Отечественные авиастроители, как уже отмечалось, достаточно давно занимаются изготовлением изделий из композитных материалов. Но из-за мелкосерийности производства до последнего времени ими применялись только ручные методы раскроя и укладки композитов. В то же время без увеличения доли КМ в конструкциях воздушных судов, без использования современных автоматизированных средств проектирования и производства изделий из КМ сегодня просто невозможно развивать отечественное самолетостроение и тем более конкурировать на мировом рынке авиатехники.
Существует несколько технологий изготовления деталей из КМ, включая ручные и автоматизированные методы. В авиастроении мировая тенденция применения композиционных материалов в конструкциях воздушных судов направлена на увеличение количества деталей, изготовленных с помощью автоматической выкладки ленты или волокна. Широкое распространение у нас и за рубежом получила технология изготовления деталей с использованием препрегов (полуфабрикатов, представляющих собой материал основы, пропитанный связующим составом), которые после их выкладки подвергаются термостатированию в автоклаве. В большинстве случаев основа препрегов по своей структуре представляет собой однонаправленный материал в виде набора волокон или двунаправленный материал в виде тканевой основы. Связующий компаунд состоит из смеси смол и полимеров. Кроме того, применяются и безпрепреговые технологии. Их суть заключается в выкладке «сухой» основы с последующей пропиткой связующим составом (технология RTM – Resin Transfer Molding) или с поочередной выкладкой «сухой» основы с пленочным клеем (технология RFI – Resin Film Infusion).
Сегодня материалы с уникальными качествами особенно востребованы в машиностроении. В первую очередь, это относится к производителям аэрокосмической техники, к предприятиям энергетического машиностроения, к автомобиле- и судостроению. Требования, предъявляемые к изделиям из таких материалов – малый вес, высокая жесткость и прочность, большой ресурс эксплуатации в экстремальных условиях. Без преувеличения можно утверждать, что сочетанием подобных качеств обладают только изделия из композиционных материалов. В настоящее время КМ широко представлены стеклопластиками, углепластиками, органопластиками и др. Существует мнение, что XXI век станет расцветом КМ. Их доля в современных изделиях растет впечатляющими темпами. Это подтверждают конкретные цифры, касающиеся авиастроения, которые приведены в таблице. В России доля применения КМ в конструкциях ныне производимых самолетов пока не столь высока как у мировых лидеров этой отрасли, но опыт их использования достаточно давний.
Изделия из композитных материалов окружают нас повсюду. Мы используем их в своей повседневной жизни – передвигаясь с помощью разнообразных транспортных средств, занимаясь спортом и активным отдыхом, заботясь о своем здоровье. Окружающие нас здания, мосты, туннели не были бы построены без применения композитных материалов.
По сути композиционный материал представляет собой материал, структура которого состоит из нескольких компонентов, раз-личных по своей природе и физико-механическим свойствам. Их сочетание придает композиционному материалу новые, порой уникальные свойства. Природным композитом по праву может считаться древесина, – в ней высокопрочные волокна целлюлозы связаны податливым лигнином. Другим примером наиболее известного и широко применяемого композиционного материала является глина с наполнителями растительного и животного происхождения. Созданный уже не природой, а человеком, этот композит, с одной стороны не уступает глине по прочности, с другой – за счет наполнителей становится не таким хрупким. Его современный аналог – железобетон.
Как известно, все новое – это хорошо забытое старое, но на новом этапе развития. Не являются исключением набирающие сегодня популярность композиционные материалы (КМ), которые на самом деле известны человечеству с древних времен.
FIBERSIM: курс на автоматизацию проектирования и подготовки производства из композитов
FIBERSIM: курс на автоматизацию проектирования и подготовки производства из композитов / Умное Производство
Комментариев нет:
Отправить комментарий