obinerea de piese de

dimensiuni maxime de 2x2 m igrosimi de pnla 30 mm. Avantajul acestui procedeu este posibilitatea de a obinepiese

de forme complexe. Ceea ce recomandacest procedeu pentrufabricaia pieselor destinate izolaiilor electrice, avnd i orezisten mecanicdestul de bun.

Dezavantajele procedeului BMC sunt: obinerea de piese cu caracteristici mecanice inferioare pieselor

obinutedin preimpregnate presate, posibilitide colorare limitate.


20/23

Curs FPMPC 20C 7

Procedeul const din presarea ntre dou matrie metalice nclzitea unui

material preimpregnat. Nu este necesar ca preimpregnatul s fie dispus ntoat matria, n general este suficient o acoperire de 30 Materialele folosite sunt urmtoarele:

materiale de armare: mat de sticl, estur impregnat de sticl, cu un procent de armavolumic de 16-28,

matrice: rin poliesteric foarte fluid, precatalizat cu materiale de umplutur mineralsub form de pulberi.

Semifabricatele sunt sub form de foi protejate de dou filme din polietilenReeta tip este urmtoarea: material de armare 30 pri, rin 70 pri,carbonat de calciu 120 pri, ali ageni 35-40 pri.

Avantajele acestui procedeu sunt urmtoarele: materiale preimpregnate, sub form de foi,

obinerea de piese cu proprieti mecanice destul de bune,

se obin piese cu rezisten la oboseal i coroziune destul de bun,

se pot obine piese complexe i cu nervuri.

Dezavantajele acestui procedeu sunt urmtoarele: preimpregnatele trebuie tiate i foliile ndeprtate,

necesitatea debavurrii pieselor formate,

suprafeele pieselor sunt poroase.

Formarea prin presarea preimpregnatelor(SMC)


21/23

Curs FPMPC 21C 7

Principiul formrii prin presarea preimpregnatelor

(SMC)

Secventa film


22/23

Curs FPMPC 22C 7

Formarea prin injecie de rini

termoplastice armate (TPR) Procedeul const n injectarea, de rini termoplastice armate, cu

presiune nalt ntr-o matri nchis. Dup rcire se obin pieselefinite. n figura 15 este prezentat principiul acestui procedeu.

Materialele utilizate de acest procedeu sunt urmtoarele:

materiale de armare: fibre de sticl scurte (l=1-2 mm), fibre de carbon, matrice: (polimeri termoplastici tehnici) policarbonat, politereftalat de etil

sau butilen, polioxid de fenil, poliacetal, poliamide (PP, ABS). Semifabricatele se prezint sub form de granule de termoplastice

armate (TPR). Avantajele acestui procedeu sunt:

posibilitatea de a obine piese omogene i de precizie o caden mare de fabricaie.


23/23

Curs FPMPC 23C 7

Principiul procedeului TPR

Secventa film

fabricatia pieselor compozite

Documents