В апреле 2019 года на Кумертауском авиационнопроизводственном предприятии выпустили первый экземпляр водяного бака СП-32. Этот бак является основной частью системы пожаротушения по программе модернизации семейства вертолетов Ка-32, которую впервые представил Холдинг «Вертолеты России» (входит в Госкорпорацию Ростех) на XII Международной выставке вертолетной индустрии HeliRussia 2019. Новый водяной бак СП-32 отечественного производства отличается от иностранных аналогов более выгодной ценой, вмещает 4 тонны воды, имеет цифровое управление и улучшенную эргономику при заборе и сливе воды. Кроме того, он может эксплуатироваться в зимних условиях.
Водяной бак СП-32 представляет собой крупногабаритное сложносоставное изделие из углепластика, основной частью которого является емкость для воды объемом 4 м3 Длина изделия составляет порядка 4,5 м, ширина – около 2 м, высота – около 1,5 м. Бак устанавливается в нижней части вертолета, частично входя внутрь фюзеляжа вертолета, поэтому его форма довольно сложная, и на поверхности изделия есть множество углублений для обхода элементов конструкции. Для производства этого изделия была спроектирована и произведена алюминиевая составная форма с выталкивателями. Изначально предполагалось, что потребуется разбор формы для извлечения изделия.
Перед технологом, отвечающим за это изделие, стояла задача получить гарантированный съем изделия с необычно большой формы. Ввиду сжатых сроков и большой площади оснастки, составляющей порядка 20 м2, не было возможности отшлифовать поверхность формы до уровня, пригодного для применения стандартных полупостоянных разделительных составов.
Так же была задача добиться герметичности формы в местах примыкания составных частей. Герметизация стыков с обратной стороны герметиками не давала достаточного уровня герметичности.
Удобным решением обеих задач является нанесение самоклеящейся фторопластовой пленки на поверхность формы. Фторопласт обеспечивает высокие антиадгезионные свойства – легкий, надежный и многократный съем изделий. А монолитная структура пленки в сочетании с силиконовым клеем обеспечивает герметичность рабочей поверхности. Плюс пленочный силиконовый клей позволяет наносить пленку даже на поверхности с глубокими рисками. Подобные материалы производятся несколькими компаниями, но технолог выбрала материал липлент ТТ 01 от компании «Композит-Изделия». Так как производитель подтвердил возможность приезда технического специалиста на завод в город Кумертау для оказания технической поддержки – консультирование по применению материала и обучение рабочих методам нанесения этой пленки.
Работа по этому проекту началась с предоставления образца липлентТТО1, который был отправлен курьером на завод для проведения теста и подтверждения рабочих характеристик. Тесты прошли успешно – препрег, из которого будет изготавливаться водяной бак, отлично снимался с пленки, и она хорошо наносится на формы, изготовленные на заводе.
После успешных тестов завод закупил промышленную партию ЛипЛент ТТО1 в объеме, достаточном для нанесения на всю поверхность формы водяного бака несколько раз.
Когда оснастка водяного бака была готова, на завод прибыл технический представитель производителя. Визит на завод длился три полных дня.
Была определена общая концепция нанесения пленки. Изначально предполагалось, что для съема готового изделия форма будет размыкаться и выниматься частями. Поэтому первоначальный проект нанесения пленки предполагал отдельное нанесение ленты из пленки на стык частей формы, которые должны были разъединяться при съеме. Идея заключается в том, чтобы при размыкании оснастки «страдала» только эта лента, а большая часть пленки на плоскостях формы оставалась на месте и могла быть использована повторно. Забегая вперед, надо сказать, что съем готовой детали, несмотря на большую толщину, сложную форму и большую площадь изделия, оказался таким легким, что разбор формы не потребовался. Готовый ламинат буквально отщелкнулся от формы в нужное время.
Тестовое нанесение ленты на стык частей формы показало, что лента не будет препятствовать размыканию оснастки.
