Меню Рубрики

Установки для получения композитных материалов

По заданию МАИ фирма «ЛАР» произвела установку контролируемого получения композитных материалов

Экспериментальная установка «квазинеприрывного прессования термопластичных текстолитов и профильных изделий»

Впервые в России появилась инновационная, полностью контролируемая техника получения композитных материалов.

Установка «ЛАР Технологий» не имеет аналогов в других странах. Основное преимущество установки — это «управляемое распределение температурных зон армирования», то есть — это первая линия по производству термопластичных композитов, позволяющая регулировать распределение температурного поля по поверхности формующей оснастки.

Александр Лебедев (доктор/доцент технологических наук, член союза ученых), автор новой технологии: «Благодаря вновь разработанной технологии и запатентованному распределённому полю, течение температуры гарантированно происходит из центра к периферии. Пористость, при этом, если не исключена, то вероятность ее уменьшена до уровня термореактивных котировок — менее 1%».

Конструкция установки для получения композитов

Инновационная установка включает в себя:

  • Входное устройство, которое обеспечивает равномерное совмещение нескольких слоев заготовочного материала без складок и растяжений;
  • Пресс с усилием 15-50 тонн;
  • Формующая оснастка, которая состоит из 4-х, последовательно расположенных зон нагрева, с возможностью отдельного регулирования температурных границ каждой зоны. Нагрев осуществляется керамическими инфракрасными нагревателями;
  • Тянущее устройство с регулированием скорости и координат перемещения;
  • Система управления. Позволяет программно настраивать параметры температуры, времени выдержки и усилий смыкания пресса, а так же автоматически считывает показатели контрольных датчиков и записывает их в файл.
  • Оптимальное соотношение цена/качество полученных изделий.
  • Скорость производства в 2 раза больше, чем другими методами.
  • На 99,9% исключает пористость — вид производственного брака, который не подлежит исправлению.
  • Удобный интерфейс программного регулирования параметров.
  • Входное устройство обеспечивает равномерное совмещение нескольких слоев заготовочного материала без складок и растяжений.
  • Усилие пресса: 15-50 тонн.
  • Формующая оснастка состоит из 4-х, последовательно расположенных зон нагрева, с возможностью отдельного регулирования температурных границ каждой зоны (нагрев осуществляется керамическими инфракрасными нагревателями).
  • Тянущее устройство с регулированием скорости и координат перемещения;
  • Система управления позволяет программно настраивать параметры температуры, времени выдержки и усилий смыкания пресса, а также автоматически считывает показатели контрольных датчиков и записывает их в файл.

В данный момент, на производственной территории «ЛАР Технологий» организован опытно-промышленный участок производства термопластичных композитных материалов.

Решение главной проблемы производственного брака и доскональной управляемости оборудования, конечно, не снимает полностью вопрос себестоимости материала, однако применение данной технологии — это огромный шаг в сторону экономичного и эффективного производства композитов — материалов будущего.

Так же фирма с целью импортозамещения разработала:

  • Координатный стол, аналог американского DTS 500 Positioner System — авиационная сфера применения.
  • Медицинский прибор Иммунокомб, аналог бельгийского D-tek BlueDiver Instrument.
  • Кроме того спроектировала промышленный 3-D принтер, преимущество перед остальными его аналогами — беспрецедентно низкая себестоимость. Минимально изменив характеристики, нам удалось от 100 млн. руб снизить цифры до 10 млн руб.

Также компания работает в области реверс-инжинирнга.

Координатный стол (5-ти осевой позиционер для автоматизированного измерения оптических характеристик)

Компанией ЛАР Технологии был спроектирован и реализован 5ти осевой координатный стол, предназначенный для измерения светотехнических параметров оборудования в различных системах координат. Данный комплекс состоит из 3-х координатного линейного позиционера и 2-х осевого гониометра, устройство работает как в режиме ручного позиционирования, с независимым управлением для каждой из 5-ти осей, так и в автоматическом режиме, обеспечивающим функцию слежения за выбранной точкой на поверхности измеряемого оборудования при изменении ее пространственных координат.

