Главная » Применения » Вакуумные насосы для инфузии и вакуумной формовки

Вакуумные насосы для инфузии и вакуумной формовки

Вакуумная инфузия – это процесс пропитки армирующих материалов (стеклоткань, стекломат и др.) связующей смолой или компаундом под действием разницы давлений: разряжения со стороны насоса и атмосферного давления со стороны емкости с пропитывающим материалом. Под действием этой разницы давлений пропитывающий материал может без  образования пустот и полостей заполнить и пропитать армирующую структуру. В зависимости от механизма затвердевания материалов после пропитки, полученная композиция отверждается в атмосферных условиях, при выдержке в сушильном шкафу или автоклаве.

Главные ограничения и критерий выбора вакуумного насоса и системы 

Прежде всего качественный процесс инфузии определятся правильной технологией. Самое главное – в зависимости от желаемых свойств готовых изделий подбираются соответствующие компоненты. А под подобранные материалы подбирается режим вакуумирования и отверждения.

Например, к композитным лопастям больших летательных аппаратов предъявляются отличные требования, нежели к декоративным элементам автомобиля или для масштабного моделирования.

Несмотря на то, что для всех вышеперечисленных изделий применяются один процесс вакуумной инфузии, есть существенное различие в режиме откачки и отверждения (полимеризации).

Перед рассмотрением насосов следует упомянуть ограничения ниже.

Ограничение №1: Качество поверхности и требования по отсутствию пор и пузырьков

Не дегазированная смола при вакуумировании  при пропитке начнет отдавать воздух, пузырьки которого очень “удачно” могут задерживаться волокнами армирующего материала. Чтобы смоделировать процесс, достаточно опустить мохнатую шерстяную нитку в стакан с газировкой. В случае смол, большая вязкость оставляет пузырьки в толще материала.

Таким образом, если используются армирующие материалы с развитой поверхностью – дегазация, как правило, необходима. Если армирование относительно редкое и из гладкого волокна, а к изделию не предъявляется высоких конструкционных требований – дегазация может быть избыточным этапом.

Ограничение №2: Кипение смолы. Уровень вакуума, давление вакуумирования и дегазации.

Для инфузии в качестве заполнителя применяется очень разнообразные материалы. Как правило в составе пропитывающей смеси могут присутствовать летучие компоненты, которые при достижении определенного значения вакуума, начнут кипеть и покидать смесь.

Например, стирол или его более экологичные аналоги. Хороший растворитель полимеров, содержащийся практически во всех полиэфирных связующих, закипает при комнатной температуре, если давление в вакуумном пакете составляет менее 50 мм рт. ст. тогда как эпоксидные связующие не закипят даже при 1 мм рт. ст.

Очевидно, кипение компонентов плохо сказывается на изделии: 1) появляются пузыри 2) изменяется пропорция смеси и часть может не отвердеть или отвердеть через очень продолжительное время.

Границы кипения и дегазации очень отличаются в зависимости от состава. Для примера приведем усредненные цифры:

кипение начинается при давлении -80кПа

дегазация смолы/заполнителя проводится при давлениях около -60…-70кПа

Давление для непосредственно инфузии -40..-70кПа

Некоторые составы могут не вскипеть и при вакууме глубже -99,9 кПа. Более того, в некоторых случах требуется проводить пропитку при глубоком вакууме. Режимы дегазации и пропитки крайне зависят от материалов будущей композитной детали.

В зависимости от типа используемой системы, УРОВЕНЬ ВАКУУМА ВО ВРЕМЯ ИНФУЗИИ будет необходимо регулировать до уровня, более низкого, чем может дать вакуумный насос. В частности, это применимо к смолам, содержащим летучие растворители, которые могут закипеть под вакуумом. Полиэфирные и винилэфирные смолы необходимо инфузировать при  неглубоком вакууме.

Таким образом, выбор вакуумной системы должен быть продиктован технологическим процессом и материалами. Наиболее универсальными являются насосы с предельным вакуумом около 1мбар (-99,9кПа) с ресивером и обязательно системой регулировки вакуума.

