Формообразование и прототипирование
Конструкционные пенопласты, компаунды для изготовления литьевых форм, литьевые пластики и компаунды для прототипирования
- Описание
- Конструкционные пенопласты. Полупродукты.
- Конструкционные пенопласты листовые.
- Компаунды.
В данном разделе представлены полимерные материалы, которые, благодаря своим свойствам, применяются на производствах для решения задач:
- создание форм или матриц для последующего холодного литья изделий.
- создание конечных изделий из конструкционных пенопластов методом вспенивания полупродуктов в формах.
- создание конечных изделий методом заливки жидкими пластиками.
- заполнение конечных изделий с целью повышения прочностных, теплоизоляционных качеств при общем снижении веса изделия или герметизации, как при серийном производстве, так и при создании различных прототипов будущих изделий
ЖЁСТКИЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ ПЕНОПЛАСТЫ
Жёсткие конструкционные пенопласты, обладают высокой теплостойкостью и прочностными параметрами, а также устойчивы к химическим воздействиям. Материал применяется в качестве легкого заполнителя при изготовлении многослойных деталей из стеклопластика и углепластика, внутренней обшивки и силовых элементов самолетов, вертолетов, обтекателей двигателей, корпусных элементов беспилотной техники., а также прототипирования изделий методом механической обработки на станках ЧПУ.
Материал может активно применяться в конструкции корпусных и палубных элементов кораблестроения, в конструкциях радиолокационного оборудования, а также в изделиях и конструкциях техники оборонно-промышленного комплекса.
С успехом заменяет такие импортные аналоги, как Rohacell, Corecell, Navicell, Airex, Herex, Divinycell, Last –А– foam.
Конструкционные пенопласты. Полупродукты.
Более 30 лет Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет) проводит научные исследования по созданию рецептур и технологии переработки пеноматериалов.
Результатом накопленного опыта и знаний являются разработанные продукты нового поколения – конструкционные жесткие пенопласты марок «ПЭН», «Тилен» и «ЛПЭ».
Данные пенопласты представляют из себя полупродукты, вспенивание которых происходит непосредственно в формах для конечных изделий.
Композиции для пенопластов «ПЭН» и «Тилен» выпускаются в виде порошкообразных термореактивных одноупаковочных полупродуктов, переработка которых в изделия осуществляется вспениванием и отверждением в ограничительных разъемных формах при нагревании в диапазоне температур, в зависимости от конкретной марки, 80-200ºС.
Композиции для пенопластов марки «ЛПЭ» - это двух- и трехкомпонентные вспенивающиеся композиции, процесс вспенивания и отверждения которых происходит в любых формах при 20ºС.
Дополнительно, при необходимости, в форме могут быть размещены закладные детали в виде крепежных или других необходимых элементов. Высокая адгезия пены к металлу позволяет прочно зафиксировать вышеуказанные элементы в сформированном изделии. Такая технология используется, например, при производстве топливных поплавков для фиксации оси вращения в готовых изделиях.
Принцип производства конечных изделий из конструкционных пенопластов путём вспенивания полупродуктов в формах позволяет получать изделия с, практически, любой кривизной поверхности.
В отличие от широко распространённого в настоящее время метода получения изделий из готового листового конструкционного пенопласта, метод вспенивания в формах сводит к минимуму отходы материала, которые получаются при инструментальной обработке склеенного листового пенопласта.
Данный способ минимизирует время получения конечных изделий при серийном производстве, а также значительно снижает объём используемого пенопласта.
Изделия из пенопластов также могут быть изготовлены и путем механической (токарной или фрезерной) обработки из предварительно вспененных блоков-заготовок.
Пенопласты имеют равномерную мелкопористую, преимущественно закрытоячеистую структуру и могут быть получены, в зависимости от конкретной марки, с кажущейся плотностью от 40 до 500 кг/м3.
Благодаря глубокой необратимой сшивке и инертности полимерной матрицы, пенопласты обладают высокой химической стойкостью и пригодны для изготовления изделий, которые могут быть использованы для длительной эксплуатации в среде топлив, масел и гидравлических жидкостей.