Наш проект — это усовершенствованный аналог DTS 500 Positioner System: специалистам удалось увеличить рабочую зону стола. Введена система гашения вибраций с частотами свыше 10 Гц, а с помощью ПО, обеспечена возможность расчета равномерности яркости свечения измеряемого оборудования, цветового и собственного контраста, что позволяет осуществлять качественную проверку аппаратуры и получать самые точные данные.

Преимущества

  • Увеличенная рабочая зона (в 1,5 раза по сравнению с аналогом)
  • Отсутствие затрат и трудностей с логистикой
  • Русскоязычная техническая поддержка
  • Выгодная, не зависящая от курса валют, стоимость

Применение

Метрология, калибровка деталей

Комплекс точного пространственного позиционирования объектов

Преимущества — пятиосевое автоматизированное перемещение модели в пространстве; — линейная точность позиционирования моделей ±1 мм, угловая точность позиционирования моделей ±0,5 градусов; — линейная точность позиционирования антенны ±1 мм, угловая точность позиционирования антенны ±0,1 градусов; — беспроводной интерфейс обмена данными; — аналоговые драйвера управления электродвигателями (без наводок в исследуемый диапазон частот)

Читайте также:  Установка заборов в сиверской

Характеристики — габаритный размер стенда: 13000×1200×1200 мм; — максимальная масса перемещаемых моделей 50 кг; — линейная скорость перемещения модели 0,2.20 мм/с; — угловая скорость перемещения модели 0,017.0,3 об/мин; — линейная скорость перемещения антенны 0,2.20 мм/с; — угловая скорость перемещения антенны 0,2.2 град/с

Применение:исследования в области морской и речной техники, физических полей, гидроакустики

Лазерный 3D принтер по металлу

Преимущества

  • Открытое ПО (Open source).
  • Модульность конструкции.
  • Возможность разработки/отладки под конкретную производственную задачу.
  • Построение изделий с геометрией любой сложности.
  • Печать отечественными (любыми) метало-порошковыми материалами.
  • Оперативность, экономичность сервиса, тех. поддержки.
  • Высокие параметры прочности.
  • Высокая прочность при термическом воздействии
  • Построение внутренних структур цельных деталей, недоступных по сложности традиционным методам производства.
  • Выполнение деталей с комплексной геометрией целиком, а не из составных частей, что благоприятно влияет на качество и стоимость изделий.

Модуль ввода сигналов тензодатчика (Тензомодуль)

Данная разработка позволяет получать аналоговый сигнал от тензометрического датчика, преобразовывать его и передавать в цифровом виде.

Преимущества

  • Компактность и универсальность использования
  • Простота настройки
  • Подходит для всех отечественных типов датчиков

Применение

Разработка специализированного оборудования и станков, робототехника

Прибор CombScan: диагностика инфекционных заболеваний

Специально для ЗАО «Биоград» мы создали прибор CombScan, аналогичный BlueDiver Instrument (Бельгия). Прибор осуществляет автоматизированную диагностику инфекционных заболеваний с помощью иммуноферментных тест-систем ИммуноКомб.

Преимущества

  • Простота эксплуатации
  • Интуитивный интерфейс
  • Честная, независящая от курса валют цена
  • Отсутствие сложностей с логистикой
  • Русскоязычная техническая поддержка и ПО

Характеристики

  • Прибор позволяет количественно определять результаты анализа.
  • Система распознает изображение и находит контрольные точки определения интенсивности их окрашивания.

Применение Медицина: диагностики инфекционных заболеваний

Робот манипулятор 5-ти осевой

В рамках проекта Камера для удаленной манипуляции над объектами, мы разработали и реализовали настоящий 5-ти осевой манипулятор.

Преимущества

  • Полностью внутренняя разработка
  • Открытое ПО
  • Гибкость настройки
  • Полезная нагрузка до 5 кг

Характеристики

  • Точность, мм: 0,5
  • Повторяемость, мм: 0,1
  • Полная длина,мм:1200
  • Количество осей — 5

Применение

Роботизированные манипуляции над объектами

Роботизированный комплекс для анализа компонентов РЭА с удаленным доступом

В 2017 года компанией ЛАР Технологии был разработан и реализован проект необычайной сложности, роботизированный комплекс манипулирования и препарирования с удаленным доступом. Главное назначение объекта — это обеспечить удаленный доступ оператору к работе с узлами радиоэлектронной аппаратуры, контактное взаимодействие с которыми, может быть опасным для жизни и здоровья человека.

