Журнал "Композитный Мир" №2 (65) 2016

3

Колонка редактора

Дорогие друзья!

За прошедшие с начала года три месяца в стране и мире прошли две главные выставки по композитной тематике: Композит-Экспо в Москве и JEC World в Париже. В этом, на мой взгляд, кроме всех прочих, есть ещё один позитивный момент, а именно то, что прошедшие в начале года вы-ставки задают тренд на весь год. Становится понятным, какие идеи и тенденции будут превалировать, какие мате-риалы и технологии получили новое развитие, движется ли отрасль вперёд, топчется ли на месте или стагнирует?

Конечно, состояние композитной отрасли, как и любой другой неразрывно связано с общим состоянием эконо-мики. И если экономика в целом испытывает трудности, сложно ожидать, что изделия из композитных материалов будут востребованы более, чем какие-либо другие. Одна-ко, именно композитная отрасль, по моему мнению, могла бы стать если не самой приоритетной, то наиболее инно-вационной. Отраслью, способной на реализацию ярких, прорывных проектов, готовой продемонстрировать то бу-дущее, к которому мы хотим прийти.

Однако, на сегодняшний день я таких проектов не вижу. Нет ни одного крупномасштабного проекта, реализованного в серии. Только кессоны композитного крыла, перевозимые с места на место и непонятно, когда взлетящие в небо, про-тотипы композитных автобусов и трамваев, никак не могу-щие выехать из заводских цехов на улицы наших городов, да одинокий тральщик. А так все больше по мелочи.

Основным трендом, продемонстрированным в Париже, стали автоматизация производства композитных матери-алов и рециклинг. Производить много, быстро, серийно. И, как следствие, решать проблему с утилизацией. Это гово-рит о том, что мировая композитная отрасль готовится к качественно новому рывку.

Читайте с пользой!C уважением,

Ольга Гладунова

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ «КОМПОЗИТНЫЙ МИР»

# 2 (65) 2016

Дисперсно- и непрерывнонаполненные композиты: стеклокомпозиты, углекомпозиты, искусственный камень, конструкционные пластмассы, пресс-формы, матрицы, оснастка и т. д. — ТЕХНОЛОГИИ, РЕШЕНИЯ, ПРАКТИКА!

Регистрационное свидетельство ПИ № ФС 77-35049 Министерства РФ по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций от 20 января 2009 г.

Учредитель: ООО «Издательский дом «Мир Композитов»www.kompomir.ru

Директор:Сергей Гладунов[email protected]

Главный редактор:Ольга Гладунова[email protected]

Вёрстка и дизайн: Виктор Емельянов

По вопросам подписки: [email protected]

По вопросам размещения рекламы: [email protected]

Advertising:Maria [email protected]

Номер подписан в печать 5.04.2016

Отпечатано в типографии «Премиум Пресс» Тираж 3000 экз.Цена свободная

Адрес редакции:191119, г. Санкт-Петербург, ул. Звенигородская, д. 9/11Телефон/Факс: +7 (812) [email protected]

Адрес для корреспонденции:191119, г. Санкт-Петербург, а/я 152

Научные консультанты:

Лысенко Александр Александрович доктор технических наук, лауреат Государственной Премии в области науки и техники, профессор кафедры Наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов Государственного Университета Технологии и Дизайна, г. Санкт-Петербург

Красновский Александр Николаевич доктор технических наук, доцент, зав. кафедры композиционных материалов Московского Государственного Технологического Университета «Станкин»

Ветохин Сергей Юрьевич, исполнительный директор Союза производителей композитов, ведущий специалист по техническомурегулированию и стандартизации.

*За содержание рекламных объявленийредакция ответственности не несет.

При перепечатке материалов ссылка на журнал «Композитный Мир» обязательна.

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #2 (2016)

Содержание

ВЕСТНИК СОЮЗКОМПОЗИТ 9

ИНТЕРВЬЮ

Малый высокотехнологичный бизнес в решении стратегических задач 20

ОТРАСЛЬ

Carbon Studio переводит продажи в онлайн 24

Конференция «Применение композитных материалов в судостроении» 26

СОБЫТИЕ

Отчёт по итогам 9-й международной специализированной выставки «Композит-Экспо 2016» 28

Союзкомпозит на Композит–Экспо 2016 32

Отчёт по итогам конференции Союза производителей композитов 34

МАТЕРИАЛЫ

Бесстирольные смолы для метода релайнинга 38

примеры применения продуктов Scott Bader 44

Araldite — знаменитый, проверенный, надёжный 46

Модельные пасты RAKU-TOOL® 50

ОБОРУДОВАНИЕ

Режущий инструмент GARANT для обработки композитных материалов 54

Контрольно-диагностическое оборудование на международной выставкеКомпозит–Экспо 2016 58

ПРИМЕНЕНИЕ

Dots — новый способ светового оформления и дизайна 60

Арматура базальтопластиковая: характеристики, производство, применение 64

Горно-шахтное оборудование из композитов 74

Материалы кузова автомобиля Chevrolet Corvette — от стекловолокна к углеволокну 80

ТОЧКА ЗРЕНИЯ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ 86

КОМПОЗИТНЫЙ КАЛЕНДАРЬ 88

РЕКЛАМА В НОМЕРЕ 90

Содержание

КОМПОЗИТНЫЕМАТЕРИАЛЫ

Официальное изданиеСоюза производителей композитов

при поддержке журнала«Композитный мир»

В ЕС Т Н И КОТРАСЛИ# 02 (109) 2016# 03 (110) 2016

В НОМЕРЕ:

1. Деятельность Союза: Актуальные вопросы стандартизации трубной продукции композитной отрасли России 2. Новости отрасли: Автобусы, созданные при участии «Холдинговой компании «Композит», получили

международную премию JEC Innovation Award; углеродными лентами усилили мосты в Башкирии; «ВЕРТОЛЕТЫ РОССИИ» запустили роботизированный комплекс обработки изделий из полимерных композитных материалов; доля композитных материалов в самолете МиГ-35 выросла до 25%; в Минобороны России ведется разработка автодорожных разборных мостов-невидимок; композитный кессон для МС-21-300 прошёл испытания на прочность

3. Мировые новости: В Париже на православном храме установлен центральный купол, выполненный из композитного материала

4. Анонс: WORLDSKILLS RUSSIA 2016, отраслевые мероприятия Союзкомпозита на 2016 год

ВЫ РАБОТАЕТЕ. МЫ СОЗДАЕМ УСЛОВИЯ

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | март–апрель | 201610

1. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СОЮЗА

Актуальные вопросы стандартизации трубной продукции композитной отрасли России

2 марта 2016 года в Санкт-Петербурге состоялась научно-практическая конференция «Актуальные вопросы стандартизации и контроля качества от-ечественной трубной продукции, арматуры и насо-сного оборудования».

Мероприятие организовано ЗАО «Промышлен-ный Форум» при поддержке Комитета по энергетике и инженерному обеспечению Правительства Санкт-Петербурга, Подкомитета по развитию индустрии оборудования трубопроводных систем, Научно-Про-мышленной Ассоциации Арматуростроителей и Рос-сийской ассоциации производителей насосов.

В конференции приняли участие: председатель Комитета по энергетике и инженерному обеспече-нию Правительства Санкт-Петербурга Бондарчук Андрей Сергеевича, первый заместитель пред-седателя Комитета по энергетике и инженерно-му обеспечению Правительства Санкт-Петербурга Колесникова Ольга Васильевна, исполнительный директор Научно-Промышленной Ассоциации Ар-матуростроителей Тер-Матеосянц Иван Тигранович, руководитель Департамента технического регули-рования и метрологии Объединения юридических лиц «Союз производителей композитов» Гералтов-ский Александр Владимирович, а также представи-тели основных коммунальных предприятий города Санкт-Петербурга и производителей трубопровод-ной арматуры и насосного оборудования.

Гералтовский Александр Владимирович, в рам-ках расширенного заседания Рабочей группы по вопросам реализации мероприятий по импортоза-мещению, локализации и мерам поддержки петер-бургских и российских производителей оборудо-вания для энергетического комплекса, представил доклад на тему: «Создание системы нормативных технических документов, регламентирующих про-изводство и применение труб и деталей трубопро-водов из полимерных композитов».

Он рассказал о ключевых задачах деятельности Союза производителей композитов, в частности о работе, которая ведется Союзом совместно с за-интересованными организациями по созданию системы нормативных технических документов, ре-гламентирующих производство и применение из-делий из композитных материалов.

Поскольку применение труб и деталей трубопро-водов из полимерных композитов является одним из приоритетных направлений развития компо-зитной отрасли и отраслей-потребителей, то еще в 2008–2009 гг. Союзом была проведена большая предварительная работа по созданию комплекса национальных стандартов на трубы и ёмкости из реактопластов, армированных волокнами, гармо-низированных с международными и региональны-ми стандартами на аналогичные виды продукции.

В результате была подготовлена программа разра-ботки национальных стандартов. Общее название си-стемы стандартов — ГОСТ Р «Трубы и детали трубопро-водов из реактопластов, армированных волокном».

В рамках реализации настоящей программы в 2010–2015 годах были разработаны 39 проектов стандартов и 7 проектов сводов правил, регламен-тирующих производство и применение труб и дета-лей трубопроводов из полимерных композитов.

В целом Союзом производителей композитов про-водится масштабная планомерная работа по созда-нию благоприятных условий для производителей инновационной продукции композитной отрасли, направленная в том числе и на преодоление «барье-ров», связанных с отсутствием нормативных техниче-ских документов, регламентирующих производство и применение изделий из композитов.

www.uncm.ru, www.npa-arm.org

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | март–апрель | 2016 11

www.uncm.ru

2. новости отрасли

Автобусы, созданные при участии «Холдинговой компании «Композит», получили международную премию JEC Innovation Award

Нанотехнологический центр композитов (НЦК), вхо-дящий в «Холдинговую компанию «Композит», и вен-герская компания Evopro получили престижную меж-дународную награду JEC Innovation Award за разработку композитного кузова для городского автобуса.

Награждение победителей состоялась 8 марта на международной выставке JEC World 2016 в Париже. На церемонии позолоченная статуэтка — символ премии — была передана гендиректору НЦК Миха-илу Столярову, техническому директору наноцентра Петеру Молнару и главе Evopro group Чабе Месаро-шу. На выставке также был продемонстрирован один из автобусов, созданный в рамках проекта. Компо-зитный автобус самостоятельно проделал большой путь на крупнейшую в мире выставку в области ком-позитов — JEC Composites из Венгрии во Францию. Передвижение транспортного средства можно было отслеживать в социальных сетях. Там же размещено видео об испытаниях автобуса в разных погодных условиях, на заснеженных трассах и в ливень.

Проект производства композитных корпусов для автобусов был запущен в октябре 2014 года, когда венгерская инжиниринговая компания Evopro и НЦК договорились о совместной работе. Инжене-ры венгерской компании спроектировали автобу-сы семейства MODULO, а их коллеги из наноцентра разработали и внедрили технологию производства уникального самонесущего композитного кузо-ва для них. Использование композитов позволяет значительно упростить производство, снизить мас-су автобуса, а значит сократить расход топлива и объем выбросов.

Композитные кузовы производят на площадке НЦК в Технополисе «Москва», а окончательно ав-тобусы собирают в Венгрии. Сейчас завершается поставка в Венгрию пилотной серии из 50 кузовов.

За этот проект НЦК и Evopro получили премию Innovation Awards JEC World за 2016 год в номинации «Городской транспорт». Настоящая награда была учреждена в 1998 году.

www.hccomposite.com

Углеродными лентами усилили мосты в Башкирии

В Республике Башкортостан 12 автомобильных мостов усилили углеродными лентами FibArm для провоза многотонного оборудования, которое будет установлено на площадке ОАО «Газпром Нефтехим Салават». Производством данных углеродных лент занимается компания «Препрег-СКМ», входящая в структуру «Холдинговой компании «Композит».

Осенью 2015 года ОАО «Газпром нефтехим Са-лават» совместно с ООО «Транстерминал» осу-ществили провоз и доставку регенератора R-1103 весом в 410 тонн и стриппинг-реактором R-1102 весом в 275 тонн по территории Республики Баш-кортостан на площадку завода «Мономер», где создается новый комплекс акриловой кислоты и акрилатов. Груз весьма объемный — 9 метров в диаметре и до 10 метров в высоту.

Одним из ключевых условий успешного прохож-дения груза до пункта назначения стало усиление пролетных строений 12 путепроводов и мостов. С целью повышения несущей способности кон-струкций автомобильных мостов была применена разработка компании «Препрег-СКМ» — Система внешнего армирования на основе углеродных лент FibArm. Для усиления мостов было использовано рекордное для данного региона количество угле-родной ленты — более 10 км.

Необходимость и эффективность применения Системы внешнего армирования для увеличения несущей способности балок пролетных строений были доказаны и обоснованы проектной докумен-тацией и проведением оценочных расчетов, вы-полненных ООО «ПИК» (г. Омск). Для определения эффективности усиления пролетных строений композитными материалами были проведены ис-пытания двух мостов на воздействие временной нагрузки до и после усиления (длина пролетных строений 21,5 м). По данным расчетов и испытаний эффект от усиления составил 12–15%. Проектная документация по усилению мостовых конструкций прошла Государственную экспертизу.

Усиление пролетных строений путепроводов на участке автомобильной дороги Р-240 «Уфа–Орен-бург» в рамках реализации проекта перевозки круп-ногабаритного груза выполнила компания «Урал-Композит».


КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | март–апрель | 201612

«Двенадцать мостов были усилены в рекордно короткие сроки, благодаря уникальным характе-ристикам композитных материалов: удобству про-питки ткани, высокой адгезии к бетонным поверх-ностям и быстрому схватыванию. В нашей работе были использованы высокопрочная углеродная лента FibArm Tape 530/300, а также эпоксидный двухкомпонентный состав FibArm Resin 530+», —

рассказал генеральный директор компании «Урал-Композит» Максим Калимуллин.

«Применение Системы внешнего армирования на основе углеродных лент FibArm для усиления несущих конструкций мостов позволило в короткие сроки обеспечить необходимую несущую способ-ность для пропуска по ним сверхнормативных на-грузок», — рассказал директор по развитию бизне-са Михаил Столяров.

