Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Формообразующая оснастка представляет собой специализированное технологическое оборудование, предназначенное для создания изделий из полимерных композиционных материалов путем придания им заданной геометрической формы. Основными элементами являются матрицы и пуансоны, рабочие поверхности которых точно воспроизводят контуры проектируемого изделия.
При производстве композитных деталей армирующий материал, пропитанный связующим, выкладывается на оснастку, после чего проводится полимеризация при заданных параметрах давления и температуры. Выбор типа оснастки определяется геометрией детали, требованиями к точности размеров и планируемым объемом производства.
Негативные формы обеспечивают получение изделий с гладкой и точной внешней поверхностью. Материал формуется внутри матрицы, что позволяет достичь высокого качества внешних аэродинамических поверхностей. Такие формы применяются при изготовлении обшивок, панелей и деталей с высокими эстетическими требованиями к наружной поверхности.
Позитивные формы используются в случаях, когда критична точность внутренней поверхности детали. Материал формуется на наружной поверхности оправки или пуансона. Данный подход широко применяется в технологии намотки для производства цилиндрических изделий, таких как трубы и баллоны высокого давления.
Закрытые пресс-формы состоят из двух половин, между которыми располагается армирующий материал. Применяются в технологиях трансферного формования (RTM) и прессования, обеспечивая высокое качество обеих поверхностей изделия и возможность создания деталей сложной геометрии с внутренними полостями.
При выборе типа оснастки учитывается не только геометрия детали, но и метод формования, температурный режим процесса, требуемое количество съемов и допустимые отклонения размеров согласно конструкторской документации.
Материал оснастки оказывает влияние не только на ресурс формы, но и на точность изготавливаемых деталей. Как правило, чем выше твердость, прочность и размеростабильность материала матрицы под действием температур и усадки, тем точнее возможно изготовить оснастку.
Формы из стеклопластика и углепластика получили широкое распространение благодаря невосприимчивости к воздействию влаги, абразивной устойчивости и хорошей ремонтопригодности. Стеклопластиковая оснастка с гелькоутовым покрытием обеспечивает гладкую поверхность и рассчитана на применение от нескольких десятков до нескольких сотен циклов формования в зависимости от конструкции и условий эксплуатации.
В областях, где критична стабильность размеров, применяют технологическую оснастку из волокнистых композитных материалов, термомеханические характеристики которых близки к характеристикам формуемых изделий. Углепластиковые матрицы обеспечивают высокую точность процесса и стабильность характеристик конечной конструкции, что особенно важно при производстве авиационных деталей.
Алюминиевые сплавы применяются для изготовления матриц, требующих высокой теплопроводности и размерной стабильности. Металлические формы выдерживают значительные механические нагрузки и рассчитаны на большое количество циклов формования. Такая оснастка используется в технологиях RTM и автоклавного формования при повышенных температурах отверждения.
Стальные формы применяются в случаях, когда требуется максимальная прочность и износостойкость, например, при прессовании или формовании под высоким давлением. Однако высокая масса и стоимость изготовления ограничивают их применение крупносерийным производством.
МДФ и специальные модельные плиты с низкими значениями коэффициента линейного температурного расширения используются для изготовления мастер-моделей и оснастки под единичное или мелкосерийное производство. Такие материалы хорошо обрабатываются на фрезеровальном оборудовании с ЧПУ и обеспечивают требуемое качество поверхности после шлифовки и полировки.
При проектировании крупногабаритной оснастки необходимо учитывать коэффициенты термического расширения материалов матриц и производимых изделий. Это особенно важно при формовании деталей из углепластика, где требуется высокая точность размеров.
Качество подготовки поверхности матрицы напрямую влияет на возможность извлечения изделия из формы и на качество получаемой детали. Процесс подготовки включает несколько обязательных этапов, каждый из которых требует соблюдения технологической дисциплины.
Поверхность формы должна быть тщательно очищена от загрязнений, остатков предыдущих разделительных составов и частиц пыли. С использовавшейся ранее формы необходимо удалить ранее нанесенные разделительные покрытия при помощи специальных очистителей для матриц.
При необходимости проводится шлифовка и полировка поверхности для достижения полного удаления ранее нанесенных составов и получения необходимого уровня глянца. После шлифовки и полировки на поверхности формы всегда присутствуют невидимые глазу неровности, шероховатости и микропоры, которые должны быть заполнены разделительным составом.
