Анализируя технические консультации клиентам компании ООО «Композит-Изделия», было решено подготовить информационный материал с небольшими пояснениями по армирующим материалам, которые представлены на нашем рынке.
Итак, давайте вместе по пунктам разберем что такое углерод, карбон и чем его заменить.
История начинается от времен российского учёного Д.И. Менделеева, который разработал таблицу химических элементов. Углерод (от лат. Сarboneum) – химический элемент четырнадцатой группы второго периода таблицы, на основе которого строятся большинство органических веществ. Благодаря бурному и успешному развитию науки и технологий, ученым удалось синтезировать длиноцепные органические вещества и выделить из них только «углеродный скелет». Дальнейшие успешные работы по оптимизации процессов производства и внедрению полученных материалов в различные отрасли промышленности предоставило нам неограниченный доступ к использованию высокопрочного и легкого материала, в виде углеродного волокна и тканных структур на его основе. Изделия на основе углеродного волокна получили названия углепластики или карбопластики.
В широких кругах углепластиковые изделия стали набирать популярность с развитием автотюнинга. Любители уникальных и эксклюзивных вещей высоко оценили черный глянцевый с металлическим отливом декор на основе углеродной ткани с необычным плетением, пропитанной прозрачным эпоксидным связующим. Этот популярный рисунок представляется собой стандартное переплетение саржа 2/2. К слову, оно встречается во многих текстильных материалах, как в обычных бытовых тканях, так и в конструкционных. Однако, произведенный эффект прочно связал понятие карбон с углеродной тканью саржа 2/2 с поверхностной плотностью 200 – 245 г/м2.
Стоит признать, что данный вид ткани нашел широкое применение в композитной отрасли не только благодаря эстетике, но и хорошими прочностными показателями. Однако, не надо забывать про разнообразие армирующих материалов на основе нетканых структур, потому мы расскажем про отдельный их вид – нетканые мультиаксильные ткани.
Главным отличием мультиаксиальных тканей по сравнению с классическими ткаными структурами является отсутствие переплетения. Другими словами, слой мультиаксиальной ткани (МТ) состоит из равномерно вытянутых в одном направлении углеродных или стеклянных нитей. Смежные слои МТ, сложенные друг на друга под определенным углом (+45/-45, 0/90 и т.д.), пробиты в перпендикулярном направлении полиэфирной прошивной нитью. Схематично это представлено на рис.1. В зависимости от типа волокна, поверхностного веса и сочетания углов могут быть достигнуты различные механические характеристики. Вариация структурных показателей тканей позволяет создать материал с улучшенными свойствами по проницаемости и драпируемости.
Благодаря без утковой конструкции МТ углеродная нить меньше травмируется во время производства и, как следствие, обладает повышенными прочностными характеристиками, в отличии от производства тканей, получаемых на ткацких станка, где УВ проходит длительный путь по различным узлам и направляющим. Максимальная реализация механических показателей исходного волокна в конечном изделии помогает осуществить проекты по созданию высоконагруженных конструкций.
Стоит отметить, что способ производства МТ менее затратный, что положительно сказывается на стоимости конечного продукта. К примеру, при внедрении в состав конструкции готового изделия ПКМ на сырьевой составляющей, относящейся к армирующим материалам, можно получить снижение себестоимости в районе 15 %.
Из дополнительных плюсов мультиаксильных тканей обязательно надо отметить широкий диапазон по поверхностным плотностям. Максимальный предел производства – это ткани с поверхностной плотность 4000 г/м2. МТ значительно сокращает время технологических операций по раскрою и выкладке материала для набора требуемой толщины изделия.
Каждый технолог, перед которым стояла задача по формованию криволинейных изделий, представляет, насколько трудоемко выкладывать армирующий наполнитель в сложные изогнутые элементы конструкции. В такие ситуации на помощь приходят мультиаксиальные ткани, потому что за счет своей нетканой прошитой конструкции они обладают отличной драпируемостью. Благодаря этому отличительному свойству можно экономить как на времени сборки, так и на нервах сотрудников.
Технологии производства ПКМ на основе МТ относится к различным вариациям вакуумной инфузии, включая RTM и LRTM. Благодаря специфической структуре МТ обладают повышенной проницаемости, и следовательно, пропитка армирующего материала проходит быстро и с равномерным фронтом течения связующего по всей площади изделия. Изготовление пластика толщиной более 5 мм на основе МТ не представляет сложности, при условии грамотно подобранного режима формования и сборке вакуумного пакет.
Эти преимущества МТ по сравнению со стандартными тканными структурами позволяют сократить денежные затраты и облегчить ручной труд при серийном изготовлении композитных изделий.
В заключение мы приглашаем Вас посетить наш сайт carbocarbo.ru и ознакомиться с ассортиментом мультиаксиальных тканей на основе углеродного волокна и стекло волокна, производства немецкой компании SAERTEX. Базовые поверхностные плотности МТ имеют шаг в 200 г/м2 и пределы с 200 до 800 г/м2 и представлены в таблице 1. МТ подходят под эпоксидные, полиэфирные и винилэфирные связующие.
Материал находится в наличии на нашем новом складе в Московская область п. Нахабино, ул. Институтская, д.1. Информацию о стоимости и дополнительные консультации получите у наших сотрудников.
Композитный мир №4 (97) (2021)