Конструкционные пенопласты марок ПЭН, ТИЛЕН и ЛПЭ предназначены для применения в качестве легкого заполнителя при изготовлении многослойных деталей из стеклопластика и углепластика, внутренней обшивки и силовых элементов самолетов, вертолетов, обтекателей двигателей, корпусных элементов беспилотной техники., а также прототипирования изделий методом механической обработки на станках ЧПУ.
Пенопласты обладают высокой теплостойкостью и прочностными параметрами, а также устойчивостью к химическим воздействиям, могут активно применяться в конструкции корпусных и палубных элементов в кораблестроении, в конструкциях радиолокационного оборудования, радиопрозрачных защитных экранов, а также в изделиях и конструкционных элементах техники.
Предлагаемые пенопласты превосходят по физико-химическим свойствам конструкционные пенопласты на основе полистирола, полиуретана, поливинилхлорида.
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
Марка пенопласта |
Свойства |
|||||||
|
Плотность, кг/м3 |
Прочность |
Прочность |
Коэффициент |
Ударная вязкость, |
Водопоглощение, |
Температура |
||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
100 |
90-125 |
0,9 |
0,9 |
0,04-0,045 |
0,5-0,7 |
0,05-0,06 |
-60…+100 |
|
|
150 |
125-170 |
1,5 |
1,3 |
0,045-0,05 |
0,6-0,8 |
0,04-0,05 |
-60…+100 |
|
|
200 |
170-220 |
2,9 |
2,7 |
0,05-0,06 |
0,8-1,4 |
0,03-0,04 |
-60…+100 |
|
|
300 |
280-320 |
4,0 |
4,2 |
0,06-0,07 |
- |
0,02-0,03 |
-60…+100 |
|
|
|
||||||||
|
100 |
90-125 |
0,7-1,3 |
0,9-1,5 |
0,03-0,04 |
0,4-0,6 |
0,05 |
-60…+100 |
|
|
150 |
125-170 |
1,3-3,5 |
1,5-3,5 |
0,04-0,05 |
0,6-0,8 |
0,05 |
-60…+100 |
|
|
200 |
170-220 |
2,7-5,0 |
2,8-5,3 |
0,05-0,06 |
0,7-0,9 |
0,04 |
-60…+100 |
|
|
300 |
220-350 |
3,8-6,2 |
3,6-6,0 |
0,06-0,07 |
0,9-1,3 |
0,03 |
-60…+100 |
|
|
|
||||||||
|
50 |
40-70 |
0,3-1,0 |
0,5-1,0 |
0,02-0,04 |
0,15-0,25 |
0,08 |
-60…+100 |
|
|
100 |
90-125 |
1,2-2,0 |
1,1-2,3 |
0,03-0,04 |
0,2-0,4 |
0,07 |
-60…+100 |
|
|
150 |
125-170 |
2,0-2,7 |
1,8-3,0 |
0,04-0,05 |
0,3-0,5 |
0,06 |
-60…+100 |
|
|
200 |
170-220 |
2,7-3,5 |
2,8-3,5 |
0,05-0,06 |
0,4-0,6 |
0,05 |
-60…+100 |
|
|
300 |
220-320 |
3,5-5,0 |
3,6-5,0 |
0,05-0,06 |
0,45-0,55 |
0,045 |
-60…+100 |
|
|
|
||||||||
|
50 |
40-70 |
0,25 |
0,15 |
0,02-0,03 |
0,10 |
- |
-60…+200 |
|
|
100 |
70-130 |
0,4 |
0,3 |
0,03-0,04 |
0,15 |
- |
-60…+200 |
|
|
150 |
130-170 |
1,2 |
0,8 |
0,04-0,05 |
0,25 |
- |
-60…+200 |
|
|
200 |
170-220 |
1,7 |
1,6 |
0,05-0,06 |
0,40 |
- |
-60…+200 |
|
|
300 |
220-350 |
3,0 |
2,4 |
0,07-0,08 |
0,60 |
- |
-60…+200 |
|
|
|
||||||||
|
50 |
40-70 |
0,25 |
0,15 |
0,02-0,03 |
0,10 |
- |
-60…+220 |
|
|
100 |
70-130 |
0,4 |
0,3 |
0,03-0,04 |
0,15 |
- |
-60…+220 |
|
|
150 |
130-170 |
1,2 |
0,8 |
0,04-0,05 |
0,25 |
- |
-60…+220 |
|
|
200 |
170-220 |
1,7 |
1,6 |
0,05-0,06 |
0,40 |
- |
-60…+220 |
|
|
300 |
220-350 |
3,0 |
2,4 |
0,07-0,08 |
0,60 |
- |
-60…+220 |
|
|
|
||||||||
|
100 |
70-130 |
0,4-2,4 |
0,8-3,1 |
0,04-0,05 |
- |
0,07-0,11 |
-60…+180 |
|
|
150 |