При транспортировке тяжеловесных грузов со-трудниками ООО «ПИК» был осуществлен монито-ринг напряженно-деформированного состояния мостовых сооружений в момент прохождения гру-зов. По результатам измерений определено, что все пролетные строения мостов работали в упругой стадии. Величины фактических прогибов не пре-вышали значений теоретических прогибов, полу-ченных расчетным путем.

www.plastinfo.ru

«ВЕРТОЛЕТЫ РОССИИ» запустили роботизированный комплекс обработки изделий из полимерных композитных материалов

В Арсеньевской авиационной компании «Про-гресс» им. Н.И. Сазыкина (ААК «Прогресс») холдин-га «Вертолеты России» (входит в Госкорпорацию Ростех) завершили монтаж и ввели в эксплуатацию современный роботизированный комплекс обра-ботки изделий из полимерных композитных мате-риалов (ПКМ). Предполагается, что наличие новой установки повысит эффективность заготовитель-ного производства примерно на 70%. Номенклату-ра деталей, производимых на роботизированном комплексе, составляет более 250 позиций из 23 ви-дов композитных материалов.

Комплекс для обработки деталей из ПКМ был создан инженерами авиационной компании «Про-гресс» при участии Дальневосточного федераль-ного университета (ДВФУ). Работу нового комплек-са проинспектировали представители холдинга «Вертолеты России» и ректор ДВФУ Сергей Иванец, прибывший на предприятие с рабочим визитом.

Резка материала осуществляется гидроабразив-ным способом: через сопло под очень высоким дав-

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | март–апрель | 2016 13

www.uncm.ru

лением (4000 атмосфер) подается вода с примесью абразивного материала, образуя высокоэнергетиче-ский поток. Поток воды и абразивных частиц, направ-ленный со скоростью, превышающей скорость звука в три раза, с высокой точностью обрабатывает заго-товку по заданной траектории, не создавая нагрева.

Комплекс состоит из ряда систем: робота, кото-рый при резке деталей работает в шести коорди-натах; системы создания высокого давления и по-дачи абразивного порошка; отдельной системы подготовки и фильтрации воды; пульта управления и системы управления технологическим комплек-сом, которая хранит информацию о типах деталей и видах материалов.

По словам управляющего директора ААК «Про-гресс» Юрия Денисенко, «ДВФУ является одним из главных партнеров в рамках проекта по реализа-ции программы модернизации производственных процессов завода». «В 2016 году мы инициировали новый проект по автоматизации литейного произ-водства на ААК «Прогресс» и подали совместную заявку на конкурс Министерства образования и на-уки», — подчеркнул Юрий Денисенко.

Работы по созданию роботизированного ком-плекса проводились в рамках гранта, выигранно-го по постановлению правительства РФ № 218 «О мерах государственной поддержки развития коо-перации российских вузов и организаций, реали-зующих комплексные проекты по созданию высо-котехнологичного производства».

www.minpromtorg.gov.ru

Доля композитных материалов в самолете МиГ-35 выросла до 25%

Для организации серийного производства само-лета МиГ-35, корпорация «МиГ» проводит комплекс-ную модернизацию производства в подмосковных Луховицах. Так в рамках реализации Федеральной целевой программы развития оборнно-промыш-ленного комплекса на Производственном комплек-се № 1 — филиале корпорации — завершили ре-конструкцию и модернизацию действующего цеха полимерных композитных деталей и агрегатов. Там происходит зарождение детали самолета: элеронов, закрылок, рулей, стабилизаторов, дефлекторов.

Специальная автоматизированная раскройная

машина изготавливает заготовки. Затем с помощью лазерных проекций на оснастку детали происходит выкладка заготовок. Так, слой за слоем, собирается обшивка самолета. После этого деталь «запекают» в вакуумном мешке под высоким давлением в спе-циальном автоклаве, рассказал начальник отдела композиционного производства.

Окончательная сборка самолета и проверка обо-рудования под током проходит в специальном сбо-рочном цеху. Сегодня в нем запущены сразу две ли-нии. Один поток — самолеты, которые собираются для иностранного заказчика. Вторая — линия сбор-ки МиГ-35 в интересах Министерства обороны РФ.

По данным экспертов, на самолете МиГ-29 доля композитных материалов составляла менее 1%, в то время как в современном МиГ-35 доля композитных материалов – до 25%.

www.plastinfo.ru

В Минобороны России ведется разработка автодорожных разборных мостов-невидимок

Военное ведомство России совместно с предприя-тиями промышленности ведет разработку новых ав-тодорожных разборных мостов-невидимок. Об этом рассказал в беседе с журналистами заместитель Ми-нистра обороны генерал армии Дмитрий Булгаков.

Мосты должны быть невидимыми для современ-ных средств обнаружения в целях повышения жи-вучести мостовой переправы.

Новые конструкции мостов создаются из компо-зитных и других инновационных материалов, что позволит снизить их общую массу, увеличить грузо-подъемность и длину пролетов, а также уменьшить временные показатели по сборке.

Кроме того, создание таких мостов должно сни-зить затраты на их обслуживание и увеличить сро-ки эксплуатации.

Предприятия промышленности ведут научно-ис-следовательские работы по улучшению тактико-технических и эксплуатационных характеристик автодорожных разборных мостов без привлечения государственных бюджетных средств.

В работах по созданию автодорожных разборных мостов будут задействованы специалисты Военной академии материально-технического обеспечения имени генерала армии А. В. Хрулева.

www.function.mil.ru

Композитный кессон для МС-21-300 прошёл испытания на прочность

Силовой кессон стабилизатора самолета МС-21-300 с успехом прошёл сертификационные прочност-ные испытания. ФГУП «ЦАГИ» подтвердил высо-кую надёжность конструкции, комплектующие для которой произведены на ОНПП «Технология» име-ни А. Г. Ромашина».


В ходе сертификационных статических испыта-ний кессон стабилизатора МС-21-300 с основой из крупногабаритных панелей из полимерных ком-позитных материалов производства ОНПП «Техно-логия» проверялся на птицестойкость, также была определена несущая способность исследуемой конструкции с нанесенными нормированными по-вреждениями, вплоть до разрушения.

«В рамках кооперации по созданию авиалайнера МС-21-300 предприятие Холдинга освоило серийное производство деталей кессонов киля и стабилизато-ра из полимерных композитных материалов, изгото-вив более 4000 образцов и фрагментов хвостового оперения. Отличительной особенностью стало ши-рокое внедрение автоматизированных технологий при изготовлении деталей из ПКМ на основе угле-родных наполнителей», — подчеркнул генеральный директор «РТ-Химкомпозит» Кирилл Шубский.

Самолет МС-21 — уникальный для России проект, подразумевающий разработку и внедрение техно-логий нового уровня, поскольку в этом авиалайне-ре доля конструкций из композитных материалов (ПКМ) составит от 30 до 40%.

www.plastinfo.ru

«Препрег-СКМ» наращивает производство

«Препрег-СКМ», входящая в структуру «Холдинго-вой компании «Композит», в течение 2016 года плани-рует увеличить на 50% производство высокотехноло-гичной продукции — разных номиналов технических тканей и препрегов на основе углеродного волокна для использования в авиастроении, судостроении и строительстве. В настоящее время на предприятии разработано более 200 наименований тканей из углеродного волокна и 25 артикулов препрегов.

Предприятие «Препрег-СКМ» по итогам 2015 года произвело 500 000 погонных метров равнопрочных и однонаправленных углеродных тканей, дизайнер-ских тканей, стеклоткани, углеродных сеток, а также 40 000 погонных метров мультиаксиальных тканей и 2500 кг препрегов. В течение 2016 года компания планирует увеличить объемы производства на 50% в рамках реализации программы импортозамещения, а также планов по реализации продукции на экс-порт. В 2015 году доля экспорта в структуре продаж компании составляла 6%. В 2016 году этот показатель планируется увеличить до 30%.

Углеродные полотна, мультиаксиальные ткани и препреги в составе композитных материалов отлича-ются необычайной легкостью, прочностью и коррози-онной стойкостью. Благодаря уникальным характери-стикам эти материалы востребованы в авиастроении, судостроении, автомобилестроении, строительстве, энергетике, трубопроводном транспорте, в производ-стве товаров народного потребления.

«Препрег-СКМ» располагает современным парком оборудования, соответствующим международным стандартам. Возраст производственных установок не превышает 5 лет. В числе конкурентных преиму-ществ компании также технологии производства европейского уровня и качества, низкая стоимость энергоресурсов и высококвалифицированный пер-сонал. Эти составляющие успеха позволяют на рав-ных конкурировать на международном рынке.

Продукцию компании в своих изделиях уже ис-пользуют производители яхт из Италии — компания Sanlorenzo и ее субподрядчики, а также итальян-ский дистрибьютор в судостроительном секторе компания T&T Metalli i Compositi, и дистрибьютер из Австрии компания Polychem.

В прошлом году «Холдинговая компания «Компо-зит» организовала в Чехии в городе Кладно склад 20 основных артикулов продукции, доступных к поставке в любую страну Евросоюза в течение 3–4 рабочих дней.

www.hccomposite.com

3. МИРОВЫЕ НОВОСТИ

центральный купол храма в парижеиз композитного материала

19 марта 2016 года во французской столице со-

стоялась торжественная церемония по случаю ос-вящения и установки центрального купола и креста на новый кафедральный храм Корсунской епархии, расположенный на набережной Бранли.

Традиционный для православной архитектуры купол «луковичной» формы представляет собой многослойную конструкцию из стеклокомпозита, изготовленную бретонской компанией Multiplast и позолоченную парижским ателье Gohard.

Композитная технология позволила не только существенно ускорить ход работ, но и более чем в пять раз снизить вес конструкции. При использо-вании традиционного деревянного или металли-ческого каркаса вес 12-метрового главного купола составил бы более 42 тонн, композитный же весит 8 тонн.

Все пять куполов покрыты тончайшим слоем золото-платинового сплава, имеющего светлый и чуть матовый оттенок, известный специалистам как «Лунное золото». Для их позолоты потребовалось более 90 тыс. листочков, размером 8х8 см., каждый из которых наносился вручную.

www.tass.ru

16 КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТРАСЛИ | март–апрель | 2016


4. АНОНС

Для справки: WorldSkills International (WSI) — международное

некоммерческое движение, целью которого явля-ется повышение престижа рабочих профессий и развитие профессионального образования путем гармонизации лучших практик и профессиональ-ных стандартов во всем мире посредством орга-низации и проведения конкурсов профессиональ-ного мастерства, как в каждой отдельной стране, так и во всем мире в целом.

КОМПЕТЕНЦИЯ — профессия, по которой прово-дятся соревнования по стандартам WorldSkills для выявления и оценки способностей участника успеш-но действовать на основе умений, знаний и практи-ческого опыта при выполнении конкурсного задания и решении задачи профессиональной деятельности.

Россия присоединилась к движению WorldSkills в 2012 году, которое сразу получило широкое разви-тие в Московской области.

Сегодня движение WorldSkills Russia в Московской области — это: более 28 ресурсных центров и от-ветственных площадок; 93 компетенции, из них 17 — JuniorSkills; более 800 участников; более 300 квалифи-цированных экспертов; 4 международных эксперта.

Отраслевые мероприятия Союзкомпозита на 2016 год

В 2016 году Союзом производителей композитов запланирована организация и проведение не менее 5-ти отраслевых мероприятий, в том числе прово-димых по заказу Министерства и промышленности и торговли Российской Федерации в рамках реализа-ции подпрограммы «Развитие производства компо-зиционных материалов (композитов) и изделий из них» государственной программы Российской Феде-рации «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности».

К участию в мероприятиях приглашаются все за-интересованные организации и специалисты ком-позитной отрасли и отраслей-потребителей.

Информация о предстоящих мероприятиях бу-дет размещена на сайте Союза (www.uncm.ru), в от-раслевом вестнике и ключевом издании отрасли – журнале «Композитный мир».

Редактор: Пунина Мария [email protected], г. Москва, а/я 49Телефон/факс: +7 (495) 786-25-36www.uncm.ru

УважаемыЕ коллеги!

С 23 по 27 мая 2016 года в Москве, в МВЦ «Кро-кус-Экспо» пройдет Финал IV Национального Чем-пионата «Молодые профессионалы» (WORLDSKILLS RUSSIA 2016).

На чемпионате будет представлена новая компе-тенция № 71 ТЕХНОЛОГИИ КОМПОЗИТОВ.

В 2016 году по инициативе Союза производителей композитов и МГТУ им. Н. Э. Баумана совместно с заин-тересованными организациями и экспертами компо-зитной отрасли введена в перечень профессий (ком-петенций) WorldSkills Russia новая презентационная компетенция № 71 ТЕХНОЛОГИИ КОМПОЗИТОВ.

Компетенция ТЕХНОЛОГИИ КОМПОЗИТОВ представ-ляет собой набор инженерных, производственных, технологических и организационных приёмов, ин-струментов и навыков, задействованных в проек-тировании, технологической подготовке, изготов-лении и испытании изделия из композиционных материалов (композитов) командой взаимодопол-няющих специалистов.

Компетенция ТЕХНОЛОГИИ КОМПОЗИТОВ модели-рует работу опытного композитного производства, сочетающего компетенции инженерных и рабочих кадров.

К участию в WORLDSKILLS RUSSIA 2016 приглаше-ны: Президент Российской Федерации В.В. Путин, представители Правительств субъектов РФ, орга-нов исполнительной власти, Союза «Ворлдскиллс Россия», ведомств Московской области и регионов, учреждений профессионального образования Мо-сковской области и субъектов РФ, международные эксперты и др.

