ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

лаб. работа №1

•Download as PPT, PDF•
•
Zhanna Kazakova
Zhanna Kazakova
1 of 10
Download to read offline
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ • • Цель работы: Ознакомление с технологией изготовления композитных деталей методами пневмокомпрессионного формования. Приобретение практических навыков работы на оборудовании для производства композитных изделий с компьютерным управлением.
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Задание на работу: Часть I (4 часа) • • • • • • • • Изучение метода получения преформы из препрега выкладкой; Ознакомление с методами пневмокомпрессионного формования; Изучение компьютеризованного лабораторного комплекса для формования на основе автоклава; Освоение компьютерного управления автоклавом; Приобретение практических навыков формирования технологического пакета. Часть II (4 часа) Освоение практических приемов трех методов формования: вакуумированием, в автоклаве, в пресскамере; Изготовление трех партий образцов для проведения сравнительных испытаний; Анализ полученных испытаний по геометрическим и весовым параметрам.
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Получение преформы выкладкой Наиболее простым способом по аппаратурно-техническому оформлению является выкладка, которая применяется для изготовления изделий различных габаритов и конфигураций. Процесс выкладки в большинстве случаев осуществляется вручную, особенно при получении деталей со сложной поверхностью. Рис.3.1 Структура технологического пакета при выкладке: 1 - форма; 2 - ограничитель; 3 - антиадгезионный слой; 4 - формуемое изделие; 5 разделительная перфорированная пленка; 6 впитывающий слой; 7 - цулага; 8 - дренажный слой; 9 - вакуумный мешок; 10 - клапан вакуумной системы; 11 - герметизирующий жгут
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Схемы формования Контактное прикатка роликом Пневмо-, гидрокомпрессионное вакуумированием натяжением нити автоклавное обмотка жгутом гидроклавное вибрационное формование Прессовое жестким прессованием в пресскамерах упругим прессованием пропиткой под давлением Рис. 3.2 Классификация схем формования Термокомпрессионное температурным расширением вкладыша
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Автоклавное формование отличается тем, что формуемое изделие помещают в специальное оборудование - автоклав, где создается избыточное давление. Автоклав (рис.3.4) представляет собой герметичную емкость в виде прочного, цилиндрической формы корпуса 7 с открывающейся крышкой 8. В автоклаве может создаваться избыточное давление до 15 атмосфер и температура до 300°С. Давление создается или с помощью насосов, или за счет испарения жидкого азота; температура - с Рис. 3.4 Формование в автоклаве: помощью электрических 1 – форма; 2 – препрег; 3 – эластичная нагревательных элементов или мембрана; 4 – уплотнители; 5 – аэродинамическим нагревом специально спрофилированных тележка; 6 – рельсы; 7 – корпус мощных вентиляторов. автоклава; 8 - крышка
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Гидроклавное формование. Процесс формования в автоклавах и гидроклавах на первом этапе содержит все операции, присущие формованию вакуумированием. На втором этапе форму с препрегом и герметичной оболочкой помещают в емкость и выдерживают там при температуре и давлении, изменяющихся по заданному закону. В отличие от автоклавов гидроклавы безопасны в работе, и в Рис.3.7. Гидроклав: них можно реализовать давление до 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - форма; 4 - препрег; 30-50 атмосфер. В то же время 5 - герметичная диаграмма; 6 - рабочая жидкость как рабочее тело создает жидкость определенное неудобство в работе, значительно снижая культуру производства.
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Формование в пресскамерах. Суть процесса показана на схеме (рис.3.8). В негативную форму 1, являющуюся одновременно прочным корпусом, укладывается препрег 3 и эластичная оболочка 2. Из-под оболочки откачивается воздух, а в полость, образуемую пространством между оболочкой и крышкой 4, подается рабочее тело (разогретый пар, вода, воздух). В пресскамерах, в силу их небольшого объема, можно реализовать давление до 20-30 атмосфер. По энергозатратам на нагрев и подвод давления пресскамеры значительно эффективнее авто- и гидроклавов. В то же время они не являются универсальным оборудованием, и их применение оправдано при больших сериях производства изделия. Рис. 3.8 Формование в пресскамере: 1 – форма; 2 – эластичная диафрагма; 3 – препрег; 4 – крышка
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Порядок выполнения работы Формирование технологического пакета Вакуумное формование а. Сформировать три преформы из препрега углеродной ленты ЭЛУР на связующем УП, количество слоев - 7. Схема укладки: 0°, 90°, 0°, 90°, 0°, 90°, 0°. Пластины раскроя должны иметь размер 110х110 мм. б. Подготовить поверхность формы в виде плоской полированной плиты, удалив с нее смазку. в. Сформировать на 3х плитах технологические пакеты в следующем составе: • разделительная пленка из фторопласта; • преформа из семи листов препрега; • перфорированная разделительная пленка из фторопласта; • впитывающий слой из стеклоткани Т-10-80; • цулага в виде тонкого стального листа; • дренажный слой из стеклоткани Т-10-80. г. Установить сверху технологического пакета герметичную пленку «Эплон» с вакуумным штуцером. Пленку герметично крепить по периметру к плите жгутом «Герлен». д. Первую деталь формовать методом вакуумирования, для чего подсоединить штуцер к магистрали вакуумного насоса и поместить в печь. е. Задать режим изменения температуры Т° по инструкции для смолы УП. Формование в пресскамере ж. Установить вторую плиту с технологическим пакетом в пресскамеру. з. Подсоединить штуцер к вакуумной магистрали. и. Закрыть крышку пресскамеры и затянуть болты. к. Установить пресскамеру в печь. Задать режим Т° в соответствии с требованиями к смоле УП. л. Задать давление в пресскамере 10 кг/см2.
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Порядок выполнения работы Формирование в автоклаве м. Установить третью плиту с технологическим пакетом в автоклав. н. Подсоединить штуцер к вакуумной магистрали автоклава. о. Задать на компьютере режимы: вакуумирования, избыточного давления и изменения температуры по инструкции для связующего УП. Сопоставление параметров деталей №1, №2 и №3. п. После формования извлечь детали №1, №2, №3 из технологических пакетов. р. Обрезать углепластиковые пластины в размер 100х100 мм в гильотине. с. Взвесить каждую деталь. т. Провести замер толщины каждой детали микрометром и твердости. у. Подготовить детали к проведению испытаний на ударостойкость и живучесть (постударное нагружение), для чего проставить на них геометрические и весовые параметры.
Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Порядок выполнения работы Формирование в автоклаве м. Установить третью плиту с технологическим пакетом в автоклав. н. Подсоединить штуцер к вакуумной магистрали автоклава. о. Задать на компьютере режимы: вакуумирования, избыточного давления и изменения температуры по инструкции для связующего УП. Сопоставление параметров деталей №1, №2 и №3. п. После формования извлечь детали №1, №2, №3 из технологических пакетов. р. Обрезать углепластиковые пластины в размер 100х100 мм в гильотине. с. Взвесить каждую деталь. т. Провести замер толщины каждой детали микрометром и твердости. у. Подготовить детали к проведению испытаний на ударостойкость и живучесть (постударное нагружение), для чего проставить на них геометрические и весовые параметры.

