Совершенствование технологий изготовления конструкций из ПКМ для авиационного и железнодорожного транспорта Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов ФГУП ВИАМ Ульяновский научно-технологический центр 2012 г. Постнов Вячеслав Иванович доктор технических наук

2 Основные научно-технологические направления в деятельности УНТЦ Технологии изготовления препрегов Технологии изготовления пленочных связующих для RFI технологии Ремонтно-восстановительные технологии металлических покрытий на деталях Технологии формования конструкций для авиации общего назначения Контроль свойств препрегоав Контроль температуры стеклования ПКМ в деталях Технологии формования полимерных выклеечных оснасток Технологии пиролитических покрытий Технологии формования конструкций для железнодорожного и автомобильного транспорта Технологии изготовления крупногабаритных изделий из ПКМ Контроль упруго-прочностных свойств ПКМ в образцах -свидетелях Технологии кластерных гальванических покрытий Полимерные композиционные материалы Защитные и многофункциональн ые покрытия металлических деталей Методы и приборы контроля технологических свойств ПКМ

Технологии изготовления препрегов на основе тканых наполнителей и расплавов полимерных связующих 3 Изготовление препрегов в вакуумной камере установки УПР-1 Изготовление препрегов на установке УПР-4

4 Разработка технологий изготовления авиационных конструкций из полимерных композиционных материалов осуществляемых в УНТЦ ВИАМ. ПОЛУФАБРИКАТЫ, ВЫПУСКАЕМЫЕ УНТЦ ВИАМ Изготовление препрегов на установке УПР-4 Номенклатура изготавливаемых препрегов НаполнительМарка связующегоТехнические условия Стеклоткань Т-10-80Эпоксидное ЭДТ-69нТУ УНТЦ Стеклоткань Т-15(П)-76Эпоксидное ЭДТ-69нТУ УНТЦ Стеклоткань Т-10-14Эпоксидное ЭДТ-69нТУ УНТЦ Органоткань СВМ арт Эпоксидное ЭДТ-69нТУ УНТЦ Стеклоткань Т-15(П)-76Фенолоформальдегидное РС-НТУ УНТЦ Стеклоткань Т-15(П)-76Фенолоформальдегидное ФП-520ТУ УНТЦ Стеклоткань Т-15(П)-76Фенолоформальдегидное ФПР-520ТУ УНТЦ СВОЙСТВА НОМЕНКЛАТУРА ПАСТ ВПЗ-15 ТУ УНТЦ ВПЗ-16 ТУ ВПЗ-16МП ТУ ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ,Ч, НЕ МЕНЕЕ ПЛОТНОСТЬ В ОТВЕРЖДЁННОМ СОСТОЯНИИ, КГ/СМ³ НЕ БОЛЕЕ 0,7 0,695 РАЗРУШАЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПРИ СЖАТИИ В ОТВЕРЖДЁННОМ СОСТОЯНИИ, МПа, НЕ МЕНЕЕ Полимерные пасты горячего отверждения Применение паст горячего отверждения позволяет снизить: - трудоёмкость; - длительность технологического цикла; - повысить качество готовых панелей интерьера с одновременным повышением пожаробезопасных свойств (дымовыделение, горение, тепловыделение при горении).

5 Производство крупногабаритных листов АЛОР Д16/41 и изготовление высокоэффективных конструкций Что дает: - Снижение веса на 10÷12%; - Повышение ресурса в 4÷27 раз; - Сокращение входящих деталей на 40% Рифт Нервюра Носовая часть крыла Панели мотогондолы и реверса ГТД Панели фюзеляжа

6 Применение ПКМ В конструкции гидросамолета Л-44 Применение стеклопластика СТ-69Р в конструкции лонжерона крыла и центроплана с усиливающими накладками из углепластика КМУ-11 обеспечило: повышение жесткости конструкции на 30%; снижение массы на 19 кг; повышение ресурса в 1,5 раза по сравнению со стеклопластиковыми прототипами на..связующих холодного отверждения. Результаты подтверждены испытаниями конструкций в СибНИА.