Смолы и отвердители

� Полиэфирные смолы для RTM и инфузии� Трудногорючие полиэфирные смолы� Полиэфирные смолы общего назначения� Винил эфирные смолы� Эпоксидные смолы� Перекиси� Эпоксидные отвердители

Адгезивы

� Полиэфирные клеящие пасты� Эпоксидные клеи� ММА адгезивы

Разделительные составы

� Полупостоянные разделители� Грунты для форм� Грунты для мастер моделей� Очистители для форм

Оборудование

� RTM машины� Оборудование для вакуумной инфузии� Вакуумные насосы� Комплектующие для RTM форм� Пленки и расходные материалы для вакуумирования� Ножницы и режущий инструмент

Материалы для производства форм

� Полиэфирные смолы для форм� Эпоксидные смолы для форм� Эпоксидные пасты для форм� Гелькоуты и скинкоуты для форм� Модельные плиты� RTM формы

Гелькоуты и пигменты

� Полиэфирные гелькоуты для напыления и нанесения кистью� Трудногорючие полиэфирные гелькоуты� Эпоксидные гелькоуты для напыления и нанесения кистью� Пигментные пасты

Материалы для сандвич конструкций

� Наполнители для закрытого формования� Наполнители для ручного формования� Ровинговый наполнитель� Пробковый наполнитель

Армирующие материалы

� Флоу маты для RTM и инфузии� Стекло и углеродные мультиаксиальные ткани� Стекло и углеродные ткани� Рубленные стекломаты� Ровинги для напыления, пултрузии и намотки

Поставщик сырья, оборудования и расходных материалов для производства

композиционных материалов

ООО Банг и Бонсомер, МоскваОтдел композиционных материаловТелефон: +7 (495) 258 40 40 доб. 116Факс: +7 (495) 258 40 39e-mail: [email protected]

ЧАО Банг и Бонсомер, КиевОтдел композиционных материаловТелефон: +380 44 461 92 64Факс: +380 44 492 79 90e-mail: [email protected]

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #2 (2016)20

Подробнее о развитии высокотехнологичного производства рассказал директор «ИК-Технологии» Артём Маланюк.

— «ИК Технологии» — представитель развивающе-гося сегмента высокотехнологичных компаний ма-лого и среднего бизнеса. Расскажите, пожалуйста, подробнее о деятельности компании.

— Компания «ИК-Технологии» входит в Группу ком-паний «Композитные решения» и представляет её производственно-инжиниринговое направление. Область деятельности компании — от разработки полимерных композиционных материалов (ПКМ) с заданными свойствами по тех. заданию заказчи-ка, до производства готовых изделий (деталей и узлов машин и механизмов) из высокотехнологич-ных ПКМ. Сегодня «ИК-Технологии» — это компания полного цикла, имеющая возможности как для са-мостоятельной реализации проекта под ключ, так и для участия в реализации при партнёрстве с от-ветственными организациями.

В настоящее время компания обладает опытом работы по всем существующим технологиям пере-работки композиционных материалов (углепласти-ков, органопластиков, стеклопластиков на основе различных высокомодульных волокон с термопла-стичными и термореактивными связующими): от вакуумной инфузии и RТМ-технологии до процесса формования методом горячего прессования, при котором обеспечивается удельное давление прес-сования 100 кг/см2 и подогрев форм до 350°С.

Развивая деятельность на основе собственных экспериментальных данных и научных разрабо-ток, специалисты компании, используя новейшие достижения, добились уникальных результатов в области механической обработки полимерных ком-позиционных материалов (ПКМ). В частности, на сегодняшний день мы производим высокоточную обработку изделий из ПКМ при производстве под-шипников — 6–7 класса точности и шероховатости поверхности Ra 0,8. Хотя, всем известно, что до-биться таких результатов на композиционных ма-териалах крайне сложно.

Малый высокотехнологичный бизнес в решении стратегических задач Правительство России утвердило перечень 90 крупнейших российских компаний («Газпром», РЖД, «Аэрофлот», «Уралвагонзавод», «Русгидро», «Ростелеком» и другие), которые будут обязаны закупать инновационную и высокотехнологичную продукцию у субъектов малого и среднего предпринимательства. Впрочем, интеграционные процессы в данном направлении уже давно ведутся самими участниками рынка. Один из примеров — петербургская компания «ИК-Технологии», реализующая ряд значимых проектов в области судостроения для предприятий ОПК, а также энергетики.

[email protected] (800) 500-76-93www.compositesolutions.ru

Интервью

КОМПОЗИТНЫЙ МИР #2 (2016) 21

500 кг из труднообрабатываемых ПКМ.Высокоскоростной токарно-фрезерный центр по-

зволяет обрабатывать точные детали сложной формы из ПКМ, преимущественно подшипники скольжения.

Промышленная печь для отверждения всех ти-пов препрегов и постотверждения готовых изделий объёмом 4,5 м³ имеет систему контроля Supervision Software для полного технологического контроля производственного цикла. Она также имеет возмож-ность подключения нескольких вакуумных мешков и контроля температуры на изделии.

Также имеется оборудование напыления силико-на FirstAlanHarper для производства многоразовых мембран формообразующей технологической ос-настки. Модель рассчитана для нанесения силико-нов платинового отверждения. Возможна плавная (бесступенчатая) регулировка подачи материала —от 10 до 2000 см3/минуту с помощью моноблочного резервуара подачи материла.

Оборудование с контролем расхода для дозиров-ки и смешивания двухкомпонентных полимерных материалов имеет дозирующие насосы высокой точности, снабжено специальной смешивающей головкой LC5 и обладает производительностью го-тового состава от 0,5 до 1,5 кг/мин.

Также производство оснащено эксперименталь-ной установкой для склейки материалов, позволя-ющей производить нагрев до 200°С и обеспечива-ющей давление до 3-х бар.

Таким образом, технологическая и техническая базы позволяют предприятию производить изде-лия из ПКМ методами:• вакуумные процессы формования

горячим отверждением в печи;• прямое горячее прессование

на гидравлических прессах;• намотка с последующей полимеризацией,• вакуумная инфузия холодным отверждением;• классический процесс RTM (инжектирование

в форму) и (SQ)RTM;• процесс формования методом горячего

прессования (удельное давление прессования 100 кг/см2, подогрев форм до 350°С), работа ведётся только с эпоксидными связующими;

Сформированные компанией компетенции по-зволяют нам производить различные детали и узлы из высокотехнологичных ПКМ для аэрокос-мического сектора, судостроения и специального машиностроения.

— Портфель заказов компании является примером успешной интеграции в производственную цепоч-ку крупнейших предприятий ОПК и энергетики. Расскажите о наиболее значимых проектах.

— В настоящее время среди заказчиков компании такие структуры, как: ОАО «Производственное объ-единение «Севмаш», ОАО «Пролетарский завод», ЦНИИ «Электроприбор», АО «Интеграл» (ГК «РО-СТЕХ»), ПАО «РусГидро» и другие.

Одним из перспективных направлений работы с предприятиями судостроения и гидроэнергетики является применение углепластиков УГЭТ и ФУТ. Это высокопрочные, износостойкие материалы, одним из важных преимуществ которых является геоме-трическая стабильность в воде и других агрессив-ных средах. То есть, они, в отличие от многочислен-ных материалов класса полиамидов и зарубежных материалов на полиуретановой основе, при дли-тельной эксплуатации в воде не набухают и не из-меняют свои размеры и свойства. Плюс, примене-ние деталей трения из полимерных композитов со смазкой водой взамен металлических со смазкой маслом позволяет повысить их ресурс, упростить обслуживание, ликвидировать сложную систему смазки и исключить загрязнение воды.

Если говорить о гидроэнергетике, то и здесь ры-нок большой в связи с заменой и модернизацией гидроагрегатов 50–60 годов, с использованием но-вых деталей и узлов, с применением более прогрес-сивных композитных материалов. В частности, это и подшипники цапф лопаток направляющего аппа-рата гидравлических турбин, и втулки рычагов, и упорные планки механизма поворота лопаток на-правляющего аппарата (НА), и втулки сервомото-ров гидротурбин, и сегменты подшипника вала ги-дротурбины, и сектора торцевых уплотнений вала гидротурбины, и подшипники вала и кольца торце-вых уплотнений вала насосов и другие. По данно-му направлению среди заказчиков — АО «Гидроре-монт» (входит в струтуру ПАО «РусГидро») и другие.

— Артём, столь высокий статус заказчиков — это вы-сокая ответственность «ИК-Технологии» как испол-нителя, в том числе в плане оснащённости необхо-димым под определённые задачи оборудованием. — Компания имеет высокотехнологичную производ-ственную базу и всё оборудование подготовлено для обработки ПКМ. Наш парк включает высокопроизво-дительный вертикальный обрабатывающий центр, способный обрабатывать заготовки до 2500 кг из ста-ли, алюминия, композитных материалов, графита.

Высокоскоростной фрезерный обрабатывающий центр позволяет обрабатывать заготовки весом до

Интервью


— Для снижения негативного воздействия на эколо-гию и улучшения условий труда компания предпри-нимает ряд превентивных мероприятий. Во-первых, в рамках разработки технологических процессов по каждому изделию ставка делается на снижение его материалоемкости. То есть, ещё на стадии раз-работки будущих изделий и форм решается задача по обеспечению производства заготовок с мини-мальными объёмами для механической обработки.

Во-вторых, процесс механической обработки по возможности производится с применением СОЖ. Где нет такой возможности, используется специальная система вытяжки с фильтрацией воздуха, позволя-ющая выводить из области обработки взвешенные частицы материала.

• препреговое формование в печи;• механическая обработка ПКМ с различным

армированием с повышенной точностью, с размером изделий 2000х1000 мм.;

• разработка и производство форм для процессов формования (RTM и SQRTM).

— Артём, Вы отметили, что компания предоставля-ет инжиниринговые услуги, можно на этом остано-виться подробнее?

— Инжиниринговые услуги в области производства изделий из полимерных композиционных материа-лов на развивающемся высокотехнологичном рын-ке — одно из актуальных направлений, призванных развивать новые эффективные производства на базе современных технологий. С нашей стороны оно обеспечивается парком оборудования и ком-петенцией специалистов.

В комплекс услуг, оказываемых техническим от-делом, входит:• Подбор технологии изготовления изделий

из ПКМ по эскизам и чертежам заказчика;• Подбор материалов и оборудования

для изготовления изделий из ПКМ;• Предварительное консультирование

по характеристикам и технологическим особенностям материала;

• Доработка 3D-моделей изделий;• Разработка производственного цикла изделия

и оформление технической документации;• Изготовление мастер-моделей;• Проектирование и изготовление оснастки.

В рамках данного направления «ИК-Технологии» сотрудничает с ведущими мировыми и российскими компаниями и институтами.

— Производство изделий из композиционных матери-алов, впрочем, как любое производство, сопряжено с нагрузкой на экологию и высокими требованиями к охране труда. Как решаются данные вопросы?

Интервью

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ «ИК-ТЕХНОЛОГИИ»

• Решение задач имортозамещения в области разработки и создания современных ПКМ для судостроения, авиастроения, энергомашиностроения.

• Испытания новых материалов на базе собственной лаборатории (физико-механические и триботехнические свойства) с возможностью дальнейшей сертификации.

• Производство многослойного материала на основе тканей, нетканых материалов, сот.

• Производство изделий из ПКМ (экспериментальные разработки, серийное производство): различные технологии.

• Механическая обработка и производство изделий из композиционных материалов.

• Механическая обработка в металлообрабатывающем производстве.


Компания CarbonStudio, входящая в состав ГК «Композитные решения», объявляет об открытии соб-ственного интернет-магазина, где доступна широкая линейка композитных материалов.

Онлайн-магазин доступен по адресу www.carbonstudio.ru, здесь представлены конструкционные, угле-родные и стекломатериалы, а также арамидные ткани, эпоксидные смолы и гелькоуты, имеется большой выбор вспомогательных товаров для различных технологий формования.

В первую очередь, продукция может быть интересна физическим лицам, которые занимаются авто и мототюнингом, спортом, созданием катеров и различных аксессуаров. Также представленные в интернет-магазине композитные материалы могут применяться в медицинской сфере, авиа- и судостроении, ветро-энергетике, космической промышленности.

«Сектор интернет-торговли, несмотря на кризисные явления в стране, продолжает расти. Мы предла-гаем своим клиентам экономию их времени при покупке, а также удобство пользования новым серви-

переводит продажи в онлайн www.carbonstudio.ru

Отрасль

Компания CarbonStudio предлагает на российском рынке инновационные материалы и оборудование для производства композитных изделий. Основное направление — это углепластики, орга-нопластики и высококачественные стеклопластики для различных областей их применения. Материалы успешно используются в авиации, судостроении, ве-троэнергетике, космической промышленности, ме-дицинской индустрии, авто- и мототюнинге.Ассортимент компании: различные армирующие материалы на основе углеродных, арамидных и сте-кловолокон, эпоксидные системы для всех методов формования и применения, сэндвич-панели, ком-позитные структуры, препреги. Оборудование: ва-куумные насосы, вакуумные станции для процесса RTM и RTM-LIGHT и вакуумной инфузии, автоклавы для композитов, гидравлические пресса для горяче-го формования и многое другое.

Дополнительная информация:

сом. По нашей оценке, уже в этом году объем реализованной продукции в интернет-магазине будет составлять треть от общего оборота компании», — говорит Мария Савостьянова, генеральный директор CarbonStudio.

Основными клиентами интернет-магазина на первой ста-дии его развития станут жители Москвы и Санкт-Петербурга. Тем не менее, возможность приобрести товар есть, в том числе, и у представителей ближнего зарубежья. Важным мо-ментом, который выделяют создатели интернет-магазина, является возможность получения полноценной технической консультации по всем категориям товаров, а также по про-изводственным процессам при их применении. Ассортимент представленных товаров в онлайн-магазине CarbonStudio с течением времени будет расширяться.

Отметим, что по данным Ассоциации компаний интернет-торговли, в 2015 году рынок e-commerce в России вырос на 7% по сравнению с 2014 годом и в денежном выражении достиг 760 млрд рублей. В композитной отрасли тренд на реализацию товаров и материалов в интернете стал активно развиваться в последний год.


Конференция ставит перед участниками конкрет-ные задачи — выработать стратегию в рамках отрас-ли и санкт-петербургского композитного кластера по внедрению композиционных материалов и изделий из них в гражданском и военном судостроении; опре-делить научно-технические направления по разра-боткам, исследованиям и применению полимеров и композитных материалов для решения инновацион-ной индустриализации современного судостроения и импортозамещения; выявить основные проблемы, препятствующие увеличению спроса на примене-ние композитных материалов и изделий и совместно определить возможные пути их решения.