130-170 |
2,2-3,7 |
2,6-6,8 |
0,05-0,06 |
- |
0,04-0,06 |
-60…+180 |
|
|
200 |
170-220 |
3,7-6,4 |
3,8-7,6 |
0,06-0,07 |
- |
0,03-0,05 |
-60…+180 |
|
|
300 |
220-350 |
6,0-11,0 |
7,0-11,8 |
0,07-0,08 |
- |
0,02-0,04 |
-60…+180 |
|
|
|
||||||||
|
150 |
150±20 |
0,5 |
0,3 |
0,042 |
- |
13,8% |
-60…+100 |
|
|
250 |
250±25 |
1,5 |
1 |
0,06 |
- |
7% |
-60…+100 |
|
|
350 |
350±40 |
4,2 |
2,3 |
0,07 |
- |
5,4% |
-60…+100 |
|
|
500 |
500±50 |
10 |
5 |
0,1 |
- |
2,1% |
-60…+100 |
|
|
300Д |
300±40 |
3 |
1,5 |
0,065 |
- |
6,9% |
-60…+100 |
|
|
400Д |
400±45 |
6,5 |
3,5 |
0,08 |
- |
3,1% |
-60…+100 |
|
Конструкционные пенопласты листовые
|
Область применения |
Назначение |
Особенности |
Марка |
Плотность, Кг/м.куб |
|
ЗАПОЛНЕНИЕ ФОРМ и ПРОТОТИПИ-РОВАНИЕ |
Заполнение при изготовлении многослойных деталей из стеклопластика и углепластика, внутренней обшивки и силовых элементов самолетов, вертолетов, обтекателей двигателей, корпусных элементов беспилотной техники, а также прототипирование изделий методом механической обработки на станках ЧПУ. |
Общее назначение. |
40, 60, 80, 100 |
|
|
Повышенная термостойкость. |
40, 60, 80, 100 |
|||
|
Самозатухающий |
40, 60, 80, 100 |
Области применения жестких конструкционных пенопластов
| Марка |
Авиастроение |
Машиностроение |
Судостроение |
Промышленное |
Ветровая |
Антенны |
Электротехника |
Медицина |
Спортивные |
Приборостроение |
Моделирование |
Защитный |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rohacell | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Acrimid | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| ПЭН | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| ТИЛЕН | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| ЛПЭ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| Last -А- foam | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |||||||
| ППУ | ✔ | ✔ | ✔ | |||||||||
| Corecell | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ||||||||
| ПС-1, ПС-4 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ||||||
| Navicell | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ||||||||
| Airex | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
| Herex | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |
| ПХВ-1, ПХВ-2 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ||||||
| Divinycell | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
Основные технические характеристики жестких конструкционных пенопластов
|
Марка |
Свойства пенопластов |
||||
|
Максимальная |
Плотность, кг/м3 |
Прочность при сжатии |
Теплопроводность |
Водопоглощение |
|
|
Rohacell |
150 – 200 |
30 – 205 |
0,3 – 6,4 |
0,03 – 0,06 |
2 – 3 % |
|
Acrimid |
150 – 190 |
30 – 200 |
0,3 – 6,5 |
0,03 – 0,06 |
1 – 3 % |
|
ПЭН |
100 |
50-350 |
0,6 - 7,3 |
0,02 – 0,07 |
0,02 – 0,08 кг/м2 |
|
ТИЛЕН |
180-220 |
50-350 |
0,2 - 11 |
0,02 – 0,08 |
0,02 – 0,11 кг/м2 |
|
ЛПЭ |
100 |
150-500 |
0,5 - 10 |
0,04 – 0,10 |
2,1 – 13,8% |
|
Last-A-Foam |
150 – 160 |
35 – 800 |
От 0,15 |
0,02 – 0,04 |
