Технологические достоинства ПКМ.

Переработка полуфабриката в изделие для полимерных композитов и металлов коренным образом отличается. Формообразование деталей из металла осуществляется в основном, когда материал находится в твердом состоянии. Деталям из композитов форма придается из очень податливого полуфабриката, практически не имеющего изгибной жесткости.

На этом основано главное технологическое достоинство полимерных КМ.

1. Полимерным композитам легко придать необходимую форму. Например, получение тонкой оболочечной детали двойной кривизны из металла является (рис.1.8,б) дорогостоящей и трудоемкой технологической задачей. Из полимерных композитов изготовить такую конструкцию не представляет затруднений (рис.1.8,в).

Рис.1.8. Изготовление оболочечной детали двойной кривизны:

а – деталь; б – формообразование из металлического листа

обтяжкой; в – формование из ПКМ выкладкой

2. Изготовление изделий из ПКМ производится наращиванием материала, а не его снятием как в технологии производства из металлов. Это обстоятельство позволяет повысить коэффициент использования материала, а также реализовать некоторые конструктивные решения, которые практически не используются при применении традиционных материалов из-за высокой трудоемкости их реализации. Например, из композитов можно изготавливать оболочечные элементы обшивки переменной толщины (рис.1.9) послойной укладкой слоев композита разной площади.

3. Полимерные композиты позволяют изготавливать тонкостенные интегральные конструкции, то есть конструкции, состоящие из совокупности элементов, отличающихся своей конфигурацией и ориентацией в пространстве, а также функциональным назначением, но объединенных в монолитное изделие (без соединительных швов между элементами).

Рис.1.9. Технологические достоинства композиционных материалов:

а – оболочка; б – выкладка листов полуфабриката на форму; в – панель;

г – многокамерная лопасть несущего винта; д – бак

На рис.1.9,в показана панель, состоящая из обшивки, подкрепленной ребрами жесткости и окантовки люка. Из композитов такую панель можно сделать как монолитное изделие. При производстве из металла она, скорее всего, будет собрана из отдельных деталей с большим количеством крепежных элементов. Очевидно, что сборная конструкция будет проигрывать в весе, качестве поверхности и трудоемкости изготовления. Еще один пример интегральной конструкции показан на рис.1.9,г – многокамерная лопасть несущего винта. Технология изготовления такой лопасти из ПКМ и металла будет существенно отличаться по трудоемкости в пользу композитов. На рис. 1.9,д показана герметичная емкость. При изготовлении такого бака из металла конструкция будет содержать большое количество соединительных швов. Из ПКМ такой бак можно сделать монолитным, используя приемы намотки. Таким образом, из композитов принципиально можно изготавливать изделия очень больших размеров без соединительных швов. В производстве конструкций из металлов это невозможно, так как полуфабрикаты – листы, профили, панели имеют ограниченные размеры.