More Related Content

лаб. работа №1

  • 1. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ • • Цель работы: Ознакомление с технологией изготовления композитных деталей методами пневмокомпрессионного формования. Приобретение практических навыков работы на оборудовании для производства композитных изделий с компьютерным управлением.
  • 2. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Задание на работу: Часть I (4 часа) • • • • • • • • Изучение метода получения преформы из препрега выкладкой; Ознакомление с методами пневмокомпрессионного формования; Изучение компьютеризованного лабораторного комплекса для формования на основе автоклава; Освоение компьютерного управления автоклавом; Приобретение практических навыков формирования технологического пакета. Часть II (4 часа) Освоение практических приемов трех методов формования: вакуумированием, в автоклаве, в пресскамере; Изготовление трех партий образцов для проведения сравнительных испытаний; Анализ полученных испытаний по геометрическим и весовым параметрам.
  • 3. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Получение преформы выкладкой Наиболее простым способом по аппаратурно-техническому оформлению является выкладка, которая применяется для изготовления изделий различных габаритов и конфигураций. Процесс выкладки в большинстве случаев осуществляется вручную, особенно при получении деталей со сложной поверхностью. Рис.3.1 Структура технологического пакета при выкладке: 1 - форма; 2 - ограничитель; 3 - антиадгезионный слой; 4 - формуемое изделие; 5 разделительная перфорированная пленка; 6 впитывающий слой; 7 - цулага; 8 - дренажный слой; 9 - вакуумный мешок; 10 - клапан вакуумной системы; 11 - герметизирующий жгут
  • 4. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Схемы формования Контактное прикатка роликом Пневмо-, гидрокомпрессионное вакуумированием натяжением нити автоклавное обмотка жгутом гидроклавное вибрационное формование Прессовое жестким прессованием в пресскамерах упругим прессованием пропиткой под давлением Рис. 3.2 Классификация схем формования Термокомпрессионное температурным расширением вкладыша
  • 5. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Автоклавное формование отличается тем, что формуемое изделие помещают в специальное оборудование - автоклав, где создается избыточное давление. Автоклав (рис.3.4) представляет собой герметичную емкость в виде прочного, цилиндрической формы корпуса 7 с открывающейся крышкой 8. В автоклаве может создаваться избыточное давление до 15 атмосфер и температура до 300°С. Давление создается или с помощью насосов, или за счет испарения жидкого азота; температура - с Рис. 3.4 Формование в автоклаве: помощью электрических 1 – форма; 2 – препрег; 3 – эластичная нагревательных элементов или мембрана; 4 – уплотнители; 5 – аэродинамическим нагревом специально спрофилированных тележка; 6 – рельсы; 7 – корпус мощных вентиляторов. автоклава; 8 - крышка
  • 6. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Гидроклавное формование. Процесс формования в автоклавах и гидроклавах на первом этапе содержит все операции, присущие формованию вакуумированием. На втором этапе форму с препрегом и герметичной оболочкой помещают в емкость и выдерживают там при температуре и давлении, изменяющихся по заданному закону. В отличие от автоклавов гидроклавы безопасны в работе, и в Рис.3.7. Гидроклав: них можно реализовать давление до 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - форма; 4 - препрег; 30-50 атмосфер. В то же время 5 - герметичная диаграмма; 6 - рабочая жидкость как рабочее тело создает жидкость определенное неудобство в работе, значительно снижая культуру производства.