ВАДИМ ЗАЗИМКО Генеральный директор УК «Композитный Кластер Санкт-Петербурга»

Возрастающие потребности таких наукоемких на-правлений, как авиастроение, судостроение, атомная промышленность, освоение космоса, Арктики, да и традиционных сфер жизнедеятельности — строи-тельство, ЖКХ, благоустройство — выявляют обще-мировую тенденцию по широкому применению ком-позиционных материалов. Для России же развитие компетенций в данной области пока ограничивается возможностями проведения соответствующих ис-следований, экспериментов, испытаний и дальней-шей сертификации материалов. Это сказывается на активности внедрения перспективных материалов в новых видах техники, строительстве и других сферах. Также информационная политика государственных структур, государственных компаний и бизнеса не имеют единой направленности и не позволяет в пол-ной мере отражать возможности композиционных материалов в различных областях и, самое главное, не дает четкого представления об имеющихся у нас компетенциях. Поэтому крайне важно сейчас, чтобы специалисты, ученые, представители власти, про-

мышленники, малый и средний бизнес объединились в обсуждении стратегии развития композитного на-правления в судостроении, используя огромный по-тенциал организаций Санкт-Петербурга, имеющих большие компетенции в этой сфере. Именно скоор-динированность, системность развития композитно-го направления позволят добиться высокого эффек-та в судостроении.

ВЛАДИМИР СЕРЕДОХО Генеральный директор АО «СНСЗ»

Доля композитных материалов в перспективных проектах как гражданского, так и военного судо-строения перешагнула определенную границу, по-сле чего это стало одним из основных направлений развития. Роль инновационных материалов для нас — это повышение эффективности перевозок водным транспортом, снижение эксплуатационных затрат и повышение срока службы судна. Компо-зитные материалы, по сравнению с «традицион-ными» сталью и алюминием, при тех же прочност-ных характеристиках существенно выигрывают по массогабаритным. Плюс, легкая надстройка из композитных материалов — это не только сниже-ние собственного веса судна и обеспечение более высокой грузоподъемности, но и, что в морской на-вигации очень важно — более высокие мореходные качества. К сожалению, более активному развитию внедрению композиционных материалов в судо-строении и привлечению бизнеса в разработки для судостроительной отрасли в настоящее время препятствует ряд моментов. Это отставание норма-тивно-правового обеспечения, регламентирующего применение композитов в судостроении; это высокая зависимость от ряда импортных материалов, обеспе-чить которыми отечественная химическая промыш-ленность пока не может; а также это несоответствие образовательных программ запросам отрасли.

Отрасль

Конференция «Применение композитных материалов в судостроении»объединение государства, бизнеса и науки в решении задач по развитию компетенций в высокотехнологичных отраслях

14 апреля в Санкт-Петербурге в рамках «Российской недели современных материалов и технологий» («Ленэкспо», 12–15 апреля 2016 г) пройдет Научно-практическая Конференция «Применение композитных материалов в судостроении». Мероприятие нацелено на обсуждение актуальных вопросов развития наукоемких отраслей экономики и решение стратегических задач обеспечения технологической независимости страны. В его работе примут участие представители Минпромторга России, Экспертного совета при Коллегии Военно-промышленной комиссии, Комитета по промышленной политике и инновациям Санкт-Петербурга, а также ведущих организаций в области композитных материалов и судостроения: ОАО «ОСК», ФГУП «Крыловский государственный научный центр», ОАО «Средне-Невский судостроительный завод», ИВС РАН, ГК «Композитные решения, ЗАО «НТЦ Прикладных нанотехнологий», Завод по переработке пластмасс имени «Комсомольской правды» и многие другие.


ДМИТРИЙ КОЛОДЯЖНЫЙ Вице-президент Объединенной судостроительной корпорации по техническому развитию

Композитные материалы уже нашли широкое при-менение в судостроении, однако сохраняется боль-шой потенциал дальнейшего роста. Это ставит ряд вопросов, которые требуют обсуждения и решения с ключевыми игроками отрасли: методы проектиро-вания материалов с заданными свойствами, методы производства деталей из композитов, минимизация ущерба окружающей среде на этапах производства и утилизации деталей из композитов. Есть и проблемы. Например, одна из них, имеющая общий характер, в том, что новые технологии, с точки зрения их готов-ности к применению, всегда обгоняют нормативную базу для их использования. Если нам удастся прео-долеть, или хотя бы минимизировать этот разрыв, то сфера применения и объемы композитных материа-лов в отрасли существенно возрастут. Полагаю, что обсуждение на конференции указанных вопросов и поиск решений даст большой эффект для отрасли.

АЛЕКСЕЙ ЗАОСТРОВСКИЙ Исполнительный директор ГК «Композитные решения»

Сейчас стало очевидно — необходимо развивать компетенции внутри страны, в том числе с при-влечением малого и среднего бизнеса. На это на-целена и стратегия, реализуемая руководством страны. В частности, в конце марта Правительство России утвердило список из 90 компаний и органи-заций, которые обязаны закупать инновационную и высокотехнологичную продукцию у предприятий

малого и среднего бизнеса. Но чтобы обеспечить данный спрос, действительно качественной инно-вационной продукцией необходима консолидация и развитие центров компетенций на условиях объ-единения бизнеса, корпораций, науки и органов власти вокруг отдельных отраслевых задач. Вне-дрение композитных материалов в судостроение — как раз одна из них. В дальнейшем данный проект из пилотного сможет тиражироваться на другие от-расли и направления.

СЕРГЕЙ ЛЮЛИН Директор ИВС РАН, д.ф.–м.н., профессор РАН

Тема конференции чрезвычайно актуальна, по-скольку своевременное внедрение новейших поли-мерных композиционных материалов с контролиру-емыми свойствам определяет успех инновационного развития большинства отраслей индустрии, и, в пер-вую очередь, автомобилестроения, кораблестроения и ракеторстроения. Внедрение полимерных компози-тов является основным приоритетом инновационно-го развития таких компаний, как «Объединенная су-достроительная корпорация». Подчеркну, что требует внимания не только внедрение новых технологий, но и разработка отечественных полимерных связующих. На федеральном уровне необходима поддержка бо-лее глубокой переработки добываемого сырья, глав-ным образом, добываемых углеводородов. Основные отрасли нефтехимии основаны на такой переработке. При таком подходе станут востребованы не только прикладные знания, но и достижения фундаменталь-ной науки, что в конечном счете приведет к решению проблем импортозамещения основных материалов, необходимых для производства композитов.

Отрасль

Научно-практическая Конференция «Применение композитных материалов в судостроении» состоится 14.04.2016 в 11:00 в Конференц-зале Ленэкспо (Большой проспект В.О. д. 103, павильон №4).

Для участия в конференции необходимо пройти регистрацию на сайте www.compositesolutions.pro, либо связаться с оргкомитетом Конференции: 8(911)9716641, [email protected] — Ксения Пантелеймонова

Отчёт по итогам 9-й международной специализированной выставки

«Композит-Экспо 2016»

Девятая международная специализированная выставка «Композит-Экспо», организованная Выставочной Компанией «Мир-Экспо» совместно с Союзом производителей композитов, прошла с 17 по 19 февраля 2016 года в МВЦ «Крокус Экспо».

115533, Россия, Москва, Хлебозаводский проезд, 7, стр.10Тел./факс 8 495 988-16-20 | E-mail: [email protected] | www.mirexpo.ru

Событие


Несмотря на сложившуюся экономическую ситу-ацию и колебания валютного курса, рынок компо-зитных материалов и оборудования в России про-должает динамично развиваться. На сегодняшний день перед отечественным производством встаёт задача улучшения своей конкурентной позиции с целью возможного импортозамещения, а высо-кий валютный курс только подстёгивает компании к достижению данной цели: идёт активный поиск альтернативных материалов, новых ниш, освоение новых продуктов. Ошибочно было бы думать, что курс на импортозамещение отменяет импорт обо-рудования, так как одной из главных трудностей развития компаний в России является его нехватка, а также отсутствие технологии производства инно-вационных продуктов.

«Композит-Экспо» — это ведущее мероприятие композитной отрасли в России, на котором широко представлен полный спектр производителей сырья, оборудования и готовых изделий из композитных материалов. В 2016 году по количеству занимаемых площадей выставка выросла на 5%, а также при-влекла на 7% больше посетителей, чем в прошлом году: около 9 000 специалистов. В выставке приня-ли участие 123 компании из 19 стран (Австрия, Бель-гия, Великобритания, Германия, Испания, Италия, КНР, Литва, Люксембург, Македония, Нидерланды, Польша, Республика Беларусь, Россия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швеция, Япония).

Среди постоянных экспонентов выставки: «Инсти-тут новых углеродных материалов», «Композитные ре-шения» ООО (Карбон Студио), «СТЕВИК CAC», ООО «Эр-бас Груп Инновейшнс Ск», «Акзо Нобель Н.В.», «Банг и Бонсомер», «Джуши групп», «МИКРОСАМ А.Д.», «Ларч-филд Лтд.», «Эйртех Юроп Сарл», БауТекс, ОАО «П-Д Татнефть-Алабуга Стекловолокно», ООО «Эвоник Хи-мия», ООО «Дугалак», ЗАО «Электроизолит», ОАО «ОСВ Стекловолокно», ЗАО «Институт новых углеродных ма-териалов», ОАО «СветлогорскХимволокно», ООО «ИН-ТРЕЙ Химическая Продукция», ОАО «КАМТЭКС-ПОЛИ-ЭФИРЫ», ООО «Полимерпром», ЗАО «Авиационный Консалтинг-ТЕХНО», ООО «СКМ Полимер», «Ступин-ский завод стеклопластиков», «Лавесан Срл», «БИК Хеми ГмбХ», «БМП Технолоджи», «Мелитэк», «Шан-донг Файбергласс Групп Корп», и др.

Впервые приняли участие в выставке ООО «Нева Технолоджи», «Смоленский композитный кластер», ЗАО «Хоффманн Профессиональный Инструмент», ОАО «Центральный научно-исследовательский инсти-тут специального машиностроения», ООО «Аттика», «Бретон», ООО «Волгоградпромпроект», АО «Гамбит», «Завод герметизирующих материалов», «Коатема Ко-утинг Машинери ГМБХ», «ИНТЕРДЕК», ФГУП «Крылов-ский государственный научный центр», «Курганхим-маш» и другие. Полный список участников выставки можно найти на сайте www.composite-expo.ru

Ряд участников представил новые технологии и образцы продукции:

«Крыловский Государственный Научный Центр» — один из ведущих российских инжиниринговых цен-тров в области судостроения, представил на выстав-

ке новую разработку конструкции грузовой ёмкости мембранного типа для хранения и перевозки морем сжиженного природного газа, обеспечивающей по-вышение теплоизоляционных свойств ёмкости и надёжности конструкции. Были представлены прин-ципиально новая конструкция виброизолирующих соединительных композитных муфт с повышенным вибропоглощением и композитные опорные фунда-ментных рамы под энергооборудование с высокими демпфирующими характеристиками.

«Смоленский композитный кластер» — федераль-ный отраслевой научный, образовательный и про-мышленный центр по изделиям из композитных ма-териалов, объединяет промышленные предприятия, научно-образовательные учреждения, государствен-ные структуры, инжиниринговые и сервисные орга-низации, взаимодействующие в сфере разработки и создания изделий из композитных материалов. Пред-приятиями кластера на выставке были представлены следующие уникальные технологии производства для различных отраслей промышленности: • технология производства трёхмерных, тканых и

нетканых текстильных структур и полимерных композитных материалов на их основе, преформ для производства элементов ветрогенераторов, изделий для автомобильной промышленности и судостроения;

• технология получения и производства деталей и конструкций из полимерных композитов для ды-мовых труб, эксплуатируемых в условиях агрес-сивной среды;

• технология и конструктивные решения для про-изводства крупногабаритных ударопрочных из-делий для использования в транспортной и пи-щевой промышленности.

Завод углеродного волокна «АЛАБУГА-ВОЛОКНО»,

Событие


прочность, широко может быть использован в про-изводстве мебели, автомобилестроении, судостро-ении и строительной отрасли.

17 февраля в Конференц-зале №2, павильона №1, прошла 9-я научно-практическая конференция «Современное состояние и перспективы развития производства и использования композитных мате-риалов в России», организаторами которой высту-пают Союз производителей композитов совмест-но с ООО «Выставочной Компанией «Мир-Экспо». Конференция привлекла внимание более 550 слу-шателей. Столь внушительное количество было достигнуто не только благодаря web-трансляции мероприятия в режиме реального времени (для справки: около 250 слушателей в зале и еще 350 он-лайн), но и насыщенной программе конференции. В рамках мероприятия были рассмотрены вопро-сы, касающиеся развития отрасли производства и применения композитных материалов, систе-мы подготовки исследовательских инженерных и технических кадров для задач развития отрасли композитных материалов, а также обозначены ос-новные проблемы развития российского рынка композиционных материалов и пути их возможного решения. На конференции выступили специалисты ООО «МИЦ МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА», ЗАО «АэроКом-позит», ООО «Блу Кьюб Раша» (Олин Россия), ОАО «ОСВ Стекловолокно», ООО «Evonik Chimia», АО Хол-динговая компания «Композит», ООО «Би Питрон СП», Компания «BYK-Chemie GmbH», ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ, ОАО «ЦНИИСМ», ИФТТ РАН, НИТУ «МИСиС», ООО «РЕАМ-РТИ», ООО «ИНЖИНИТИ», ООО ГК «РУ-СКОМПОЗИТ», АО «ЭНПЦ Эпитал».

18 февраля в Конференц-зале №3, зала №2, па-вильона №1, состоялся Информационный семинар «Северный Рейн-Вестфалия: нанотехнологии и ком-позитные материалы — шансы для российских ком-паний и вузов», организаторами которого выступи-ли Министерство инноваций, науки и исследований федеральной земли Северный Рейн-Вестфалия и NRW.INVEST (г. Москва, Россия). В рамках Семинара были рассмотрены возможности сотрудничества российских и немецких компаний и ВУЗов в области новых материалов (композитов) и нанотехнологии в различных сферах их применения. На семинаре вы-ступили представители Посольства Германии (Отде-ла науки, Департамент науки и экономики), Герман-ского дома науки и инноваций в Москве, NRW.INVEST (г. Дюссельдорф, Германия), Кластера нано-, микро- и новых материалов и фотоники земли Северный Рейн-Вестфалия, Института текстильной техники (Рейнско-Вестфальский технический университет, г. Ахен, Германия), Института испытания новых мате-риалов (Технический Университет, г. Дортмунд, Гер-мания) и Высшей школы Хамм-Липпштадт.