Описание объекта хотелось бы начать с защитного корпуса. Значительные усилия были приложены, чтобы сделать его стенки и швы абсолютно герметичными, способными к поддержанию контроля внутренней среды объекта. Такая конструкция прекрасно служит для защиты оборудования и рабочей области от пыли, влаги и прочих загрязнений. Кроме того, с внутренней стороны корпус покрыт материалом, поглощающим радиоактивное излучение, одна из стенок оборудована окном из рентгенозащитного стекла. Для защиты от опасных газов предусмотрен фильтр, с возможностью подключения к вытяжной вентиляции. Еще одной мерой безопасности, являются специальные клапаны, препятствующие выходу ядовитых газов и радиации.

Итак, внутри полностью защищенной от внешних воздействий камеры, всю работу по вскрытию и анализу оборудования, выполняют роботы-манипуляторы с пятью степенями свободы, закрепленные в верхней части корпуса. ЛАР Технологии оснастила «свои руки» всеми необходимыми функциями, от захвата отвертки, до переноса оборудования, а также сменным инструментарием, который обеспечивает возможность более детальной работы.

В нижней части корпуса размещается конструкция, состоящая из поворотного и фрезерного стола, к комплекте к которому идут машинный стол, станочные тиски и прихваты.

Удаленное управление фрезерными станками и роботами осуществляется оператором из командного пункта, с помощью разработанного нашей компанией программного обеспечения.

А теперь самое интересное, видеть и фиксировать то, что происходит внутри этого сложного устройства, работнику помогают камеры дистанционного видеонаблюдения. Метод установки, позволяет вести наблюдение за всем рабочим процессом, а возможность увеличения, поворота и смены угла обзора камеры — максимальную точность управления.

В итоге, мы получаем сложный комплекс, не имеющий аналогов в производственной сфере, но необходимый для работы со специфическими и опасными объектами, защищающий не только весь рабочий процесс от внешних факторов воздействия, но и работников от контакта с различными опасными средами.

Читайте также:  Установка кнопки птф калина

Преимущества

  • Корпус из бронированной стали с внутренней обшивкой свинцовыми пластинами, полностью герметичный
  • Две руки-манипулятора с пятью степенями свободы со сменным комплексом инструментов внутри камеры
  • Встроенный фрезерный станок с поворотным столом
  • Возможность установки дополнительных датчиков
  • Визуальный контроль за работой в режиме реального масштаба и времени
  • Возможность подключения к вытяжной вентиляции
  • Удаленность управления камерой до 100 м.
  • Наличие контролируемой среды внутри устройства
  • Наличие детектора опасных веществ, клапанов, препятствующих выходу отравляющих газов и радиоактивных излучений
  • Компактность конструкции

Характеристики

  • Мощность потребления, не более — 10кВт
  • Внешние габариты — 1626×1500×1500 мм
  • Габариты помещаемых устройств — 500×500×350 мм
  • Толщина корпуса — 10 мм
  • Дверь, обеспечивающая доступ в камеру — 1000×1500
  • Масса — 2500 кг

Применение

  • Дистанционный анализ, вскрытие внутренних компонентов блоков радиоэлектронной аппаратуры
  • Регистрация радиационного излучения
  • Детектирование и анализ взрывчатых веществ, опасных газов

Выставочный стенд: Робот манипулятор с дельта-кинематекой и промышленным зрением

Специально для выставки «Малый и средний бизнес Санкт-Петербурга» мы спроектировали и реализовали производственный манипулятор с дельта-кинематикой. Устройство состоит из трех рычагов, прикрепленных к основанию посредствам карданных шарниров. Привод расположен в основании, а рычаги сделаны из ультралегких композитных материалов, что обеспечивает высокую скорость работы и маневренность. Исполнительные механизмы робота связаны с разработанным нами Комплексом промышленного зрения, который позволяет определять положение объектов на транспортной ленте, выкладывая их в соответствии с заложенным алгоритмом.

Преимущества

  • свободно выдерживает 24 часовую нон-стоп работу на высоких скоростях;
  • способен заменить 3 рабочих смены;
  • гарантированно увеличивает показатели эффективности и производительности труда;
  • способствует снижению общих затрат производства;
  • срок окупаемости — 9 месяцев.