Применение такой системы позволяет производить дегазацию смол в том числе импульсную (ударную), и пропитку при оптимальном значении вакуума для каждой смеси.

Примеры насосов и станций для инфузии и вакуумной формовки:

1. Передвижной вакуумный пост (тележка) для мелкосерийного производства

 Данный передвижной пост состоит из одного пластинчато-роторного вакуумного насоса (cухого или масляного в зависимости от ), совмещенного ресивера и емкости для улавливания излишков смолы, КИП. Поддержание давления осуществляется с помощью регулятора вакуума и/или соленоидных отсечных  клапанов.

Оснащается несколькими быстроразъемными вакуумными розетками (герметичность до -99.9 кПа).

2. Станция низкого вакуума для среднесерийного производства

 

Вакуумная станция CVS-EM

Для среднесерийного производства композитных изделий была построена технологическая линия на 4-6 рабочих постов. Вакуумная станция централизованная, на базе когтевого вакуумного насоса DZS150, подводка вакуума по коллектору (AIRNET).

Насос данной станции имеет предельный вакуум 50 мбар (-95кПа). Автоматика удерживает давление коллектора и ресивера в пределах 100..200 кПа. У каждого потребителя установлен вакуумметр и вакуум-регулятор.  Точка кипения наиболее часто используемого заполнителя около 100 мбар (-100 кПа). Для работы с заполнителями с более высоким давлением кипения используется вакуум-регулятор или меняются установки вакуума на АСУ станции.

3. Станция глубокого вакуума для серийного производства

 

Данная станция также является централизованной, состоит из 2х насосов: пластинчато роторного на 300м3/ч и винтового маслосмазываемого насоса с частотно-регулируемым приводом. Оба насоса имеют предельный вакуум менее 1мбар (-99,9кПа). Система оснащена уравнительным баллоном 1м3.

На данном производстве для инфузии используются составы не склонные к кипению даже при давлении 1 мбар. Отверждение происходит под действием температуры. В вакуумной магистрали поддерживается максимально глубокий вакуум.

 

Вам может быть интересно:

Масляные вакуумные насосы Atlas Copco

Быстрота действия: 0,7..4800 м3/ч Вакуум: 0,003..300 мбар (абс.) Масляные вакуумные насосы Atlas Copco сочетают в себе передовые вакуумные разработки и ...
«Далее»

Сухие пластинчато-роторные насосы Elmo Rietschle серии VT

Быстрота действия: до 155 м3/ч Вакуум: 150 мбар (абс.) Предназначены для откачки воздуха до предельного остаточного давления 150 мбар. Данный ...
«Далее»

Сухие когтевые вакуумные насосы Atlas Copco DZS

Быстрота действия: 65..300 м3/ч Вакуум: 50 мбар (абс.) Прекрасно подходят для подачи вакуума в централизованных вакуумных системах благодаря низкой стоимости ...
«Далее»

КИП, фильтры и арматура

Вакуумметры, реле Масла, фильтры, переходники Для корректной работы вакуумным установкам, как правило. требуются контрольно измерительные приборы (КИП), защитная и предохранительная ...
«Далее»

Вакуумные системы и станции

Производительность: 20..4800 м3/ч Вакуум: 0,001..700 мбар Центральные вакуумные системы становятся все более популярными, поскольку позволяют снизить операционные расходы и повысить ...
«Далее»
vacuum chamver

Технологические вакуумные камеры

Объем: 0,01-3 м3 Вакуум: до 10Е-3 мбар Вакуумная камера - основной технологический элемент большинства вакуумных систем. Вакуумные камеры применяются для ...
«Далее»

Масляные вакуумные насосы Value

Быстрота действия: 4..300 м3/ч Вакуум: 0,004-300 мбар (абс.) Компания VALUE занимает лидирующее положение на мировом вакуумном рынке, в том числе ...
«Далее»

Масляные винтовые вакуумные насосы Atlas Copco серии GHS

Быстрота действия: 300..4800 м3/ч Вакуум: 0,1..100 мбар (абс.) Благодаря высокой производительности серия GHS идеальна для применений, требующих высокой производительности и ...
«Далее»