  • 7. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Формование в пресскамерах. Суть процесса показана на схеме (рис.3.8). В негативную форму 1, являющуюся одновременно прочным корпусом, укладывается препрег 3 и эластичная оболочка 2. Из-под оболочки откачивается воздух, а в полость, образуемую пространством между оболочкой и крышкой 4, подается рабочее тело (разогретый пар, вода, воздух). В пресскамерах, в силу их небольшого объема, можно реализовать давление до 20-30 атмосфер. По энергозатратам на нагрев и подвод давления пресскамеры значительно эффективнее авто- и гидроклавов. В то же время они не являются универсальным оборудованием, и их применение оправдано при больших сериях производства изделия. Рис. 3.8 Формование в пресскамере: 1 – форма; 2 – эластичная диафрагма; 3 – препрег; 4 – крышка
  • 8. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Порядок выполнения работы Формирование технологического пакета Вакуумное формование а. Сформировать три преформы из препрега углеродной ленты ЭЛУР на связующем УП, количество слоев - 7. Схема укладки: 0°, 90°, 0°, 90°, 0°, 90°, 0°. Пластины раскроя должны иметь размер 110х110 мм. б. Подготовить поверхность формы в виде плоской полированной плиты, удалив с нее смазку. в. Сформировать на 3х плитах технологические пакеты в следующем составе: • разделительная пленка из фторопласта; • преформа из семи листов препрега; • перфорированная разделительная пленка из фторопласта; • впитывающий слой из стеклоткани Т-10-80; • цулага в виде тонкого стального листа; • дренажный слой из стеклоткани Т-10-80. г. Установить сверху технологического пакета герметичную пленку «Эплон» с вакуумным штуцером. Пленку герметично крепить по периметру к плите жгутом «Герлен». д. Первую деталь формовать методом вакуумирования, для чего подсоединить штуцер к магистрали вакуумного насоса и поместить в печь. е. Задать режим изменения температуры Т° по инструкции для смолы УП. Формование в пресскамере ж. Установить вторую плиту с технологическим пакетом в пресскамеру. з. Подсоединить штуцер к вакуумной магистрали. и. Закрыть крышку пресскамеры и затянуть болты. к. Установить пресскамеру в печь. Задать режим Т° в соответствии с требованиями к смоле УП. л. Задать давление в пресскамере 10 кг/см2.
  • 9. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Порядок выполнения работы Формирование в автоклаве м. Установить третью плиту с технологическим пакетом в автоклав. н. Подсоединить штуцер к вакуумной магистрали автоклава. о. Задать на компьютере режимы: вакуумирования, избыточного давления и изменения температуры по инструкции для связующего УП. Сопоставление параметров деталей №1, №2 и №3. п. После формования извлечь детали №1, №2, №3 из технологических пакетов. р. Обрезать углепластиковые пластины в размер 100х100 мм в гильотине. с. Взвесить каждую деталь. т. Провести замер толщины каждой детали микрометром и твердости. у. Подготовить детали к проведению испытаний на ударостойкость и живучесть (постударное нагружение), для чего проставить на них геометрические и весовые параметры.
  • 10. Лабораторная работа № 1: ПНЕВМОКОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИТОВ Порядок выполнения работы Формирование в автоклаве м. Установить третью плиту с технологическим пакетом в автоклав. н. Подсоединить штуцер к вакуумной магистрали автоклава. о. Задать на компьютере режимы: вакуумирования, избыточного давления и изменения температуры по инструкции для связующего УП. Сопоставление параметров деталей №1, №2 и №3. п. После формования извлечь детали №1, №2, №3 из технологических пакетов. р. Обрезать углепластиковые пластины в размер 100х100 мм в гильотине. с. Взвесить каждую деталь. т. Провести замер толщины каждой детали микрометром и твердости. у. Подготовить детали к проведению испытаний на ударостойкость и живучесть (постударное нагружение), для чего проставить на них геометрические и весовые параметры.