Для проверки качества очистки используется метод клейкой ленты на нескольких участках формы. Лента должна хорошо приклеиваться к чистой поверхности. Чем лучше отполирована поверхность после обработки разделительным составом, чем меньше на ней неровностей, тем легче извлечь изделие из формы без залипания и тем выше качество продукта на выходе.
Оптимальная температура воздуха в рабочем помещении при подготовке поверхности составляет 20 градусов Цельсия. Полировка проводится до появления равномерного глянца с помощью безворсовой ткани из микрофибры, которая хорошо впитывает жидкость.
Разделительные составы создают физический или химический барьер, препятствующий адгезии между изделием и поверхностью формы. Использование качественных разделителей обеспечивает легкость извлечения детали из формы без повреждений как самой продукции, так и оснастки, а также гарантирует возможность повторного использования матриц.
Классические разделители на восковой основе содержат синтетический или карнаубский воск в сочетании со специальными связующими и усиливающими агентами. Пастообразные составы на базе синтетических и натуральных восков (карнаубский, пчелиный) наносятся на поверхность матриц круговыми движениями тонкими слоями.
После нанесения необходимо подождать, пока воск подсохнет и побелеет, став мутным и матовым. Очень важно уловить этот момент, иначе слой сильно затвердеет и не располируется, либо недостаточно застывший слой удалится с поверхности. Полируется поверхность до появления глянца с помощью безворсовой ткани из микрофибры.
Разделительный состав наносится тонкими слоями от 4 до 7 раз с интервалом 30-45 минут. После нанесения, сушки и располировывания последнего слоя необходимо выдержать 30 минут до полного высыхания нанесенного покрытия. Восковые составы позволяют производить продукцию сериями до 10 съемов, после чего покрытие обновляется.
Для процессов с температурой формования до 180 градусов Цельсия применяются специализированные высокотемпературные составы на основе смеси синтетических и натуральных восков с функциональными добавками. Такие разделители предназначены для создания антиадгезионного слоя при производстве деталей из стеклопластиков и углепластиков на основе эпоксидных, полиэфирных и винилэфирных связующих.
Составы на основе растворителей или воды после нанесения отверждаются под воздействием температуры и атмосферного воздуха, образуя стойкую полимерную пленку. Поливиниловый спирт представляет собой один из наиболее действенных разделителей, имеет вид вязкой жидкости, создает стойкую к парам стирола видимую полимерную пленку и растворим водой даже после отверждения.
Нанесение осуществляется кистью, поролоновой губкой или распылением. Производится в прозрачном, зеленом и синем цветах, не оставляет следов пигментации на матрицах и изделии, что необходимо для лучшей визуализации и контроля покрытия поверхности.
Если на поверхность матрицы нанесен свежий слой гелькоута, необходимо подождать несколько суток, пока не испарится весь стирол. В противном случае разделительный слой не справится со своим заданием, и изделие прилипнет к форме.
Точность изготовления оснастки определяется требованиями к конечному изделию и может варьироваться в широких пределах в зависимости от области применения композитных деталей. Для форм больших габаритов обеспечивается точность в пределах плюс-минус 0,3 миллиметра, для небольших матриц возможна точность в несколько сотых долей миллиметра.
Композитная оснастка обычно рассчитана на применение от сотни до нескольких сотен циклов формования в зависимости от конструкции, качества изготовления и условий эксплуатации. При правильном обслуживании и использовании качественных разделителей ресурс можно оптимизировать.
Затрудненный съем изделия с формы является признаком необходимости нанесения дополнительных слоев разделительного состава. Рекомендуется наносить по одному дополнительному слою после каждого съема. Возможно проведение 2-3 съемов без нанесения нового слоя после первых 3-5 циклов работы с новой формой.
Крупногабаритные мастер-модели и оснастка, а также заготовки для мастер-моделей имеют большую массу. В их конструкции необходимо предусматривать узлы для подъема и кантования. При проектировании учитываются возможные деформации под собственной массой в процессе эксплуатации, транспортировки и производства, например, при механической обработке на станках с ЧПУ.
Одним из вариантов уменьшения деформаций является интегрирование в оснастку силовых структур в виде металлических рам либо композитного каркаса или введение ребер жесткости. Если предполагается, что оснастка в процессе производства деталей подвергается нагреванию, необходимо принять во внимание температурное расширение вводимых в конструкцию усиливающих элементов.
Проверить качество барьерного слоя можно методом клейкой ленты. Необходимо отрезать полоску бумажного скотча, приклеить к поверхности и потянуть. С качественного покрытия клейкая лента легко отходит.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.