Изготовление многонаправленных структур
Многонаправленные структуры УУКМ изготавливают различными методами, главными из которых являются: ткачество сухих нитей; прошивка тканей; сборка жестких прутков (полученных из нитей методом пултрузии); намотка и плетение; комбинированные методы.
|
|
Метод сухого ткачества. Широко используют в производстве УУКМ. Процесс изготовления 3D ортогональных блоков состоит в последовательном размещении на определенном расстоянии горизонтальных рядов прямых нитей в направлении х и у. Все смежные нити в слоях с направлением х и у отделены рядом тонких спиц или трубок. После того, как подбором горизонтальных слоев х и у достигнуты необходимые размеры заготовки, эти спицы заменяются вертикальными армирующими нитями, образующими направление z (рис. 1.34). Кроме того, разработан модифицированный вариант ортогональной структуры ЗД в котором нити в плоскости х я у заменены тканью со структурой 2D. Каркасы такого типа в соответствии с технологией изготовления были названы проколотыми тканями (рис. 1.35). Для изготовления подобных структур слои из ткани надевают на решетку из вертикальных металлических прутков. На конечном этапе изготовления металлические прутки-спицы, которые образуют направление z данной структуры, заменяют графитовыми нитями или предварительно
отвержденны-
| Рис. 1.34. Схема раскладки трехна-пранленного (3D) армирующего каркаса •
|
Рис.1.35. Схема процесса изготовления блока из проколотой ткани: а — укладка графитовой ткани на металлические стержни; б — замена металлических стержней предварительно полимеризованными углепластиковыми стержнями
ми жесткими стержнями из нити и связующего. Блоки из проколотой ткани имеют более высокое общее объемное содержание волокон и плотность. Применение проколотых тканей делает технологию изготовления многонаправленных блоков более разнообразной за счет возможности варьирования структуры ткани, типа и характера распределения нитей.
Метод прошивки ткани. Заключается в укладке армирующих тканей на оправку и последующей прошивки уложенных тканей углеродными нитями в радиальном направлении. С этой целью разработана и применяется малогабаритная швейная машина "Пион-1". Она позволяет прошивать ткани толщиной до 3 мм.
Многонаправленные структуры можно изготовить и без применения ткачества. Основными элементами для изготовления заготовок в этом случае являются предварительно отверж-денные пучки нитей в виде стержней, которые изготавливают методом пултрузии из высокопрочных углеродных волокон и фенольных связующих.
|
|
|
Полимеризованные пучки нитей (стержни) имеют диаметр от 1,0 до 1,8 мм и шестиугольное поперечное сечение для достижения максимальной плотности упаковки. Вследствие высокой эффективности упаковки объем волокон достигает 75 %.
Для изготовления многонаправленных цилиндрических структур применяется и метод намотки. Согласно этому методу радиальная арматура представляет собой предварительно изготовленные композитные подэлементы из графитовых нитей и
фенольных связующих. Собранные вместе на цилиндрической оправке радиальные подэлементы образуют решетку с пазами в окружном и осевом направлениях. Далее в эти пазы заматывают предварительно пропитанные ленты из однонаправленных высокомодульных графитовых волокон. При этом окружные слои чередуются с осевыми. Для получения разного объемного содержания волокон в окружном и осевом направлениях изменяют размеры и форму радиальных элементов.
После завершения работ по изготовлению каркаса заготовки тем или иным методом полуфабрикат подвергается отверждению для его превращения в УУКМ.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 564; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!