Производство стеклопластиковых панелей интерьера железнодорожных вагонов 7 Что дает: - Снижение веса на 30÷40%; - Повышение качества интерьера и выбор цветовой гаммы; - повышена пожаробезопасность вагона в 2 раза. Конструкция двери в купе Панели интерьера Межвагонный переход Конструкция двери в купе

8 Процесс УФ отверждения Процесс можно отнести к разновидности «холодных» процессов, где введённый в полимер инициатор способен отвердить полимерную композицию при воздействии УФ облучения. Процесс можно отнести к разновидности «холодных» процессов, где введённый в полимер инициатор способен отвердить полимерную композицию при воздействии УФ облучения. К «холодным» процессам относятся: К «холодным» процессам относятся: - контактное формование, - контактное формование, - холодное прессование, - холодное прессование, - разновидности RTM, - разновидности RTM, - намотка, - намотка, - центробежное литьё, - центробежное литьё, - объёмное литьё, - объёмное литьё, и т.п. и т.п.

9 Преимущества УФ метода: Скорость отверждения ПКМ 40 – 120 сек/мм. Скорость отверждения ПКМ 40 – 120 сек/мм. Высокая степень отверждения полимера. Высокая степень отверждения полимера. Возможность применения препрегов и однокомпонентных полимерных масс. Возможность применения препрегов и однокомпонентных полимерных масс. Отверждение от +5ºС. Отверждение от +5ºС. Экологически более безопасен. Экологически более безопасен.

Установка для изготовления препрегов на основе стекломатов 10

Узел пропитки 11

Узел приема препрега 12

Виды препрегов для УФ формования 13 Препрег тканый конструкционный Препрег тканый конструкционный Препрег огнестойкий с рубленным стекловолокном

Процесс изготовления изделий различного назначения из конструкционных реактопластов по технологии УФ-отверждения 14

Камера УФ облучения 15

Процесс УФ отверждения в фотографиях (производство углового элемента) Подготовка оснастки 2. Нанесение гелькоута

Процесс УФ отверждения в фотографиях (производство углового элемента) Укладка препрега

Процесс УФ отверждения в фотографиях (производство углового элемента) Вакуумирование

Процесс УФ отверждения в фотографиях (производство углового элемента) УФ облучение (90 сек/мм)

Процесс УФ отверждения в фотографиях (производство углового элемента) Расформовка детали

Процесс УФ отверждения в фотографиях (производство углового элемента) 21 Готовая необработанная деталь

Свойства стеклопластика (ORTEX 720) изготовленного методом УФ-отверждения при вакуумном формовании 22 Содержание волокна - 73,2 % Содержание волокна - 73,2 % Плотность - 1,91 г/см 3 Плотность - 1,91 г/см 3 Степень отверждения - 99,6% Степень отверждения - 99,6% σ в = 400 МПа Е в = МПа σ в = 400 МПа Е в = МПа σ и = 350 МПа Е и = МПа σ и = 350 МПа Е и = МПа σ сж = 320 МПа Е сж = МПа σ сж = 320 МПа Е сж = МПа

Ремонтные технологии трубопроводов 23

Кластерные функциональные покрытия, получаемые в электролитах в присутствии наноразмерных частиц оксидов металлов 24 - на основе хрома Преимущества перед стандартными хро- мовыми покрытиями: - повышение микротвёр- дости и износостойкости в 1,5 раза; - высокая коррозионная стойкость за счёт отсутст- вия пор; - шероховатость покрытия сохраняется на уровне шероховатости исходной поверхности; - шероховатость покрытия сохраняется на уровне шероховатости исходной поверхности; - снижение себестоимости покрытия на 50%. Технология кластерного хромирования защищена патентом на основе никеля Преимущества перед стандартныминикелевымипокрытиями: - повышение микротвёр- дости и износостойкости в 2 раза; - увеличение скорости осаждения в 2-3 раза; - повышение коррозионной стойкости в 1,5 раза за счёт отсутствия пор; - снижение себестоимости покрытия на 30 %. Технология кластерного никелирования защищена патентом

Кластерные защитные покрытия, получаемые в электролитах в присутствии наноразмерных частиц оксидов металлов 25 Кластерные покрытия на основе цинка обеспечивают: - Повышение микротвёрдости в 3-4 раза; -повышение скорости осаждения в 3-4 раза; - повышение скорости осаждения в 3-4 раза; -увеличение защитных свойств в 1,5-2 раза; - увеличение защитных свойств в 1,5-2 раза; - снижение себестоимости покрытия на 50%. Технология кластерного цинкования защищена патентом Технология избирательного осаждения защитных покрытий (ремонт) Преимущества метода натирания: - нанесение покрытий без гальванических ванн; - нанесение покрытий на повреждённые детали без их демонтажа; - повышение скорости осаждения покрытий в раз; - простота и портативность аппаратурного оформления; - нанесение покрытия на крупногабаритные детали; - снижение себестоимости покрытия в 4-5 раз. до ремонта после ремонта

Спасибо за внимание