18 февраля в Конференц-зале №2, павильона №1, прошли семинары и презентации компаний компо-зитной отрасли: Семинары компании «BYK Additives & Instruments» и «BYK-Gardner GmbH» — «Добавки для систем холодного и горячего отверждения на основе полиэфирных, эпоксидных, полиуретановых

построенный по заказу Госкорпорации «Росатом» в особой экономической зоне «Алабуга», в Республи-ке Татарстан, (входит в состав Холдинговой компа-нии «Композит») представил на выставке образцы сырья, полуфабрикатов, а также готовые изделия на основе углеродного волокна. Углеродное во-локно в составе лёгких и прочных композиционных материалов востребовано не только в атомной, но и многих других отраслях промышленности: косми-ческой индустрии, авиастроении, автомобилестро-ении, энергетике, судостроении, нефтегазовой ин-дустрии, строительстве.

Компания Airtech Europe Sarl — один из ведущих в мире производителей и поставщиков вспомогатель-ных материалов для вакуумной формовки и матери-алов для изготовления композитной оснастки для композитной, клеевой и формостроительной про-мышленности — представила на выставке вакуум-ную пленку, используемую без дренажного волокна и снижающую время производственного цикла.

Многофункциональные обрабатывающие центры Breton задуманы как высокоскоростные, производи-тельные и универсальные станки. Из производствен-ной линейки компании на выставке были пред-ставлены станки, сконструированные специально для мехобработки композиционных материалов, которые эксплуатируются на ведущих предпри-ятиях аэрокосмической отрасли России и по всему миру. Также одна из инноваций была представлена запатентованным решением по сверлению отвер-стий под заклёпки. Система позволяет радикально сократить время обработки и повысить её точность.

В рамках экспозиции выставки компания «Ин-тердек» представила новую разработку американ-ской корпорации Safas — жидкий кварцевый ка-мень. Данный напыляемый кварцевый агломерат, который сочетает в себе экономичность и супер-

Событие


«По результатам общения с посетителями я понял, что именно на тематической выставке совсем другое качество клиентов. Если на круп-ных выставках идёт поток и трудно оценить ценность клиента для себя, то здесь посетите-ли только по своей тематике, нет потока, и ты можешь больше времени уделить клиенту для об-щения, понять и вникнуть в суть его задач, а не просто взять контакт с ответом «потом пере-звоню». На больших выставках многие клиенты просто физически не успевают дойти до твое-го стенда — либо не хватает времени, либо его уже перехватили, да и времени на общение, если посетитель не пришёл конкретно к тебе, очень мало, ведь надо везде успеть, всё посмотреть. На маленькой выставке у посетителя есть время обойти всю экспозицию и посетить все заинте-ресовавшие его стенды и уделить время обще-нию «по душам», когда посетитель не торопясь выкладывает тебе насущные проблемы своего производства, и вы вместе ищете точки сопри-косновения интересов». (Александр Любич, руково-дитель направления «Ленточноотрезные станки», ЗАО «Росмарк-Сталь»).

Другие отзывы участников выставки «Композит-Экспо» можно увидеть в соответствующем разделе сайта мероприятия.

С учётом мнения экспонентов и посетителей вы-ставки, организаторами принято решение о прове-дении следующей выставки «Композит-Экспо» в ЦВК «Экспоцентр» г. Москва.

Десятая международная специализированная вы-ставка «Композит-Экспо» пройдёт с 28 февраля по 2 марта 2017 года в павильоне №1, ЦВК «Экспоцентр».

смол», «Контроль внешнего вида полимерных ма-териалов», «Добавки для полимерных полов», «До-бавки для пултрузии». Компания «Коатема Коатинг Машинери ГмбХ» (г. Дормаген, Германия) предста-вила презентацию: «Промышленные не вакуумные способы нанесения тонкослойных и толстослойных покрытий для производства препрегов»; компания WACKER CHEMIE RUS ООО (г. Москва, Россия) — «Клея и Герметики на основе гибридных материалов» и ЗАО «Хоффманн Профессиональный Инструмент» (г. Санкт-Петербург, Россия) — «Современные ин-струменты для механической обработки компози-ционных материалов».

Одновременно с «Композит-Экспо» прошла 8-я международная специализированная выставка «По-лиуретанэкс», что обеспечило ознакомление ши-рокого круга посетителей-специалистов с инно-вационными технологиями и образцами готовой продукции полиуретановых материалов и изделий из них для различных отраслей, а также отрасли производителей и потребителей клеевых и герме-тизирующих материалов.

В этих выставках приняло участие 59 экспонен-тов из 15 стран (Великобритания, Венгрия, Герма-ния, Италия, КНР, Латвия, Нидерланды, Польша, Ре-спублика Беларусь, Республика Корея, Республика Молдова, Россия, США, Литва).

В 2016 году, согласно данным независимой меж-дународной аудиторской проверки статистических показателей на выставках «Композит-Экспо» и «По-лиуретанэкс», на площади около 6000 кв. м, разме-стились 182 экспонента, в том числе 109 отечествен-ных и 73 зарубежных из 19 стран мира. Выставки посетило более 15 400 посетителей, в их числе 93% специалистов различных отраслей промышленно-сти. Это свидетельствует о возросших потребностях российского рынка в использовании современных инновационных материалов и технологий в различ-ных отраслях промышленности.

Отзывы участников выставки «Композит-Экспо 2016»:

«Компания «Нева Технолоджи» впервые принима-ла участие в выставке «Композит-Экспо», но сразу вызвала очень сильный интерес среди посетителей, представив целый комплекс готовых решений для композитного производства. Все три дня работы выставки стенд был в центре внимания предста-вителей компаний самых различных направлений так или иначе связанных с композитами. За период выставки наш стенд посетили специалисты более 100 различных предприятий. Сейчас специалисты компании «Нева Технолоджи» ведут активные пере-говоры со многими из них уже более детально, помо-гая найти более точные решения для их задач, так как у каждого производства есть своя специфика. Выставка является действительно флагманской в своём направлении, объединяющая в себе все основ-ные компании, отрасли и их специалистов. Желаем Вам наращивать обороты и развиваться в том же направлении! (Беляев Андрей, Отдел развития, ООО «Нева Технолоджи»).

Событие


С 17 по 19 февраля 2016 года в Москве, в МВЦ «Кро-кус Экспо» состоялась 9-я международная специа-лизированная выставка «Композит-Экспо 2016». Это ключевое мероприятие композитной отрасли Рос-сии, на котором традиционно представляется пол-ный спектр производителей сырья, оборудования и конечных изделий из композитных материалов.

17 февраля 2016 года в рамках выставки «Ком-позит-Экспо 2016» Союз производителей компози-тов при поддержке Министерства промышленно-сти и торговли Российской Федерации совместно с ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ, Выставочной компанией «Мир Экспо», МГТУ им. Н. Э. Баумана, Холдинговой компанией «Композит», провел ежегодную научно-практическую конференцию «Современное состо-яние и перспективы развития производства и ис-пользования композитных материалов в России».

Помимо организации деловой программы, Союз производителей композитов совместно с Издатель-ским домом «Мир композитов» приняли участие в выставке в качестве экспонентов.

На стенде Союза была представлена продукция компаний композитной отрасли России, входящих в состав объединения:

1. Исходные компоненты для производства изделий из композитов:

• высокопрочные высокомодульные стеклянные волокна и ровинг, крученые нити из кварцевых волокон, а также полые стеклянные микросферы производства ОАО «НПО «Стеклопластик»;

• базальтовое волокно и базальтовая фибра, про-изводимые ООО «Русский базальт»;

• углеродное волокно марки Umatex производства АО «Холдинговая компания «Композит»;

2. Изделия из композитов:• стеклокомпозитная арматура, выпускаемая

ООО «Бийский завод стеклопластиков» и ООО НПК «Армастек»;

• стеклокомпозитные трубы, муфты и отводы производства ООО НПП «Завод стеклопластиковых труб»;

• базальтокомпозитные гибкие связи, производимые ООО «Гален»;

• продукция из углерод-углеродных композитных материалов для железнодорожных транспортных средств производства ООО «Балаково Карбон Продакшн»;

• антикоррозионное покрытие АП-1, разработанное в ОАО «НПО «Стеклопластик» и предназначенное для защиты газонефтепродуктопроводов;

• лента гибкого рулонированного стеклокомпозита «ГАРС», применяемая для ремонта в полевых условиях газонефтепродуктопроводов, производства ОАО «НПО «Стеклопластик»;

• СВМПЭ-композиты конструкционного и баллистического назначения, производства ОАО «НПО «Стеклопластик».

На стенде Союза производителей композитов так-же была представлена молодая и динамично разви-вающаяся компания ООО «ИНЖИНИТИ», вошедшая в состав Союза в начале 2016 года. Основная специали-зация компании — изделия и конструкции из угле-композитов и современных полимеров. На стенде были представлены: планер беспилотного летатель-ного аппарата, кронштейн роботизированной систе-мы видеосъемки Robycam, панель зеркала телескопа «Миллиметрон», спинальный щит для иммобилиза-ции и переноски пострадавших, воздухозаборник для McLaren SLR, а также упругий элемент протеза стопы, разработанные ООО «ИНЖИНИТИ».

Представленная на стенде Союза производите-лей композитов продукция композитной отрасли вызвала большой интерес среди посетителей вы-ставки. Всего мероприятие посетили около 9 000 специалистов из 19 стран мира.

С отдельными стендами в выставке «Композит-Экспо 2016» приняли участие следующие органи-зации, входящие в состав Союза: ООО «АйПиГрупп»

Событие

Союзкомпозит на Композит—Экспо 2016

Пунина Мария Андреевна, Объединение юридических лиц «Союз производителей композитов»

(Композитные решения), АО «Холдинговая компания «Композит», Группа компаний «РУСКОМПОЗИТ», ОАО «ОСВ Стекловолокно», ОАО «Полоцк-Стекловолок-но», ООО «Радуга Синтез», ООО «Суперпласт», ООО «Эвоник Химия», а также Airtech Sarl и STEVIK SAS.

Во время работы выставки на стенде Союза был проведен ряд деловых переговоров с Исполнитель-ным директором Объединения юридических лиц «Союз производителей композитов» Ветохиным Сергеем Юрьевичем. Заинтересованные участники выставки смогли задать животрепещущие вопросы, касающиеся развития композитной отрасли России и получить на них емкие и развернутые ответы.


17 февраля 2016 года в Москве в рамках 9-й Меж-дународной специализированной выставки «Ком-позит-Экспо» состоялась традиционная ежегодная научно-практическая конференция «Современное состояние и перспективы развития производства и использования композитных материалов в Рос-сии». Мероприятие организовано и проведено Со-юзом производителей композитов при поддержке Министерства промышленности и торговли Рос-сийской Федерации, совместно с ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ, Выставочной компанией «Мир Экспо», МГТУ им. Н.Э. Баумана, Холдинговой компанией «Композит».

В конференции приняли участие представители федеральных и региональных органов исполни-тельной власти, инфраструктурных монополий и компаний с государственным участием, научных и

образовательных учреждений, представители от-ечественных и зарубежных производителей сырья, полуфабрикатов, конечных изделий из композитов, оборудования и программного обеспечения для моделирования и проектирования изделий и тех-нологий композитной отрасли, а также представи-тели отраслей-потребителей.

С приветственным словом на мероприятии вы-ступили заместитель директора Департамента ме-таллургии и материалов Минпромторга России Серватинский Павел Вадимович, заместитель на-чальника Управления научно-технических иссле-дований и информационного обеспечения Росав-тодора Кургузов Василий Борисович, генеральный директор Выставочной компании «Мир-Экспо» Бан-ников Владимир Алексеевич, директор МИЦ МГТУ им. Н.Э. Баумана Нелюб Владимир Александрович, генеральный директор АО Холдинговая компания «Композит» Хлебников Владимир Викторович, а также генеральный директор ЗАО «АэроКомпозит» Гайданский Анатолий Иосифович.

Вел конференцию исполнительный директор Объединения юридических лиц «Союз производи-телей композитов» Ветохин Сергей Юрьевич.

В своей вступительной речи он сообщил, что для всех от ечественных «композитчиков» нынешний кризис — это не столько время проблем и трудностей, сколько время новых возможностей, причем пред-приятия композитной отрасли представляют собой тех участников экономической деятельности, которые обеспечивают здесь и сейчас реальное импортоза-мещение и изменение структуры экономики России с

Событие

«Избушка, избушка, повернись к трубе задом, а к композитам передом!»

Пунина Мария Андреевна, Объединение юридических лиц «Союз производителей композитов»

Президиум конференции (слева направо: Нелюб В. А., Хлебников В. В., Ветохин С. Ю.)

Участники конференции

Президиум конференции (слева направо: Нелюб В. А., Хлебников В. В., Ветохин С. Ю.,

Серватинский П. В., Кургузов В. Б., Гайданский А. И.)


сырьевой на инновационную не на словах, а на деле. Для того чтобы отрасль решала эти государствен-

ные задачи наиболее эффективно, предприятиям не-обходимо помочь встроиться в цепочки поставщиков крупных компаний в машиностроении, нефтегазовом секторе, энергетическом и строительном комплексе, а также транспортной инфраструктуре. Необходимо стимулировать спрос на продукцию отрасли в рамках «госзаказа», снять еще остающиеся, особенно в стро-ительной отрасли, административные «барьеры» и обеспечить реальную доступность к финансовым ресурсам в текущих рыночных реалиях. Именно тог-да предприятия композитной отрасли смогут эффек-тивно работать, давая при этом максимальную отдачу для экономики страны.

Одной из ключевых задач конференции явля-ется представление новых разработок в области конструирования и производства композитов и из-делий из них, обзор современных и перспективных материалов и технологий, а также определение ос-новных направлений развития отрасли композит-ных материалов в России.

О смене лидерских позиций на мировом рынке производителей эпоксидных смол рассказали пред-ставители компании Olin — владельца эпоксидного бизнеса Dow Chemical с 2015 года. Представили ин-формацию об инновационных продуктах компании и поделись планами развития на будущее Жан Лук Гиём и Белобородов Дмитрий Михайлович.

Новые продукты PipeStrand™ S2300 и PipeStrand™ S2500, производства ОАО «ОСВ Стекловолокно» пред-ставил Макаров Глеб Евгеньевич. Он рассказал о технических характеристиках нового армирующего

стекломатериала и о его преимуществах при произ-водстве труб на основе эпоксидного связующего.

