Препрег — полуфабрикат композиционного материала: волокнистый армирующий наполнитель с нанесённым с двух сторон связующим. Наполнитель чаще всего стеклянный или углеродный. Связующее бывает эпоксидным или другим реактопластом, например фенольным, а может быть и термопластичным — полиэтилен, ПЭТФ. От связующего зависит, каким препрег будет на ощупь: эпоксидный мягкий и липкий, на ПЭТФ жёсткий и скользкий.
Как изготавливают препрег
Самый удобный и распространённый способ — пропитка волокнистого материала расплавом связующего. Так сегодня делают большую часть препрегов. Второй способ — пропитка раствором связующего с последующей сушкой; технология устаревшая и малоэкологичная, но по ней всё ещё выпускают заметную долю материала.
Наибольшее распространение получили препреги на высоковязких эпоксидных смолах, изготовленные расплавным методом. Внешне это двусторонняя клейкая лента с защитными плёнками с одной или двух сторон. Другие виды препрегов применяют в специализированных областях.
Как из препрега получают деталь
Слой нужной конфигурации выкраивают по шаблону или на режущем плоттере, затем выкладывают на оснастку слой за слоем. Когда набрана нужная толщина, деталь либо формуют в прессе, либо собирают вакуумный мешок и отверждают в термошкафу или в автоклаве.
Смежные технологии: семипрег, RFI, «Sprint»
Семипрег — препрег с односторонней пропиткой. Родственны препреговой технологии также RFI и работа с «дублированным» препрегом («Sprint»).
Разница в том, как связующее соединяют с тканью. При расплавной пропитке сначала получают плёнку связующего заданной поверхностной плотности, затем ткань или ровинг помещают между двумя плёнками и прикатывают горячими валками. Для семипрега плёнку прикатывают только с одной стороны. Для дублированного препрега плёнку приклеивают к ткани холодными валками, и пропитки не происходит. В процессе RFI деталь собирают, чередуя отдельные слои волокнистого материала и отдельные слои плёнки связующего.
Дублированный препрег и RFI дают низкую пористость даже в толстостенных конструкциях: слои сухой ткани хорошо проводят воздух, выкладка легко вакуумируется, а при плавлении плёнки расплав инфузией уходит в волокно.
Схема технологического пакета
Пакет одинаков для печного и автоклавного отверждения, различается только способ создания давления. Слои снизу вверх, от оснастки к вакуумной плёнке:
| Слой | Назначение |
|---|---|
| Оснастка | Формообразующая поверхность |
| Разделительный слой | Антиадгезионное разделение препрега и оснастки |
| Препрег (заготовка детали) | Собственно материал детали |
| Жертвенная ткань | Дренаж, защита, шероховатость поверхности под склейку или окраску |
| Перфорированная плёнка | Дозированный отвод излишков связующего и воздуха |
| Цулага | Выравнивание давления, формирование геометрии поверхности |
| Дренажный материал | Отвод воздуха из-под мешка, впитывание излишков связующего |
| Вакуумная плёнка | Герметизация пакета, передача атмосферного давления |
| Герметизирующий жгут | Герметизация периметра мешка по оснастке |
| Вакуумный штуцер | Подключение вакуумной магистрали |
Схема меняется в зависимости от вида препрега и количества смолы в нём. При значительном газообразовании применяют паропроницаемые мембраны. Если ни газообразования, ни начальной пористости нет, прямо поверх препрега можно уложить неперфорированную разделительную плёнку.
Материалы для пакета в нашем каталоге
- Препреги: ResiFibe CP1212 «индустриальный» на углеткани, ResiFibe CP1515 «быстрого отверждения», CP1515 на стеклоткани. Все позиции — в разделе Препреги.
- Разделительный слой: полупостоянный состав СПЛИТ ППР-01 и другие разделительные составы.
- Разделительные плёнки, перфорированные и неперфорированные: раздел каталога.
- Жертвенная ткань: полиэфирная 85 г/м² и другие жертвенные ткани.
- Дренаж: ДВМ-140, полиэфирный дренажный материал 240 г/м².
- Вакуумная плёнка: плёнка 205 °C (рукав, полурукав, лист), плёнка 230 °C.
- Герметизирующий жгут: 205 °C, другие температуры.
- Вакуумный порт: винтовой ¼ 60-260, а также шланги, быстросъёмные соединения и зажимы.
Какой материал пакета задаёт верхнюю границу режима отверждения — в статье Формование препрега в печи. Подобрать пакет под вашу деталь поможет страница подбора материалов.
