Автоклавное формование препрега

Автоклавное формование применяется для получения максимальных значений прочности и жёсткости. Волокнистый материал (препрег и др.) предварительно пропитывается при нагреве и под давлением или без растворителя с применением предускоренной смолы. Катализатор не активен при температуре окружающей среды, поэтому срок жизни материала после размораживания может составлять несколько недель или месяцев. Однако при длительном хранении материал должен быть заморожен. Препрег выкладывается на поверхность оснастки вручную или с помощью специального оборудования. Затем заготовку изделия на оснастке помещают в герметичный вакуумный мешок, размещают в автоклаве, подключают к вакуумной линии и датчику уровня вакуума. Препрег нагревается в автоклаве до 120-180°С, что способствует размягчению и окончательному отверждению смолы. В автоклаве может создаваться дополнительное давление до 5 атмосфер.

Применяемые материалы:

Смолы: обычно эпоксидные, полиэфирные, фенольные или высокотемпературные (например, полиимидные, цианат эфирные, бисмалиимиды).
Волокна: любые. Используются либо напрямую с бобины, либо в виде ткани.
Срединный материал: используется специальный тип вспененных материалов из-за повышенной температуры и давления, применяемых в данном процессе.

Основные преимущества:

Точно контролируется уровень смолы / катализатора и содержание смолы в волокне. Можно легко получить высокое содержание волокна при малом количестве воздушных пустот.
Стоимость волокна минимизируется при использовании однонаправленных лент, так как нет необходимости переделывать волокна в ткань перед применением.
Смола может быть оптимизирована по механическим тепловым свойствам. Можно использовать смолы с высокой вязкостью.
Длительное рабочее время (до нескольких месяцев при комнатной температуре) позволяет получить оптимизированную сложную выкладку.
Автоматизация и экономия трудозатрат.
Любые детали, изготовленные в автоклаве, имеют более высокое качество поверхности, меньшую пористость и механические свойства, более равноценные по всему объёму изделия.

Основные недостатки:

Стоимость материалов для предварительно пропитанных волокон выше, для данных применений обычно требуются дорогостоящие улучшенные смолы.
Высокая стоимость и низкая производительность автоклава. Процесс нагрева и охлаждения медленный. Рабочее пространство автоклава ограничено, поэтому за одно формование обычно изготавливают небольшое количество изделий, что значительно увеличивает себестоимость изделия.
Оснастка должна выдерживать рабочую температуру, а срединные материалы – рабочую температуру и давление.
Для более толстых ламинатов слои препрега необходимо выкладывать аккуратно, чтобы не создавать воздух между ними.