Продолжил тему разработки и производства ис-ходных компонентов для производства изделий из композитов Ярославский Владислав Игоревич, рас-сказав слушателям о новинке ООО «Эвоник Химия»: Vestanat PP — полиуретановом (ПУ) матричном ма-териале на базе алифатических диизоцианатов для производства полиуретановых препрегов.

Об эпоксидных системах для теплостойких компо-зитов с низкими вязкостью и температурой отвер-ждения на конференции был представлен доклад генерального директора АО «ЭНПЦ Эпитал» Лапиц-кой Татьяны Валентиновны.

Об истоках создания углеродного волокна от-ечественного производства, а также о текущих и перспективных продуктах на его основе сообщили представители Холдинговой компании «Композит» Кишилов Семен Михайлович и Свистунов Юрий Сергеевич. В докладах была представлена инфор-мация о результатах НИОКР по производству ПАН-прекурсора и углеродного волокна на его основе, прочность которого в настоящее время уже состав-ляет 4,2–4,5 ГПа. С помощью оптимизации процес-сов компания планирует увеличить прочностные характеристики и получить углеродное волокно, прочностью 5,5 ГПа и выше. Помимо работы над усовершенствованием углеродного волокна, ком-пания также уже производит углеродные ленты и ткани различного плетения, а также препреги и ко-нечные изделия.

О возможностях применения углекомпозитов в России и мире, а также о перспективных добавках

Событие

Нелюб Владимир Александрович, ООО «МИЦ МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА»

Гайданский Анатолий Иосифович, ЗАО «АэроКомпозит»

Кургузов Василий Борисович, Федеральное дорожное агентство

Серватинский Павел Вадимович, Минпромторг России


из композитов рассказала Демкович Наталья Алек-сандровна, представитель компании Би Питрон СП.

Дальнейшие выступления участников были по-священы вопросам проектирования и изготовле-ния конечных изделий из композитов.

Заместитель начальника НИО «Полимерные ком-позиционные материалы нового поколения» ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ Раскутин Александр Евгеньевич представил слушателям проект быстровозводимо-го арочного моста с применением углекомпозит-ных арочных элементов.

О композитной арматуре, как одной из наиболее актуальных инноваций сегодня, а также о ее основ-ных преимуществах и особенностях, в том числе об экономической эффективности ее применения, рассказал руководитель направления «Композит-ная арматура» ООО ГК «РУСКОМПОЗИТ» Борисов Андрей Викторович.

Директор по развитию ООО «ИНЖИНИТИ» Суво-ров Герман Германович в своем докладе представил информацию о специальных свойствах композитов, а также об опыте проектирования и производства изделий из полимерных композитов.

В целом программа мероприятия получилась яр-кой, насыщенной и интересной. На конференции была представлена общая обзорная информация о текущем состоянии композитной отрасли России и перспективах ее развития, информация о конкрет-ных разработках и новинках в области производства сырья, вспомогательных материалов, программных продуктов и конечных изделий из композитов, а так-же опыт производства и применения продукции из композитов в различных секторах экономики.

По ставшей уже доброй традиции Союз произво-дителей композитов вел онлайн-трансляцию кон-ференции, посмотреть которую можно было в лю-бом уголке земного шара.

Всего в конференции приняли участие более 250 участников в зале и 262 онлайн-участника.

В 2016 году Союзом производителей композитов запланирована организация и проведение еще не менее 5-ти отраслевых мероприятий, к участию в которых приглашаются все заинтересованные орга-низации и специалисты композитной отрасли и от-раслей-потребителей. Информация о предстоящих мероприятиях будет размещена на сайте Союза (www.uncm.ru), в отраслевом вестнике и ключевом издании отрасли — журнале «Композитный мир».

в композиты, производств компании BYK–Chemie GmbH рассказали Саша Хуберс и Лариса Стрижова.

Начальник лаборатории углепластиков и органи-тов ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ Гуляев Иван Николаевич сообщил слушателям о разработках полимерных композитов нового поколения для аэрокосмиче-ской техники на базе ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ.

Продолжая тему разработки новых материалов и технологий, представитель ЦНИИСМ Тренин Алек-сандр Владимирович представил разработку и метод изготовления новых композиционных намоточных материалов с повышенной межслоевой прочностью.

О композитных материалах на основе эластомер-ных матриц и углеродных наполнителей различной морфологии, являющихся совместной разработкой НИТУ «МИСиС» и ООО «РЕАМ-РТИ», рассказал стар-ший научный сотрудник НИТУ «МИСиС» Степашкин Андрей Александрович.

Одним из наиболее ярких и приковывающих к себе внимание слушателей было выступление профессора Института физики твердого тела Российской академии наук Милейко Сергея Тихоновича. В своем докладе он рассказал об истории создания, преимуществах, целе-сообразности применения и перспективах развития композитов с металлической матрицей и жаропроч-ных композитов. Он также выделил две стратегические задачи развития отрасли, в числе которых необходи-мость догнать Запад и Восток в применении углеком-позитов в авиастроении, а также выход на передовые мировые позиции по разработке и применению кон-струкционных композитов с металлической матрицей и жаропрочных композитов.

Завершил свое выступление Сергей Тихонович фразой, озарившей лица слушателей улыбками и незамедлительно ставшей крылатой: «Избушка, из-бушка, повернись к трубе задом, а к композитам передом!», тем самым еще раз акцентировав вни-мание на важности участия органов государствен-ной власти в развитии композитной отрасли.

Любой компетентный специалист композитной отрасли отчетливо понимает то, насколько важную роль при производстве изделий и конструкций из композитов играет компьютерное моделирование, которое позволяет определить поведение материа-ла в условиях нагруженного состояния. Об особен-ностях применения методов компьютерного моде-лирования для решения задач проектирования и технологической подготовки производства изделий

Событие

Банников Владимир Алексеевич, Выставочная компания «Мир-Экспо

Милейко Сергей Тихонович, ИФТТ РАН

Бесстирольные смолыдля метода релайнингаПредпочтительным связующим для метода релайнинга* являются содержащие стирол полиэфирные и эпоксивинилэфирные смолы. Однако бывают случаи, когда такие смолы по каким либо причинам не подходят или напрямую запрещаются к использованию заказчиком. В этой статье мы обсудим бесстирольные связующие для релайнинга, а также расскажем о преимуществах и ограничениях каждого из вариантов. Кроме того мы обязательно приведем пример использования таких смол — при ремонте ливневой канализации в Торонто, Канада.

Автор: William Moore, NASTT–No Dig, Ft. Lauderdale, FL USA

Переводчик: Леонид Райхлин, руководитель направления Полиэфирные смолы и гелькоуты в ООО «ЕТС-Логистика»

Материалы

* Санация повреждённой или старой трубы, протягиванием предварительно пропитанного смолой чулка с последующим его отверждением горячей водой, паром или ультрафиолетом


Впервые ненасыщенные полиэфирные смолы были синтезированы в 19-ом веке, но значитель-ный прогресс был достигнут только в 1920-х годах в работе Wallace Carothers. В оригинальном исследо-вании были получены низкореактивные материа-лы, твёрдые или очень высоковязкие, практически неподвижные жидкости. Прорыв, который привёл к появлению полиэфирных смол в том виде, как мы их знаем, был осуществлён Carlton Ellis, которая до-бавила жидкий ненасыщенный мономер (стирол), что позволило увеличить скорость полимериза-ции в 20–30 раз, и значительно снизить вязкость, что сделало полиэфирные смолы более лёгкими в переработке.

Стирол оказался оптимальным мономерным раз-бавителем, но первоначально это было дорогое решение. Экономические сложности исчезли, когда во время Второй Мировой войны было обнаружено, что содержащие стирол полиэфирные смолы, арми-рованные стекловолокном, дают высокую прочность при низкой массе, а также демонстрируют относи-тельно высокую проницаемость для лучей радара. В то же время было построено несколько крупных заводов, где получали стирол для производства бу-тадиен-стирольного каучука. Сегодня стирол это вы-сокопотребляемое во всём мире химическое соеди-нение в объёме около 50* млрд фунтов в год.

Инситуформ разработала данный метод релай-нинга на основе содержащих стирол полиэфирных смол и провела первый ремонт в 1971 году. Сегодня десятки километров внутреннего защитного слоя на основе полиэфирных или эпоксивинилэфирных смол устанавливаются каждый день при ремонте труб во всём мире. Тестирование показало, что подобные смолы не оказывают существенного влияния на здо-ровье работников. Уровень содержания стирола в воздухе при релайнинге оказался значительно ниже минимально допустимых значений установленных Управлением по охране труда в США.

Однако есть случаи, когда релайнинг на основе стиролсодержащих смол не рекомендован или пря-мо запрещён заказчиком. Две основных причины для подобных требований заказчика: потенциальный за-пах в жилых домах или бизнес-центрах от ремонти-руемой трубы и пределы выбросов стирола или иных летучих органических соединений или загрязняющих атмосферу веществ. Также стиролсодержащие смолы не рекомендованы для ремонта труб питьевого водо-снабжения. В этой статье мы рассмотрим некоторые альтернативы стиролсодержащим смолам, их приме-нение, преимущества и ограничения.

Альтернативы стиролсодержащим смолам

Есть две основные альтернативы стиролсодержа-щим смолам. Первая — это заместить стирол в нена-сыщенной полиэфирной или эпоксивинилэфирной смоле на другой разбавитель. Вторая — это исполь-зование эпоксидной смолы вместо стиролсодержа-щей полиэфирной или эпоксивинилэфирной смол.

Каждый вариант имеет свои преимущества и недо-статки, и окончательное решение определяется на основе анализа множества факторов.

Существует широкий ряд потенциальных реак-тивных мономеров, которые могут заместить сти-рол. Выбор конкретного мономера будет зависеть от требований текущего применения смолы или от ос-нований, по какой причине заказчик не разрешает использовать стиролсодержащую смолу для релай-нинга. Некоторые факторы, влияющие на выбор мо-номера, замещающего стирол, рассмотрены ниже:

Адекватные химостойкие свойстваЛюбая смола, используемая в методе релайнинга, должна иметь химостойкие свойства, описанные в стандартах ASTM или, в ряде случаев, в индивиду-альных требованиях муниципалитетов.

Адекватная скорость отверждения и стабильностьНекоторые из реактивных мономеров или их комбинаций могут значительно снизить скорость отверждения смолы, что может быть потенциальной проблемой при ремонте методом протяжки чулка. Ре-активные мономеры могут также иметь различные характеристики, влияющие на их стабильность при использовании их в некоторых видах релайнинга.

Ослабление запахаВыбор мономера будет иметь влияние на запах в жилых домах или бизнес-центрах при ремонте труб методом релайнинга.

Необходимость того, чтобы смола не содержала летучих или загрязняющих атмосферу соединенийНе все реактивные мономеры, используемые для за-мены стирола, могут соответствовать требованиям по отсутствию летучих соединений или отсутствию влияния на атмосферу.

Соответствие стандартам по питьевой воде NSF/ANSI 61Не все реактивные мономеры позволят синтезиро-вать смолу, которая будет соответствовать стандартам по питьевой воде NSF/ANSI 61 в области релайнинга.

ЦенаСтоимость различных реактивных мономеров может значительно отличаться друг от друга, но все они бу-дут выше, чем стоимость стирола.

Эпоксидные смолы могут быть заменой стиролсо-держащим полиэфирным и эпоксивинилэфирным смолам. Коммерческое производство и широкое при-менение эпоксидных смол началось в конце 1940-х и для релайнинга они применяются на протяжении последних 25 лет. Эпоксидные смолы образуют тер-мореактивный полимер посредством каталитической гомополимеризации или формируя гетерополимер путём реакции их функциональных эпоксидных групп с различными вулканизирующими веществами, на-зываемыми отвердителями. В ходе эпоксидной ре-акции гетерополимеризации отвердитель химиче-

Материалы

* 1 фунт = 0,454 кг


жены в стандартах ASTM F1216 и F1743.Поскольку модуль упругости композита является

определяющим фактором для безнапорной трубы, то часто повышают модуль упругости смолы, что по-зволяет спроектировать более тонкий рукав, что, в свою очередь, увеличивает скорость течения сточ-ных вод по трубе и снижает затраты на сам рукав.

Механические свойства бесстирольных и эпок-сидных смол, используемых в релайнинге, показа-ны в таблице 1

Смолы, приведённые в таблице 1, отвечают тре-бованиям ASTM стандарта. Механические свойства смол, в составе отверждённого войлочного чулка, демонстрируют меньшие значения предела проч-ности на изгиб и растяжение, те же значения мо-дуля упругости и значительно меньшее значение линейного удлинения, по сравнению со свойствами не армированной смолы. Более низкая температу-ра тепловой деформации и более высокое линей-ное удлинение для эпоксидной смолы 1, приводит к тому, что данный продукт демонстрирует низкую температуру эксплуатации и более низкую стой-кость к ползучести.

Химостойкие свойства

Стандарты ASTM F1216 и F1743 описывают одноме-сячное воздействие водой, бензином, растительным маслом, тремя разными кислотными растворами, мыльным раствором и раствором моющего средства. Стандарт ASTM D5813 описывает одногодичный тест, который включает в себя 6 химических растворов, та-ких же, как в одномесячном тесте, но более низких концентраций, но не включает в себя воду и фосфор-ную кислоту. В дополнение к этим тестам муниципа-литеты имеют собственные требования по химостой-кости и ряд требований, которые могут быть лишь простыми вариациями вышеописанных стандартов.

Химостойкость смол, синтезированных на не сти-рольных реактивных мономерах, может сильно от-личаться от стандартных. Выбор эпоксидной смолы и отвердителя также даёт большой вклад в разно-образие химостойких смол. Любая выбранная для релайнинга смола должна соответствовать инди-видуальным требованиям, вызванными данным конкретным ремонтом.

ски связывается в трёхмерную структуру, которая сильно влияет на конечные свойства продукта. Как существуют различные варианты реактивных моно-меров взамен стирола, существует большое число комбинаций эпоксидных смол и отвердителей. Одна и та же смола, отверждённая различными отвердите-лями, демонстрирует кардинально разные свойства и перерабатываемость. Также важно следить за под-ходящим стехиометрическим соотношением между отвердителями и смолой, в случае, когда используют-ся мультифункциональные со-реагенты.