1 – 5 % |
|
ППУ |
130 – 150 |
40 – 70 |
0,15 – 0,4 |
0,02 – 0,04 |
1 – 2 % |
|
Corecell |
100 – 110 |
70 – 300 |
0,6 – 9 |
0,03 – 0,06 |
- |
|
Airex |
80– 90 |
60 – 200 |
0,4 – 4 |
0,025 – 0,05 |
1 – 5 % |
|
Herex |
80 – 90 |
40 – 200 |
0,45 – 4,8 |
0,035 – 0,055 |
1 – 3 % |
|
Navicell |
80 – 90 |
60 – 150 |
0,75 – 3 |
0,029 – 0,04 |
1 – 5 % |
|
Divinycell |
80 – 90 |
35 – 250 |
0,45 – 7,2 |
0,023 – 0,046 |
1 – 5 % |
|
ПХВ-1,2 |
60 – 70 |
100 – 200 |
0,7 – 1,5 |
0,03 – 0,04 |
1 – 4 % |
|
ПС-1 |
60 – 65 |
100 – 600 |
0,8 – 9 |
0,03 – 0,055 |
1 – 5 % |
|
ПС-4 |
60 – 65 |
40 – 60 |
0,2 – 0,3 |
0,02 – 0,025 |
1 – 7 % |
КОМПАУНДЫ
Двухкомпонентные полиуретановые компаунды, благодаря разной твёрдости в полимеризованном виде ( от мягких - с твёрдостью по Шору А в 10 единиц, до очень жёстких – с твёрдостью по Шору Д до 75 единиц) , можно разделить на следующие виды:
- компаунды для создания эластичных матриц или форм с целью отливки в них конечных изделий на основе литьевых компаундов, или, так называемых, жидких пластиков, а также любых других материалов, которые при отверждении в данных формах не нагреваются свыше 120 градусов.
- компаунды для создания конечных изделий методом ручной и автоматической заливки (вакуумная заливка, заливка под давлением, VPI-пропитка под вакуумом и давлением, заливка с машины низкого давления) при прототипировании или мелкосерийном производстве. Данные компаунды ещё называют жидкими пластиками.
В качестве сопутствующих и необходимых материалов используются антиадгезионные, или разделительные, смазки, применяемые при формовании изделий.
|
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ |
НАЗНАЧЕНИЕ |
МАРКА |
ТВЁРДОСТЬ ПО ШОРУ А или Д |
|
МАТРИЦЫ и ФОРМЫ |
изготовления эластичных форм для изготовления изделий технического назначения, а так же форм при производстве искусственного камня, тротуарной плитки, различных архитектурных и художественных изделий из бетона, гипса, цемента |
10–85А |
|
|
35–95А |
|||
|
40 А |
|||
|
50–95А |
|||
|
50-95А |
|||
|
изготовление формообразующей оснастки для вакуум-формовочных машин |
75 Д |
||
|
АДВ 4905 |
|
||
|
ЛИТЬЁ ИЗДЕЛИЙ
|
мелкосерийное литье |
10–85А |
|
|
50–95А |
|||
|
75-85А |
|||
|
80-97А |
|||
|
50-95А |
|||
|
мелкосерийное литье (жидкие пластики) прототипирование |
55 Д |
||
|
60-70Д |
|||
|
60-70Д |
|||
|
65Д |
|||
|
75 Д |
|||
|
70 Д |
|||
|
прозрачные компаунды |
40 А |
||
|
крупногабаритное литьё |
10–85А |
||
|
65Д |
|||
|
мебельный и архитектурный декор |
60-70Д |
||
|
60-70Д |
|||
|
70 Д |
|||
|
мебельный и архитектурный декор ( низкая вязкость) теплоизолирующие вставки в алюминиевые профили |
65 Д |
||
|
ГЕРМЕТИЗАЦИЯ |
герметизация фильтрующих элементов, смотровых приборов и других изделий |
40-50А |
|
|
тепло- и гидроизоляция подводных трубопроводов защита стыковых соединений обетонированных трубопроводов |
50-95А |
||
|
АНТИАДГЕЗИОННЫЕ (РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ) СМАЗКИ |
разделительная смазка |
- |
|
|
- |