Характеристики

  • Скорость работы: 10 м/с
  • Максимальное ускорение: 30g

Применение

Поточное производство, линии упаковки, сортировки, в сфере медицины, фармацевтики, электроники.

источник

Технологии изготовления композитов

Введение :

Для производства изделий из армирующих материалов: углеткани (карбона), кевлара, стеклоткани существует множество различных технологий (методов, способов). В зависимости от выбранного метода используется различное профессиональное оборудование и множество вспомогательных материалов. В данной статье мы постараемся описать преимущества и недостатки наиболее популярных и эффективных технологий, предоставить перечень материалов с оборудованием которое используется в зависимости от выбранной технологии.

1. Контактное (ручное) формование:

Одной из наиболее простых технологий изготовления композитов из армирующих материалов в технологическом плане является контактное формование в открытых формах.

Технология контактного формования заключается в следующем: на подготовленную определенным способом оснастку (матрицу) наносится кистью или распылителем защитно-декоративный слой (гелькоут). Гелькоут предназначен для формирования наружной поверхности будущего изделия. Как правило используется для подготовки поверхности изделия для дальнейшей окраски. Кроме того, гелькоут предохраняет изделие от пагубного влияния ультрафиолета, химически активных сред, воздействия воды. После высыхания гелькоута происходит формовка изделия. Вначале в матрицу укладывается предварительно раскроенный армирующий материал: стеклоткань, углеткань или другой тип наполнителя, выбор которого зависит от требований, предъявляемых к изделию. Затем, при помощи кисти или мягкого валика армирующий материал пропитывается связующим (смолой). Последний этап – прикатка еще не отвержденного ламината жестким валиком для удаления пузырьков воздуха из него. После отверждения, готовое изделие извлекается из формы и подвергается механической обработке: обрезка облоя — излишков пластика или отвержденной смолы по краям изделия; высверливание отверстий и т. д.

Связующие: любые смолы — эпоксидные, полиэфирные, винилэфирные, фенольные и другие;

Армирующие материалы: углеткань, стеклоткань и др.

Низкая стоимость, так как отсутствует сложное технологическое оборудование;

Широкий выбор материалов и их поставщиков.

Высокая вероятность получения воздушных пузырей в изделии, что может быть следствием низкой прочности уже готового изделия;

Высокое содержание смолы в изделии, что увеличивает массу и снижает прочность;

Качество изделия напрямую зависит от квалификации исполнителя;

Небезопасные условия труда.

2. Вакуумное формование:

Это технология производства композита, процесс которого аналогичен при контактном (открытому) формовании, но дополняется применением вспомогательных материалов (жертвенная ткань, вакуумная пленка) и источника остаточного давления (вакуумный насос). После пропитки армирующих материалов связующим на них укладываются вспомогательные материалы и покрывается вакуумной пленкой. В дальнейшем внутри вакуумного мешка создается остаточное давление которое способствует удалению излишков смолы и воздуха. Детали произведенные по этой технологии, отличаются высоким качеством (отсутствие воздушных пузырей), малой массой и высокой прочностью.

Читайте также:  Установка генератор 80а на классику

Связующие: в основном эпоксидные смолы;

Армирующие материалы: углеткань, стеклоткань и др.

Вспомогательные материалы: разделительная ткань, жертвенная ткань, вакуумная пленка, жгут герметизирующий;

Лучшее сотношение волокно/связующее, что благоприятно сказывается на прочности и массе готового изделия;

Получение наиболее гладкой поверхности;

Отсутствие воздушных пузырей;

Лучшее пропитывание материалов;

Увеличение номенклатуры материалов и соответственно увеличение себестоимости изготовления;

Более высокие требования к квалификации рабочих;

Небезопасные условия труда.

Вакуумная инфузия:

Технология вакуумной инфузии подразумевает собой доработанную технологию вакуумного формования, но основное отличие заключается в процессе пропитки материала. Если при вакуумном формовании пропитка материала осуществляется с помощью кисти или валика, а потом покрывается вакуумной пленкой и вакуумируется, то при вакуумной инфузии изначально делается вакуумной мешок с расположенном внутри материалом и пропитка осуществляется за счет создания вакуума внутри мешка. Данная технология является одной из самых популярных и может применяться при изготовлении практически любых изделий.