В данной статье мы ограничимся комбинациями эпоксидной смолы и отвердителей, используемых в релайнинге. При выборе эпоксидной смолы для релайнинга необходимо рассмотреть в основном те же позиции, что были описаны выше при рассмо-трении альтернативных стиролу растворителей.

Требования к смоле для использования её в релайнинге

Определение того, отвечает ли бесстирольная смола требованиям релайнинга, часто зависит от того, по какой причине необходимо использовать иной растворитель, а не стирол. Общие требования остаются одинаковыми, что для стиролсодержащей, что для бесстирольной смолы. Однако индивиду-альные требования могут быть более специфичны и из-за них смола, соответствующая общим требо-ваниям, может быть запрещена к использованию. Требования к смоле и её использованию оценива-ются в каждом случае индивидуально.

Механические свойства

Дизайн и требуемая толщина рукава для релай-нинга определяется на основе его прочности на из-гиб и растяжение, а также модуля упругости при изги-бе. Под понятием рукав, в данном случае, мы имеем в виду уже отвержденный композитный рукав. Модуль упругости при изгибе обычно является определяю-щим фактором для круглой трубы, прочность при изгибе — для плоской (прямоугольной) трубы, проч-ность при растяжении — для трубы, работающей под давлением. Минимальные расчётные значения этих параметров для безнапорных и напорных труб, изло-

Таблица 1. Механические свойства отливок бесстирольных смол.

Наполненная изофталевая смола с винилтолуолом

Наполненная бесстирольная

эпоксивинилэфирная смола

Не наполненная бесстирольная

эпоксивиниэфирная смола

Эпоксидная смола 1

Эпоксидная смола 2

Предел прочности при изгибе, МПа 74,8 86,8 105,2 86,9 107,6

Модуль упругости при изгибе, ГПа 4,55 4,9 3,52 3 3,05

Предел прочности при растяжении, МПа 60 51,3 60,6 51,7 69,7

Модуль упругости при растяжении, ГПа 4,62 4,61 3,24 2,66 3,15

Линейное удлинение при растяжении, % 1,7 1,9 2,5 11,5 3,9

Температура тепловой деформации, °С 113 117 105 50 77

Материалы


зации, и применение наполнителей может снизить величину усадки. Эпоксидные смолы демонстриру-ют усадку около 3%, у полиэфирных и эпоксивини-лэфирных смол усадка составляет 6–7% .

После введения отвердителя эпоксидные смолы имеют каталитическую стабильность около 7 часов. И, в любом случае, меньше 24 часов даже в неболь-шой массе. Каталитическая стабильность большин-ства полиэфирных и эпоксивинилэфирных смол, используемых для релайнинга, составляет 48 ча-сов и более. Выделение тепла в ходе экзотерми-ческой реакции в эпоксидных смолах в основном происходит до момента желатенизации, против полиэфирных и эпоксивинилэфирных, у которых это происходит после. Выделение тепла до жела-тенизации делает эпоксидные смолы очень чув-ствительными к объёму (массе) реакционной смеси. Большая масса эпоксидной смолы не может эффек-тивно рассеивать тепло от экзотермической реак-ции, температура растёт и стабильность снижает-ся. Чувствительность к массе реакционной смеси у эпоксидных смол ограничивает размер или длину рукава, который может быть пропитан и установ-лен без значительного риска преждевременной желатинизации и потери рукава. Время хранения предварительно пропитанного эпоксидной смолой рукава лимитировано из-за низкой стабильности смолы. Часто, для снижения рисков, сама пропитка осуществляется прямо на строительной площадке.

Ослабление запаха

Одной из основных проблем, связанных с при-менением стиролсодержащих смол, является запах стирола, который может попасть в атмосферу в про-цессе отверждения или установки рукава. Стирол обладает чрезвычайно низким порогом чувстви-тельности запаха, большинство людей могут ощу-тить его даже при количестве 0, 5 частей на 1 милли-он. Были случаи, когда незначительные количества стирола, ниже уровня каких-либо опасных загряз-няющих атмосферу соединений, попадали в дома или бизнес-центры при ремонте дренажных или ка-нализационных труб методом релайнинга. По этой причине существуют нормативные акты, согласно которым в некоторых случаях стиролсодержащие смолы запрещено использовать. Для удовлетворе-ния этих требований исполнители работ релайнин-га используют эпоксидные смолы или полиэфирные или эпоксивинилэфирные смолы, содержащие иной мономер вместо стирола.

Эпоксидные смолы обычно имеют очень низкий уровень запаха и не должны вызывать какие-либо проблемы при их применении в релайнинге. При использовании реактивного мономера вместо сти-рола, выбор этого мономера влияет на возможность снижения выделения запаха в процессе отвержде-ния и установки рукава. Способность реактивного мономера выделять запах, который может быть за-мечен, зависит от его давления пара, температуры кипения и порога чувствительности к его запаху.

Свойства отверждения и стабильность

При релайнинге рукав (внутренний слой ремон-тируемой трубы), пропитанный смолой, отверждает-ся горячей водой, паром или ультрафиолетом. В не-которых случаях отверждение осуществляется при температуре окружающей среды, но в таких случаях размер рукава лимитирован временем работы по точечному ремонту внутреннего слоя, боковых сое-динений или линии в целом. При использовании го-рячей воды или пара, стабильность отверждаемой системы есть функция температуры. Для рукавов, требующих многих часов на пропитку и установку, от смолы требуется достаточная стабильность, что-бы успеть пропитать рукав перед его загрузкой в грузовик-холодильник с последующей транспорти-ровкой к месту установки. Охлаждение пропитан-ного рукава повышает стабильность с точки зрения транспортировки и установки. Рукав внутри трубы отверждается посредством подачи тепла и важно, чтобы смола могла эффективно отвердиться по всей толщине и длине рукава и особенно на внеш-ней стороне рукава, которая прилегает к ремонти-руемой трубе.

Сополимеризация стирола с полиэфирными или эпоксивинилэфирными смолами — крайне эффектив-на. При замещении стирола на реактивный мономер или комбинацию мономеров необходимо обеспечить эффективную реакцию и в той манере, которая по-зволит получить качественный композит. Для выбора наиболее эффективного мономера следует учиты-вать коэффициент реактивности. Выбор реактивного мономера влияет на стабильность смолы при хране-нии, а также на отверждение смолы при температурах, применяемых в релайнинге. Некоторые из возможных альтернатив стиролу демонстрируют низкие характе-ристики в присутствии воды, что может быть важным для метода релайнинга.

Отверждение и стабильность эпоксидных смол зависят от выбора отвердителя. Также важно до-стичь точного стехиометрического баланса между смолой и отвердителем.

Значение грамм-эквивалента отвердителя опре-деляется путём деления молекулярной массы отвердителя на количество реактивных свободных атомов водорода. Это будет теоретический уровень, необходимый для реакции с одной единицей экви-валентной массы эпоксидной смолы. Поставщики эпоксидных смол предоставляют информацию о требуемом соотношении смола/отвердитель и про-изводителю важно придерживаться этого соотно-шения. Поскольку окончательные свойства эпок-сидных смол обеспечиваются циклом и временем отверждения, а также температурой, то производи-телю необходимо контролировать и эти параметры, согласно рекомендациям поставщика.

Эпоксидные смолы обладают более низкой усад-кой в процессе отверждения, нежели полиэфирные или эпоксивинилэфирные. Выбор реактивного мо-номера будет влиять на усадку полиэфирной или эпоксивинилэфирной смолы в процессе полимери-

Материалы


таблице 2, только стирол относится к HAP.Эпоксидные смолы, используемые в релайнинге,

не относятся к VOC или HAP. В тех случаях, когда в релайнинге запрещено использовать HAP, содержа-щие смолы, тогда запрещены и стиролсодержащие смолы, но можно использовать эпоксидные смолы или смолы с иным мономером, не стиролом. В тех же случаях, когда запрещены и VOC и HAP, произво-дители ограничены в применении смол, в которых применяется реактивный мономер с температурой кипения выше 250°С — температура определена на основе определений VOC.

Закон США о безопасности питьевой воды NSF/ANSI 61 это стандарт, который «устанавливает ми-нимальные требования влияния на здоровье хими-ческих загрязнений и примесей, которые косвенно попали в питьевую воду из продуктов, компонентов и материалов, используемых в системах питьевого водоснабжения». Все компоненты, контактирующие с питьевой водой, включая отверждённый рукав, ис-пользуемый в релайнинге для ремонта трубы, обя-заны быть протестированы на безопасность орга-низацией NSF или иным аккредитованным органом.

Стиролсодержащие смолы для контакта с питье-вой водой в методе релайнинга, согласно NSF/ANSI 61 должны быть 100% отверждёнными, чтобы соот-ветствовать нормативу 0,1 массовая доля стирола на 1 миллион долей. Для такого требования отре-монтированная труба должна пройти постотверж-дение. В релайнинге, где тепло идёт изнутри трубы сквозь рукав, добиться уровня отверждения в 100% крайне сложно.

Эпоксидные смолы, используемые в релайнинге могут соответствовать стандарту NSF/ANSI 61, также как и некоторые эпоксивинилэфирные смолы, со-держащие альтернативный стиролу мономер. Важно отметить, что такие смолы не должны содержать в своей рецептуре соединений, способных выделить-ся из уже отверждённого рукава в питьевую воду.

Цена

Стирол на настоящий момент, наиболее массово ис-пользуемый реактивный мономер при производстве полиэфирных и эпоксивинилэфирных смол, дающий наилучшее соотношение механических свойств и пе-реработываемости. В связи с объёмами производства стирола — более 50 миллиардов фунтов в год — явля-ется наиболее экономичным реактивным мономером.

Чем ниже порог чувствительности к запаху, тем ниже концентрация в воздухе, достаточная для об-наружения его человеком. Чем ниже давление пара и выше температура кипения мономера, тем ниже шанс, что мономер выделится в атмосферу. Давле-ние пара жидкости — это равновесное давление пара над поверхностью жидкости в закрытом объ-ёме. Температура кипения — это температура, при которой давление пара равно атмосферному дав-лению. Жидкости с низким давлением пара, а затем жидкости с высокой температурой кипения с тру-дом испаряются в атмосферу.

Смолы без выделения летучих или опасных соединений

Летучие органические соединения (VOC по англий-ски) определяются различными государственными органами разных стран по-разному. Агентство по За-щите Окружающей Среды в США определяет VOC, как «любое соединение углерода, за исключением оки-си углерода, двуокиси углерода, угольной кислоты, металлических карбидов и карбонатов и карбоната аммония, которое участвует в атмосферных фото-химических реакциях, за исключением тех, которые указаны данным агентством, как обладающие не-значительной фотохимической реакционностью». Агентство по Защите Окружающей Среды в Канаде определяет VOC, как «любой VOC, который участвует в атмосферных фотохимических реакциях» со спи-ском исключенных соединений. Европейский Союз в целом определяет VOC, как органическое соедине-ние, имеющее начальной точкой кипения менее или равную 250°С, измеренную при стандартном атмос-ферном давлении 101,3 кПа.

На основании определения температуры кипе-ния VOC, химические соединения, указанные в та-блице 2 — стирол, винилтолуол и третичный бути-ловый стирол — являются VOC. В то же время, как диаллилфталат и триметилолпропантриакрилат ими не являются. В Законе О Чистом Воздухе с по-правками от 1990 года перечислены 187 веществ названные, как Опасные Загрязнители Воздуха (по-английски HAP), которые описаны, как «те загряз-няющие вещества, которые вызывают или могут вызвать рак или другие серьёзные последствия для здоровья, такие как репродуктивные эффекты или врождённые дефекты, или неблагоприятные эко-логические последствия». Из веществ, указанных в

Таблица 2.

Порог запаха, частей на миллион

Давление пара, мм ртутного столба

Температура кипения, °С

Стирол 0,32 5* 145

Винилтолуол 10–60 1,1* 168

Третичный бутил стирол Не доступно 0,18* 219

Диаллилфталат Не доступно 0,0002** 329

Триметилолпропал триакрилат Не доступно 0,000005** 381

Температура тепловой деформации, °С 113 117 105

* Измерено при 20°С **Измерено при 25°С

Материалы


стиролу, и смолы на его основе демонстрируют макси-мально близкие характеристики и качество, по срав-нению со стиролсодержащими. С более высоким по-рогом запаха, более высокой температурой кипения и с более низким давлением пара эти смолы больше подходят к применению в случае, если стиролсодер-жащие смолы запрещены по причине запаха. Однако винилтолуол хотя и не НАР соединение, но относится к VOC, а, следовательно, не подходит к применению, если есть контакт с питьевой водой.

Есть альтернативные реактивные мономеры, спо-собные заменить стирол и не относящиеся к НАР или VOC соединениям. Некоторые из них успешно прош-ли испытание на соответствие стандарту NSF/ANSI 61. Выбирая замену стиролу и подбирая смолу необходи-мо обращать внимание на механические и химостой-кие требования для конкретного ремонта методом релайнинга. Альтернативный мономер и его комби-нация со смолой должны хорошо перерабатываться методом релайнинга, качественно отверждаться и не иметь проблем при контакте с водой. Альтернатив-ные мономеры значительно дороже стирола и смолы на их основе также дороже стиролсодержащих.

Эпоксидные смолы могут заменить стиролсодер-жащие полиэфирные или эпоксивинилэфирные смолы. Эпоксидные смолы имеют меньше проблем с запахом, чем стиролсодержащие и они не НАР и не VOC, они могут применяться в релайнинге. Не-которые эпоксидные смолы одобрены по стандарту NSF/ANSI 61. Использование эпоксидных смол в ре-лайнинге может быть лимитировано по причине их низкой стабильности и чувствительности к объёму. Эпоксидные смолы для релайнинга также значи-тельно дороже стиролсодержащих полиэфирных и эпоксивинилэфирных смол.

Винилтолуол является максимально близким к стиролу с точки зрения качественных характери-стик и его стоимости. Объём производства винилто-луолоа составляет небольшую долю от объёма сти-рола, и цена на виниллтолуол значительно выше, чем на стирол. Смолы на основе этого мономера на 50 и более % дороже стиролсодержащих смол. Дру-гие варианты реактивных мономеров ещё дороже.

Некоторые альтернативные реактивные моно-меры требуют применения более дорогих вини-лэфирных смол (по сравнению с полиэфирными), чтобы получить необходимые для метода релай-нинга механические характеристики. Смолы, изго-товленные на основе иных мономеров, не винил-толуола, могут стоить в 3-4 и более раз выше, чем стиролсодержащие смолы.

