Předlisek

Předlisek  - polotovar ze suchého výztužného materiálu ( uhlíkové , skleněné , organovlákno nebo tkanina). Následně je umístěn do formovacího nástroje a impregnován pojivem pomocí jedné z přenosových technologií: RTM (Resin transfer Molding), VaRTM (Vacuum assisted resin transfer molding) nebo vakuové infuze. Výsledkem je produkt z kompozitního materiálu .

Použití předlisků poskytuje výhodu oproti tradiční technologii ručního pokládání výztužného materiálu používaného při kontaktním lisování, protože zjednodušuje výrobu konstrukcí se složitým profilem se zakřiveným povrchem složitého tvaru a výrobní proces lze automatizovat.

Způsoby výroby předlisku:


Tkaní

Splétané předlisky jsou polotovarem ve formě „měkkého návleku“, tkaniny nebo vícevrstvého trnového opletu, je-li to nutné, o různém průměru. Mohou být jak uzavřené - ve formě rukávu, tak otevřené - ve formě pásky.

Při výrobě tkaných předlisků se používají dvě hlavní schémata vyztužení - dvouosá a tříosá. Úhel vyztužení pleteného předlisku přímo ovlivňuje budoucí vlastnosti výrobku vyrobeného z tohoto materiálu. Změnou úhlu lze získat určité vlastnosti, které jsou nutné v konkrétním návrhu, v závislosti na typu zatížení - kroucení, smyk, tlak nebo složité kombinace těchto zatížení. S rostoucím úhlem tkaní se pevnost a moduly v tahu a tlaku snižují, když je zatížení aplikováno v nulovém směru. Při zatížení ve směru 90 stupňů je pozorováno zvýšení pevnosti a modulů pružnosti v tahu a tlaku. To umožňuje vyrobit předlisek, jehož schéma vyztužení je optimálně přizpůsobeno typu zatížení budoucí konstrukce.

Tkaní

Na rozdíl od tkaných objemových předlisků, které jsou vícevrstvou strukturou, vám tkací předlisky umožňují vytvořit skutečnou trojrozměrnou strukturu – dvě nebo více sad nití (osnova a útek) jsou propleteny a tvoří tkaninu. Tvorba třetí osy se provádí dodáváním dalších osnovních a útkových nití ve směru přírůstku tloušťky.

V současné době existují dva hlavní přístupy k objemovému tkaní, určované volbou stroje na výrobu předlisků – jedná se o široké tkalcovské stavy („široké“ tkaní) nebo tkaní stuhy („úzké“ tkaní). Tyto tkalcovské stavy se zase dělí na člunkové a bez člunkové.

Při "širokém" tkaní stroje kladou útkovou nit v délkách rovných šířce látky, to znamená, že pokaždé, když je útková nit provlečena prošlupem, je odstřižena. Proto se na okrajích tkaniny bude drobit složitá trojrozměrná vazba a je nutné provést okraje (okraje) tkaniny netrojrozměrnými vazbami, aby se konce útku (příčné) zafixovaly. nití a zabraňují rozsypávání okrajů látky. Je prakticky nemožné získat pevný 3D předlisek, protože bude muset být vyříznut ze střední části 3D tkané látky získané na tkalcovském stavu, což znamená, že 3D výztužná struktura nebude kompletní.

Na širokých člunkových stavech je možné získat objemné předlisky ve formě pevných tkaných panelů s dobře definovanými okraji a šířkou odpovídající šířce stroje. To je však velmi obtížný technologický úkol, zejména u uhlíkových, skleněných, křemenných filamentů, které volně letící raketoplán poškodí.

Bezproudové úzké (stuhové) tkalcovské stavy nejsou příliš vhodné pro trojrozměrné tkané výrobky, protože rapír zavádí útkovou nit ve formě smyčky a na jedné straně má pletené zapínání ve stejné úrovni, tj. mechanismus stroje bez jeho změny neumožňuje výrobu objemových předlisků.

Nejoptimálnější pro získání objemově tkaných předlisek zpevňujících objem jsou člunkové tkací stroje. Při člunkovém tkaní je útková nit spojitá. Rozvine se na okraji výrobku a jde do dalšího prošlupu, takže tkaný výrobek je zcela vytvarován a stažen k sobě jedinou nekonečnou útkovou nití. Kyvadlové tkaní - díky obracení nepřetržité útkové nitě - umožňuje tvorbu složitých trojrozměrných pevných tkaných výrobků se svislými nebo šikmými okraji (stěnami). Další výhodou raketoplánových páskových stavů je, že se raketoplán pohybuje mechanicky, po jasné, vždy stejné trajektorii a nemá letový stupeň. To umožňuje upravit technologický postup tak, aby se člunek nedotýkal osnovních nití a nedeformoval je. Pro práci s uhlíkovými, skleněnými a křemennými vlákny je to zvláště důležité, protože to umožňuje maximální zachování fyzikálních a mechanických vlastností těchto nekonečných vláken v hotovém výrobku (pevně tkaný předlisek).

Navíjení

Technologie je založena na navíjení vlákna na trn.

Směrové stohování vláken

Technologie je založena na pokládání výztužného vlákna na substrát po předem určené dráze. Výztužné vlákno je upevněno (přišito) k podkladu přídavnou nití. Po dokončení instalace může být podložka odstraněna nebo může být ponechána v předlisku. Odstranění nosiče může být provedeno různými způsoby, jako je rozpuštění nosiče ve vodě nebo jiném rozpouštědle.

Po nasbírání potřebného počtu předlisků jsou tyto umístěny do tvářecího zařízení a impregnovány pojivem pomocí technologie RTM. Pokládání vlákna na substrát může být buď jednovrstvé nebo vícevrstvé.

Výhody :

  1. Pokládání vláken podle vektorů rozložení zatížení.
  2. Možnost vytvoření zón lokální výztuže.
  3. Výroba předlisků s geometrií finálního výrobku.
  4. Vysoká přesnost a reprodukovatelnost procesu.
  5. Procesní automatizace.
  6. Snížení hmotnosti výrobku díky optimálnímu rozložení výztužného vlákna.

Vrstvená pokládka výztužného materiálu

Vyrábí se z předem nařezaných polotovarů výztužného materiálu. Pokládku lze provádět jak přímo do obrážecího nástroje, tak do přídavného zařízení s následným přenosem na obrážecí nástroj. Při vrstvení lze vrstvy výztužného materiálu sešívat. Šití může být provedeno buď příčnou nití (všívaní), aby se zlepšily mezivrstvové charakteristiky kompozitního dílu, nebo slepým stehem (slepý steh), aby se zabránilo posunu vrstvy. Dodatečnou fixaci vrstev při pokládce lze provést pomocí adhezivní kompozice (sprejového lepidla), která se na výztužný materiál nanáší ve formě aerosolu nebo pomocí pojiva. Pojivo může být ve formě prášku, který se nanáší na výztužný materiál, nebo ve formě nitě již obsažené v tkanině. Pojivo má stejné vlastnosti jako pojivo, takže jeho přítomnost neovlivňuje pevnostní charakteristiky hotové součásti. Pro aktivaci vlastností pojiva je nutné provést dodatečné zahřátí výztužného materiálu, protože pojivo ve studeném stavu nemá adhezivní vlastnosti.

Viz také