Совершенствование технологий изготовления конструкций из

Всероссийский научно-исследовательский институт
авиационных материалов
ФГУП ВИАМ
Ульяновский научно-технологический центр
Совершенствование технологий
изготовления конструкций из ПКМ для
авиационного и железнодорожного
транспорта
Постнов Вячеслав Иванович
доктор технических наук
2012 г.
Ремонтно-восстановительные
технологии металлических покрытий
на деталях
Технологии пиролитических покрытий
Методы и приборы
контроля
технологических
свойств ПКМ
Технологии кластерных
гальванических покрытий
Контроль температуры стеклования
ПКМ в деталях
Контроль упруго-прочностных свойств
ПКМ в образцах -свидетелях
Полимерные композиционные
материалы
Контроль свойств препрегоав
Технологии формования конструкций
для железнодорожного и
автомобильного транспорта
Технологии формования конструкций
для авиации общего назначения
Технологии формования полимерных
выклеечных оснасток
Технологии изготовления
крупногабаритных изделий из ПКМ
Технологии изготовления пленочных
связующих для RFI технологии
Технологии изготовления препрегов
Основные научно-технологические
направления в деятельности УНТЦ
2
Защитные и
многофункциональн
ые покрытия
металлических
деталей
Технологии изготовления препрегов на основе тканых
наполнителей и расплавов полимерных связующих
Изготовление препрегов в
вакуумной камере установки
УПР-1
Изготовление препрегов на
установке УПР-4
3
Разработка технологий изготовления авиационных
конструкций из полимерных композиционных
материалов осуществляемых в УНТЦ ВИАМ.
4
ПОЛУФАБРИКАТЫ, ВЫПУСКАЕМЫЕ УНТЦ ВИАМ
Изготовление препрегов на
установке УПР-4
Номенклатура изготавливаемых препрегов
Наполнитель
Марка связующего
Технические условия
Стеклоткань Т-10-80
Эпоксидное ЭДТ-69н
ТУ 1-595-УНТЦ-815-2004
Стеклоткань Т-15(П)-76
Эпоксидное ЭДТ-69н
ТУ 1-595-УНТЦ-815-2004
Стеклоткань Т-10-14
Эпоксидное ЭДТ-69н
ТУ 1-595-УНТЦ-815-2004
Органоткань СВМ арт.
56313
Эпоксидное ЭДТ-69н
ТУ 1-595-УНТЦ-815-2004
Стеклоткань Т-15(П)-76
Фенолоформальдегидное РС-Н
ТУ 1-595-УНТЦ-1080-2009
Стеклоткань Т-15(П)-76
Фенолоформальдегидное ФП-520
ТУ 1-595-УНТЦ-886-2008
Стеклоткань Т-15(П)-76
Фенолоформальдегидное ФПР-520
ТУ 1-595-УНТЦ-886-2008
Полимерные пасты горячего отверждения
НОМЕНКЛАТУРА ПАСТ
СВОЙСТВА
ВПЗ-15
ВПЗ-16
ВПЗ-16МП
ТУ 1-595-УНТЦ-924-2006
ТУ 1-595-12-1029-2008
ТУ 1-595-12-1047-2008
ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ,Ч, НЕ
МЕНЕЕ
120
240
240
ПЛОТНОСТЬ В ОТВЕРЖДЁННОМ
СОСТОЯНИИ, КГ/СМ³ НЕ БОЛЕЕ
0,7
0,7
0,695
РАЗРУШАЮЩЕЕ НАПРЯЖЕНИЕ
ПРИ
СЖАТИИ В ОТВЕРЖДЁННОМ
СОСТОЯНИИ, МПа, НЕ МЕНЕЕ
25
22
32
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).
Производство крупногабаритных листов АЛОР Д16/41
и изготовление высокоэффективных конструкций
5
Рифт
Нервюра
Носовая часть крыла
Что дает:
- Снижение веса на 10÷12%;
- Повышение ресурса в 4÷27 раз;
- Сокращение входящих деталей на 40%
Панели мотогондолы и реверса ГТД
Панели фюзеляжа
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.