Связующие: в основном эпоксидные смолы;

Армирующие материалы: углеткань, стеклоткань и др.

Вспомогательные материалы: разделительная ткань, жертвенная ткань, вакуумная пленка, жгут герметизирующий, коннекторы, спиральная трубка;

Лучшее сотношение волокно/связующее, что благоприятно сказывается на прочности и массе готового изделия;

Получение наиболее гладкой поверхности;

Отсутствие воздушных пузырей;

Лучшее пропитывание материалов;

Экономия связующего вещества (смолы);

Возможность изготовления больших изделий;

Минимальное взаимодействие с вредными веществами.

Увеличение номенклатуры материалов и соответственно увеличение себестоимости изготовления;

Более высокие требования к квалификации рабочих;

Сложность разработки схемы пропитки при изготовлении крупногабаритных изделий;

Использование вакуумного оборудования.

Формование с подачей смолы (RTM — Resin Transfer Moulding ):

Технология формования с подачей смолы заключается в следующем: на подготовленные части формы (верхнюю и нижнюю) наносится защитный слой гелькоут, после его высыхания в форму укладываются материалы и форма закрывается. В верхнюю часть формы подается связующее. Связующее может подаваться как под малым давлением, так и с применением вакуума. После пропитки материала отверстие подачи смолы закрывается. В основном используется при давлении, так как улучшается пропитываемость материала в разы.

Связующие: при отсутствие давления могут применяться любые смолы. При давлении в основном используются эпоксидные;

Армирующие материалы: углеткань, стеклоткань и др.

Заполнители: любые, кроме сотовых, так как при подаче смолы под давлением соты могут быть разрушены.

Обе стороны изделия имеют гладкую поверхность с предварительно заданным рельефом;

Минимизированы отходы материалов;

Отсутствие воздушных пузырей;

Точные размеры и отличное воспроизводство изделий;

Лучшее пропитывание материалов;

Экономия связующего вещества (смолы);

Минимальное взаимодействие с вредными веществами;

Cокращение времени изготовления изделия в 3-5 раз;

Увеличение скорости оборачиваемости оснастки;

Уменьшение количества рабочих, снижение требований к квалификации при производстве.

Повышенная наукоемкость при проектировании оснастки;

Высокие начальные инвестиции;

Основное применение технологии при серийном изготовлении;

Использование оборудования для создания давления.

Автоклавное формование:

Автоклав это герметичная емкость с открываемой крышкой, в автоклаве возможно создание большого избыточного давления и температуры. Технология автоклавного формования заключается в следующем: на подготовленную оснастку обработанную гелькоутом укладывается специальная ткань препрег — это композиционный материал полуфабрикат, который изначально пропитан связующим. Оснастка укладывается в вакуумный мешок и помещается в автоклав. К ней подводится вакуумная линия. Автоклав герметично закрывается, нагнетается избыточное давление 5 — 8 атмосфер и нагревают до 100 — 180 *С в зависимости от выбранного препрега.

Автоклавное формование это самый дорогой способ изготовления композитов, но и полученные изделия имеют высокие прочностные характеристики. Как правило данная технология применяется при изготовлении специальных изделий в военной промышленности.

Армирующие материалы: препрег.

Вспомогательные материалы: жертвенная ткань, вакуумная пленка высокотемпературная, жгут герметизирующий, коннекторы;

Заполнители: При выкладке сэндвичей могут применятся любые заполнители, но они должны выдерживать высокие температуры, которые достигаются при отверждении..

Лучшее сотношение волокно/связующее, что благоприятно сказывается на прочности и массе готового изделия;

Получение наиболее гладкой поверхности;

Отсутствие воздушных пузырей;

Лучшее пропитывание материалов;

Экономия связующего вещества (смолы);

Отсутствие взаимодействия с вредными веществами.

Высокая стоимость оборудования;

Высокая себестоимость изделий из-за затрат на электроэнергию (создание давления и температуры);

Длительность изготовления изделий высока, что усложняет серийное изготовление;

Габариты изделия напрямую зависят от габаритов применяемого автоклава.

Более высокие требования к квалификации рабочих;

Высокая пожароопасность изза температуры, давления, кислорода.

источник