Препреги – это композиционные материалы-полуфабрикаты. Их получают путем пропитки армирующей волокнистой основы равномерно распределенными полимерными связующими. Пропитка осуществляется таким образом, чтобы максимально реализовать физико-химические свойства армирующего материала. Препреговая технология позволяет получить монолитные изделия сложной формы при минимальной инструментальной обработке.
Технология формования препрегом имеет следующие характеристики:
- Низкая сложность укладки ламината, чистый процесс, высокое качество композита.
- Повышенные требования к оснастке и вспомогательным материалам (высокая температура полимеризации).
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1. оснастка (стойкая к температуре)
2. препрег (армирующий материал пропитанный «горячим» связующим на специальном оборудовании)
3. жертвенный слой (Pill Play)
4. перфорированная плёнка
5. впитывающий слой (Braizer)
6. вакуумная пленка
7. * автоклав
* – специальное профессиональное оборудование (мощный герметичный сосуд) для создания, контроля и удержания повышенного давления воздуха (6-8 атмосфер) и температуры (80-160°C).
КОНСТРУКЦИЯ
Конструкция вакуумного мешка для проведения вакуумной инфузии
ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ (по шагам)
При подготовке к выкладке препрег купить следует извлечь из морозильной камеры, не вынимая его из упаковки, приблизительно за 6 часов до выкладки (или до момента достижения препрегом температуры окружающей среды (приблизительно 18-23 °C), чтобы избежать образования конденсата на поверхности при размораживании.
Поверхность оснастки должна быть покрыта “горячим” разделительным соством Marbocote 227 CEE и должна быть протестирована на герметичность перед выкладкой.
Далее препрег нужно вырезать по заданному шаблону и выложить в форму. Очень важно чтобы препрег четко соответствовал размерам формы, особенно в местах внутренних углов. Нужно “продавить” препрег по всей площади прилегания. После чего необходимо уложить на поверхность препрега вспомогательные слои: перфорированную пленку, впитывающий слой Breather. Герметизировать форму вакуумной пленкой (сделать вакуумный мешок) и подключить вакуумный насос.
Если необходимо, на поверхность препрега для лучшего вторичного сцепления помещают жертвенную ткань Peelply (перед перфорированной пленкой). Жертвенная ткань может быть закреплена на оснастке с помощью клеящей ленты либо спрей клеев временной фиксации.
При применении перфорированной разделительной пленки количество вытекающего связующего контролируется с помощью размера и частоты перфорации а так же толщины (плотности) сухого слоя – впитывающего (дренажного) материала Breather, которые помещаются поверх перфорированной разделительной пленки. При небольшой толщине ламината требуется особая внимательность, чтобы не допустить чрезмерный дренаж связующего из препрега. Желательно предварительно изготовить пробный образец с перфорированной пленкой, чтобы определить количество вытекающего связующего и проверить, не приведет ли это к повышению пористости ламината. Дренажный слой должен соединяться с выходами вакуумного насоса, где локально должны применяться два или три дополнительных слоя дренажного материала.
Для работы с препрегом, желательно использовать наибольший вакуум – 0,9 атм. Очень важно, чтобы при этом ламинат полностью находился в вакууме. Это можно контролировать, разместив измерительный прибор на максимально возможном удалении от выходного отверстия вакуумного насоса.
Для проверки герметичности формы перед отверждением детали рекомендуется провести оценку герметичности перекрытием линии вакуумного насоса. Испытание должно показать падение вакуума не более чем на 0,5 атм. в течение 15 минут.
Установка вакуумного мешка. В мешок вставляется трубка, соединенная с вакуумным насосом на котором должен быть установлен вакуумметр, либо дополнительно можно вставить вторую трубку в мешок и подвести к вакуумметру. Далее необходимо создать вакуум для проверки герметичности мешка и если герметичность достигнута нужно поместить форму в печь или автоклав. Рекомендуется держать вакуум во время всего цикла отверждения, даже во время охлаждения формы.
Начать нагрев (обычно скорость нагрева находится в диапазоне 2-5 °C/минуту). Информацию по рекомендуемому режиму отверждения обычно предоставляет производитель. Например для низкотемпературного препрега Graphite PRO (90С) температура полимеризации составляет 2 часа при 90°С, затем 1 ч при 120°С. Температуру следует контролировать с помощью встраиваемых термопар.
По завершении отверждения, после отключения нагрева, деталь должна остывать до тех пор, пока ее температура не опустится ниже 40°C. Когда деталь полностью остынет, ее можно извлечь из мешка.
При обращении с препрегами необходимо надевать перчатки для того, чтобы избежать контакта кожи со связующим препрега, а также чтобы предотвратить попадание пота, жира и других посторонних включений на препрег, что может привести к образованию пустот при отверждении.