6
Производство стеклопластиковых панелей
интерьера железнодорожных вагонов
Конструкция двери
в купе
Панели интерьера
Конструкция двери в купе
Что дает:
- Снижение веса на 30÷40%;
- Повышение качества интерьера и выбор цветовой гаммы;
- повышена пожаробезопасность вагона в 2 раза.
Межвагонный переход
7
Процесс УФ отверждения
Процесс можно отнести к разновидности
«холодных» процессов, где введённый в полимер
инициатор способен отвердить полимерную
композицию при воздействии УФ облучения.
К «холодным» процессам относятся:
- контактное формование,
- холодное прессование,
- разновидности RTM,
- намотка,
- центробежное литьё,
- объёмное литьё,
и т.п.
8
9
Преимущества УФ метода:
 Скорость отверждения ПКМ 40 – 120 сек/мм.
 Высокая степень отверждения полимера.
 Возможность применения препрегов и
однокомпонентных полимерных масс.
 Отверждение от +5ºС.
 Экологически более безопасен.
Установка для изготовления препрегов
на основе стекломатов
10
Узел пропитки
11
Узел приема препрега
12
Виды препрегов для УФ формования
Препрег тканый
конструкционный
Препрег огнестойкий с
рубленным стекловолокном
13
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)
1. Подготовка оснастки
2. Нанесение гелькоута
16
Процесс УФ отверждения в фотографиях
(производство углового элемента)
3. Укладка препрега
17
Процесс УФ отверждения в фотографиях
(производство углового элемента)
4. Вакуумирование
18
Процесс УФ отверждения в фотографиях
(производство углового элемента)
5. УФ облучение (90 сек/мм)
19
Процесс УФ отверждения в фотографиях
(производство углового элемента)
6. Расформовка детали
20
Процесс УФ отверждения в фотографиях
(производство углового элемента)
Готовая необработанная деталь
21
Свойства стеклопластика (ORTEX 720)
изготовленного методом УФ-отверждения при
вакуумном формовании
 Содержание волокна
- 73,2 %
 Плотность
- 1,91 г/см3
 Степень отверждения - 99,6%



σв = 400 МПа
σи = 350 МПа
σсж = 320 МПа
Ев= 23800 МПа
Еи= 22600 МПа
Есж= 29700 МПа
22
Ремонтные технологии трубопроводов
23
Кластерные функциональные покрытия, получаемые в
электролитах в присутствии наноразмерных частиц
оксидов металлов
- на основе хрома
24
- на основе никеля
Преимущества перед
стандартными хромовыми покрытиями:
Преимущества перед
стандартными
никелевыми
покрытиями:
- повышение микротвёрдости и износостойкости в
1,5 раза;
- повышение микротвёр-
- высокая коррозионная
стойкость за счёт отсутствия пор;
- увеличение скорости
осаждения в 2-3 раза;
дости и износостойкости в 2
раза;
- повышение коррозионной
стойкости в 1,5 раза за счёт
отсутствия пор;
- шероховатость покрытия
сохраняется на уровне
шероховатости исходной
поверхности;
- снижение себестоимости
покрытия на 30 %.
- снижение себестоимости
покрытия на 50%.
Технология кластерного
хромирования защищена
патентом № 2187587
Технология кластерного никелирования защищена
патентом № 2293803
Кластерные защитные покрытия, получаемые в
электролитах в присутствии наноразмерных частиц
оксидов металлов
25
Технология избирательного осаждения
защитных покрытий (ремонт)
Кластерные
покрытия
на основе цинка
обеспечивают:
Преимущества метода натирания:
- нанесение покрытий без гальванических ванн;
- нанесение покрытий на повреждённые детали без их
демонтажа;
- Повышение
микротвёрдости в 3-4
раза;
- повышение скорости
осаждения в 3-4 раза;
- увеличение защитных
свойств в 1,5-2 раза;
- снижение себестоимости
покрытия на 50%.
- повышение скорости осаждения покрытий в
10-15 раз;
- простота и портативность аппаратурного оформления;
- нанесение покрытия на крупногабаритные детали;
- снижение себестоимости покрытия в 4-5 раз.
Технология кластерного
цинкования защищена
патентом № 2301289
до ремонта
после ремонта
Спасибо за внимание