Дальше была определена схема нанесения пленки – большие плоские области формы накрываются максимально большими кусками. Ширина ЛипЛент ТТО1 составляет один метр. Это позволяет ускорить нанесение и сохранить пленку на большее количество съемов, так как в этих местах на нее действуют меньшие нагрузки при извлечении детали. Сложные места формы: углы, выпуклости и выемки – закрываются отдельными небольшими кусками пленки, которые могут быть заменены в случае повреждения. Такие куски можно кроить по месту или заранее с использованием бумажного шаблона. Важный момент в нанесении пленки на сложные формы – ее нельзя растягивать! Сама фторопластовая пленка имеет относительно большое удлинение, но силиконовый клей, нанесенный на обратную сторону, не может растягиваться вместе с пленкой. Он рвется и на пленке образуются области без клея, поэтому при растягивании пленка теряет возможность приклеиться к форме. В случае если при нанесении пленки, например, на внутренний угол она растянулась, эту область стоит вырезать и поставить сверху заплатку из новой пленки. Для обеспечения герметичности куски пленки рекомендуется клеить с нахлестом 5-10 мм.
Для ускорения процесса нанесения пленки на сложные места эти куски раскраивали на плоттере по лекалам, подготовленным для раскроя препрега. Такой раскрой также позволяет минимизировать расход пленки на обрезы.
Обучение рабочих проходило в форме мастер-класса непосредственно на форме бака. Сначала на плоских областях формы технический специалист ООО «Композит-Изделия» продемонстрировал основные приемы работы с пленкой – защитный слой с клейкой стороны нужно снимать постепенно, пленку к поверхности приглаживать мягким ракелем из центра к краям, тщательно выгоняя воздух. При необходимости пленку можно отклеить от поверхности резким движением. Самое главное – поддерживать максимальную чистоту поверхности формы и рук, так как пыль или любое другое загрязнение полностью нейтрализуют адгезионные свойства клеевого слоя, и восстановить адгезию невозможно.
После демонстрации основных приемов рабочие начали подключаться к процессу нанесения пленки. После отработки навыков на плоских участках перешли к сложным участкам.
При нанесении пленки на элементы двойной кривизны основные сложности возникают на внутренних углах. Если пытаться втянуть пленку в угол, то она растягивается, теряет адгезию и провисает в этом месте. Для избежания такого эффекта и появления пузырей воздуха под пленкой ее нужно прикатывать постепенно, тщательно выгоняя воздух из центра к краям. При этом может быть полезен такой прием- если разрезать защитный лайнер, прикрывающий клеевой слой вдоль выкроенного куска пленки, то можно начать прикатывать пленку из центра, а не с края.
Эти приемы были отработаны при нанесении ЛипЛент ТТО1 на форму бака. Все рабочие попрактиковались и достигли значительного мастерства в работе с фторопластовой пленкой. Легкий съем первого изделия стал лучшим доказательством полученных навыков. На середину июля 2019 года уже произведено три композитные емкости для бака МП-32.
Получив такой положительный опыт с липлент ТТО1 ТУ 2245-015-30189225-2016, технологи КумАППа продолжили внедрение и других вакуумных расходных материалов производства компании ООО «Композит-Изделия» в технологические процессы на серийные изделия. Отечественные материалы этого производителя проходят не только по программе импортозамещения, но и как снижение себестоимости, так как зачастую дешевле зарубежных аналогов.
Липкая лента Липnент-ТТО1
Пленка фторопластовая с липким слоем на основе силиконового адгезива Липлент-ТТО1 ТУ 2245-015-30189225-2016 может использоваться для герметизации мастер- моделей и пористых поверхностей оснастки. Пленка обеспечивает длительные антиадгезионные свойства, предотвращает загрязнение, обеспечивает многократные съёмы изделий сложных конфигураций.
Гражданский всепогодный вертолет соосной схемы несущих винтов Ка-32А11ВС разработан конструкторским бюро «Камов», входящим в состав холдинга «Вертолеты России». Серийное производство Ка-32А11ВС налажено на АО
«Кумертауское авиационное производственное предприятие». В настоящее время построено свыше 140 машин, которые эксплуатируются более чем в 30 странах мира. Соосная
схема вертолета обладает рядом серьезных преимуществ в стабилизации и маневренности, особенно при пожаротушении.
Композитный мир №4 (2019)