Структура технологического процесса определяется задачами, для решения которых он проектируется, при этом, при проектировании производства изделий из ВКМ, необходимо решать не только чисто технические, но и экономические задачи. Для проектирования технологических процессов производства изделий из ВКМ в распоряжении технолога должны находиться следующие исходные данные:
1. Рабочий чертеж изделия, в котором должны быть указаны размеры и соотношения, характеризующие геометрию и точность взаимного расположения всех основных и свободных поверхностей;
2. Материал и его основные структурные характеристики (схема армирование, число слоев);
3. Технические требования на ВКМ и развернутая его характеристика (составляющие компоненты, их относительное содержание, структурные параметры, текстурные характеристики, характеристики исходных мат-лов, их технологические свойства и др.);
4. Технические требования на исходные материалы;
5. Технические требования на готовое изделие и его испытание;
6. Справочные сведения о технологических методах переработки ВКМ и характеристики их технологических возможностях;
7. Данные об оборудовании и технологической оснастке (каталоги, паспорта, альбомы и пр.);
8. Типовые технологические процессы;
9. Производственное задание (программа выпуска) и характер производства;
10. Общая производственная обстановка.
Б. 38,39,40,41 Основные принципы проектирования технологических процессов изделий из композиционных волокнистых материалов
Накопленный практический опыт и теоретические достижения технологии композиционный волокнистых материалов позволили сформулировать ряд основных принципов при проектировании технологических процессов композиционных волокнистых материалов:
Билет 38 «Силовой блок»
1. Принцип структурно-силовых сочетаний:
- исходя из требований технического задания, устанавливаем класс композиционных волокнистых материалов;
- исходя из требований прочности и жесткости и возможных вариантов структуры определяются характеристики армирующей (системы) основы и ряд характеристик технологического процесса (скорость намотки, скорость пропитки и т.п.).
2. Принцип совмещения силовых полей:
- совмещение (по возможности) направления волокон в текстурных слоях материала с направлением силовых линий конструкции. Это позволяет существенно упростить определение многих технологических параметров.
3. Принцип геометрических сочетаний:
- определяются оптимальные геометрические сочетания нескольких систем нитей композиционных волокнистых материалов, при которых удовлетворялись бы как физико-механические, так и конструктивно-технологические качества формируемого изделия.
4. Принцип непрерывности армирования:
- определяет выбор технологического метода намотки нити и формирования законцовок (обрыв нити не должен находиться в зоне краевого эффекта - законцовки).
5. Принцип трансверсального уплотнения композиционных волокнистых материалов:
- уплотнение и прижим формируемой волокнистой стенки к рабочей поверхности технологической оснастки может быть осуществлен одним из перечисленных методов:
a) Технологического натяжения (нити, ленты);
b) Метод локального прижима;
c) Метод гидростатического формования;
d) Метод интегрального прижима.
6. Принцип силового замыкания:
- принятие технологических мер по сохранению усилия трансверсального уплотнения на этапах технологии, последующих за этапом формования.
7. Принцип равных нагружений:
- создание таких конструктивно-технологических условий, при которых все волокна в применяемом композиционном волокнистом полуфабрикате на всех стадиях производства были бы равнонагружены
Билет 39 «Блок пропитки»
8. Принцип резервирования:
- при проектных разработках (как конструкционных, так и технологических) следует стремиться к полнодисперсности структуры и уменьшению толщины “автономного” текстурного слоя (увеличивая, таким образом, количество “резервных” - без технологических дефектов - текстурных единиц).
9. Принцип псевдоожижения:
- для улучшения формируемости композиционных волокнистых полуфабрикатов и повышения технологических возможностей формирования изделий сложного профиля.
Эффект трансверсального псевдожижения возникает при мокрой намотке, а также при сухой – в случае применения высоких температур для быстрого расплавления связующего в зоне формирования, и при формировании в водном растворе.
10. Принцип скоростной намотки:
- определяет выбор сухого или мокрого способа формирования и метода технологического отверждения композиционного волокнистого полуфабриката.
11. Принцип повышения жизнеспособности композиционного волокнистого полуфабриката:
- позволяет специализировать оборудование и производство;
- расширяет технологические возможности при формовании крупногабаритных изделий;
- позволяет аргументировать метод формования.
12. Принцип пропитки композиционного волокнистого полуфабриката
- “Необходимо предусмотреть технологические меры для обеспечения стопроцентной пропитки волокнистой структуры” (актуально для растворов компаунда, когда возможна фильтрация компаунда на поверхность волокна, а пропитка – за счет растворителя).