Бесстирольный релайнинг — примеры применения

В Торонто необходимо было отремонтировать около 200 метров труб ливневой канализации и от-водов, проложенных под полем для гольфа. Стоки из данной трубы впадали в реку Дон, которая, в свою очередь, впадала в озеро Онтарио. Диаметр труб, нуждавшихся в ремонте, составлял от 750 до 1200 мм. Отказ одной из секций трубы диаметром 750 мм привёл к затоплению жилого здания и поля для гольфа. Инспекция компании CCTV показала, что вся труба имела следы ржавчины и разрушения, что послужило причиной утечки и могло привести к полному разрушению трубы.

Компания Capital Sewer Services, INC., of Hamilton, Ontario заключила контракт на ремонт трубы ме-тодом релайнинга. Поскольку ливневые стоки из трубы впадали в реку, город Торонто одобрил при-менение бесстирольной, не содержащей VOC соеди-нений, эпоксивинилэфирной смолы. Ремонт трубы стал частью пилотной программы Торонто по сни-жению эмиссии VOC соединений. Войлочный рукав был поставлен компанией National Liner LLC и про-питан на заводе Capitol Sewer. Затем пропитанный рукав в фурах-холодильниках был поставлен на строительную площадку. В результате, по окончании работ, был получен новый бесшовный внутренний слой, отличающийся высокой долговечностью и хи-мостойкостью с нулевой эмиссией VOC соединений в процессе пропитки и отверждения.

Выводы

В большинстве случаев при применении метода релайнинга для ремонта трубы, используются сти-ролсодержащие полиэфирные и эпоксивинилэфир-ные смолы. Эти смолы доказали, что они безопасны, надёжны и идеально подходят для релайнинга. Суще-ствуют ситуации или требования заказчика, которые исключают возможность использования стиролсо-держащих смол. В этих случаях нужно использовать альтернативные смолы.

Винилтолуол наиболее экономичная альтернатива

Материалы


Ведущий производитель кузовов автобусов, компания Busmark 2000 Group, применяет адгезивы Crestabond® для повышения качества продукции, эффективности производства и снижения веса готовых продуктов

компания Busmark 2000 Group (Южная Африка)

Ведущий производитель кузовов автобусов, ремонтное предприятие и поставщик запчастей в Южной Африке со штатом более 500 специалистов.

Компания, основанная в 1973 году, состоит из следую-щих четырех подразделений:• Busmark 2000: Поставляет на рынок новые и поде-

ржанные автобусы, в том числе CAIO и Busaf• Cadcor: Производитель кузовов автобусов• Busmex: Организация по ремонту

и модернизации• CAIO Buses Africa: Мелкоузловая и полная

сборка автобусов, а также импорт междугородных автобусов.

Компании Cadcor и Busmex производят широкий ас-сортимент внутренних и наружных элементов автобусов из армированного стеклопластика (передние и задние своды потолка, кузовные панели, потолочные секции, на-польное покрытие, запирающиеся ящики, багажные пол-ки и оконные рамы).

В число их OEM-клиентов входят следующие компа-нии: HINO Trucks SA, ISUZU Trucks SA, Iveco, MAN Truck & Bus, VW, Mercedes Benz SA, UD Trucks SA, Scania, VDL Bus & Coach и Volvo SA.

На протяжении многих лет компания Scott Bader Pty была основным поставщиком сырья для Busmark. Они зна-чительно переработали конструкцию композитных дета-лей для получения возможности применения структурных адгезивов и использования всех преимуществ благодаря более экономичному методу изготовления.

отзыв клиента

Продукция Scott Bader, ее надежное качество и клиентская поддержка сыграли важную роль в тех-ническом развитии компании Busmark 2000 в об-ласти производства и ремонта кузовных деталей автобусов. Это можно заметить по значительному улучшению качества продукции, эффективности производства и общему времени производствен-ного цикла. Практичная поддержка клиентов компа-нией Scott Bader и рекомендации их специалистов помогли компании Busmark 2000 с уверенностью внедрить более совершенные методы производ-ства деталей из композитных материалов, такие как адгезивная фиксация, благодаря чему сегодня наша компания занимает лидирующую позицию на авто-бусном рынке в Южной Африке.

преимущества

• Снижение веса изделий благодаря усовершенствованному и более гибкому производственному процессу

• Повышение производительности более чем на 15% благодаря уменьшению времени сборки

• Необходимость минимальной обработки поверхности деталей для достижения превосходной прочности склеивания

• Точное нанесение адгезива с помощью ручных и пневматических пистолетов

• Один адгезив повышает производительность и позволяет склеивать самые разные материалы

• Технология разработана и полностью поддерживается компанией Scott Bader

• Адгезив превосходит по эксплуатационным характеристикам другие аналогичные продукты

Применение адгезивов Crestabond®

CRESTABOND® M1-20

Для повышения эффективности производства адгези-вы Crestabond были успешно опробованы при соедине-нии различных стеклопластиковых и металлических дета-лей. Компания искала продукт, который бы подходил для использования в условиях рабочего цеха, позволял избе-жать применения механических крепежей и значительно повысил скорость производства.

Применение• Использование адгезива Crestabond M1-20 для скре-

пления деталей из армированного стеклопластика и мягкой/нержавеющей стали.

• Из процедуры сборки было исключено использование механических крепежей, вместо которых стал исполь-зоваться адгезив Crestabond.

• Для более точного нанесения адгезива используются руч-ные и пневматические пистолеты с 400 мл картриджами, благодаря чему достигается гибкость производства.

• Передние и задние своды потолка и наружные боко-вые панели из армированного стеклопластика для ав-тобусов Mercedes Benz.

Свойства • Отличная прочность склеивания достигается при ми-

нимальной обработке поверхности детали из армиро-ванного стеклопластика и нержавеющей стали.

• Эластичность структурных адгезивов обеспечивает от-личную износостойкость и ударопрочность изделий.

• Благодаря большему рабочему времени адгезив M1-20 подходит для различных целей.

www.scottbader.com/adhesives


Комфортабельные кресла для китайских высокоскоростных поездовпроизводства компании Shanghai Cedar Composites Co. Ltd

компания Shanghai CedarComposites Co. Ltd (ШАНХАЙ, КИТАЙ)

Основанная в 2006 году компания Shanghai Cedar Com-posites Technology Co. разрабатывает и производит ком-позитные изделия для спортивного досуга, медицинского оборудования и транспорта.

Применение смол Crestapol®

Crestapol® 1212

Сфера применения: комфортабельные кресла для китайскихвысокоскоростных поездов

Стандарт пожаробезопасности:Немецкие стандарты DIN 5510, S4/SR2/ST2

Содержание тригидрата алюминия:100 частей ON904

Производственный процесс:Литьевое прессование с помощью вакуума

Конструкция пресс-формы:Это кресло имеет очень сложную конструкцию и состоит из 3 элементов, для изготовления которых требуется несколько оформляющих вставок.

отзыв клиента

Мы очень довольны смолой Crestapol® 1212, по-скольку ее можно использовать при литье в закрытые формы. Благодаря ее быстрому отверждению произ-водственный цикл значительно ускоряется. Мы пробо-вали использовать смолу DSM 9001 FR (ненасыщенную полиэфирную смолу, модифицированную метилмета-крилатом) для отлива этих деталей, но она имела пло-хие механические свойства, легко трескалась и имела большее время отверждения. Смола Crestapol® 1212, напротив, очень жесткая даже при высоком содержа-нии тригидрата алюминия и обладает очень хорошими механическими свойствами.

преимущества

• Низкое дымовыделение и токсичность при горении• Соответствие самым строгим мировым нормам

пожарной безопасности стандартов M1/F0, HL2,S4/SR2/ST2

• Чрезвычайно низкая вязкость• Идеально подходит для вакуумной инфузии,

а также для использования в системах селективного литьевого прессования

• Подходит для использования с различными армирующими добавками, от традиционно применяющегося стекла до кевлара и углерода

• Представляет собой огнестойкие системы высочайшего качества для транспортной, строительной и железнодорожной отрасли

www.scottbader.com


ПОЛОЖИТЕСЬ НА НАС В ВОПРОСАХ СКЛЕИВАНИЯ

Клеевые системы ARALDITE широко известны По-требителям уже несколько десятилетий. Более того, за это время, применяя материалы HUNTSMAN в своем производстве, эти Потребители сами стали также широко известны по всему миру. Выбирая структурные клеевые продукты этого Производите-ля, Потребитель получает уверенность в долговре-менном соединении практически любых субстратов (или их сочетаний) с конструкционной прочностью.

Методы структурного склеивания играют ключевую роль в современной промышленной сборке. Особенно это касается новых, композитно-полимерных матери-алов, монтаж которых зачастую невозможен классиче-скими видами соединений (сварка, пайка, разборно/неразборные механические соединения). Более того, прослеживается явное увеличение доли их примене-ния во всех производственных сферах. Рынок требует лёгких и прочных видов монтажа и соединений, клее-вые решения максимально близко подходят для этого: всё чаще и чаще Потребитель выбирает промышлен-

ные адгезивы, как лучший вариант для реализации комплексных задач при проектировании.

Основываясь на более чем 60-летнем наследии пи-онеров в области высокоэффективных адгезивных технологий, HUNTSMAN разработал широкий диапа-зон клеев для обеспечения решения спектра вопро-сов, с которыми инженеры ежедневно сталкиваются в процессе проектирования. В основе этих решений лежат три основные химические системы — эпоксид-ная (EP), полиуретановая (PU), метилметакрилатная (MMA). Все они объединены под брендом Araldite® и обеспечивают превосходные результаты для струк-турного монтажа пластмасс, металлов, композицион-ных материалов и других поверхностей.

МЫ ПОСТАВЛЯЕМ БОЛЬШЕ, ЧЕМ ПРОСТО ПРОДУКТЫ

Ноу-хау и многолетний опыт Производителя, как всемирно известной команды экспертов в области адгезивных технологий — это гарантия наиболее подходящих рекомендаций для любой клеевой за-дачи. Кроме того, это также:

знаменитый, проверенный, надёжный

Материалы

Компания HUNTSMAN ADVANCED MATERIALS один из известных производителей готовых специализированных решений в области композитных полимеров. Особое место в ассортименте Производителя занимают структурные клеевые композиции под брендом ARALDITE.

1 www.huntsman.com/advanced_materials2 www.korsil.ru


• техническая поддержка для каждого отдельно взя-того применения,

• оперативные рекомендации под конкретные тре-бования проекта,

• снижение производственных и финансовых за-трат за счёт сокращения времени процесса,

• улучшение качества и долговечности Ваших ко-нечных изделий за счёт улучшения их физико-ме-ханических свойств, эстетики внешнего вида, стой-кости к внешним воздействиям,

• оперативное удовлетворение потребностей в кле-евых материалах.

СИЛА В СКЛЕИВАНИИ

Наиболее востребованные клеевые решения структурированы Производителем в виде брошюры, ознакомиться с которой можно как на сайте Произ-водителя1, так и на электронном ресурсе официаль-ного дистрибьютора HUNTSMAN в России, компании КОРСИЛ ТРЕЙД2.

В этой брошюре можно найти следующие клее-вые материалы: • Адгезивы с долгим временем жизни, для удобства

работы с большими площадями, и клеевые соста-вы с коротким циклом отверждения, для обеспе-чения быстрого и прочного монтажа небольших соединений.

• Клеевые составы, способные отклеиваться толь-ко от определённого воздействия.

• Адгезивы, устойчивые к высокой температуре, воздействию воды и химических веществ.

• Жидкие клеи, а также тиксотропные клеи (в виде пасты), для заполнения швов или вертикального нанесения.

Ориентируясь на физико-химические свойства адгезивов, можно выбрать жёсткий, наполненный клеевой состав для твёрдых оснований или с опре-делённой степенью эластичности для компенсации тепловых расширений разнородных субстратов, а также клей с оптимальным сочетанием упругости и прочности, что позволит применить его в задачах с ударными и динамическими нагрузками.

Клеевые материалы имеют различные фасовки: начиная от картриджей различных объёмов. В ка-честве промежуточной упаковки, мы можем пред-ложить банки и вёдра. Для значительных произ-водственных потребностей материалы фасуются в бочки и контейнеры.

Данный диапазон адгезивов постоянно дополня-ется новыми клеевыми системами с учётом новей-ших требований инновационного дизайна, а также увеличения доли клеевых технологий в общем объ-ёме производств.

Если Ваша задача является инновационной и требует особых подходов и материалов, то лабора-ториям Производителя под силу разработать кле-евой состав строго под требования Вашей задачи. Для этого Вам нужно только чётко сформулировать технические требования.

РАЗНООБРАЗИЕ КАК ПРЕИМУЩЕСТВО

Каждая из указанных выше систем обладает на-бором ключевых свойств.

Эпоксидные:• Превосходная адгезия к металлам

и термореактивным композитам• Высокая жёсткость и прочность

Материалы

• Отсутствие текучести в отверждённом состоянии• Высокая усталостная прочность• Высокая теплостойкость • Превосходная стойкость к химическим реагентам• Долговечная надёжность.

Полиуретановые:• Превосходная адгезия к большинству композит-

ных материалов • Хорошая адгезия к металлам• Широкий диапазон механических свойств:

от эластичного до жёсткого• Высокая усталостная прочность• Долговечная надёжность.

Метилметакрилатные:• Превосходная адгезия к металлам,

термореактивным композитам и большинству видов пластика

• Минимальная подготовка поверхностей перед склеиванием вплоть до её отсутствия

• Высокая прочность в сочетании с высокой жёсткостью

• Высокая усталостная прочность• Долговечная надёжность• Короткое время склеивания,

вплоть до минимальных значений (быстрый и прочный монтаж).

Материалы

Метакрилаты

Эпоксиды

Удлинение на разрыв

Мо

дул

ь уп

руг

ост

и /

пр

очн

ост

ь Полиуретаны

Вот уже много лет материалы HUNTSMAN представлены в России благодаря компании КОРСИЛ ТРЕЙД.

Наши потребители — это как известные компании, так и предприятия, которые только пробуют свои силы в реализации проектов с применением клеевых технологий. Также немалую долю составляют Заказчики ищущие, в силу возросших требований к выпускаемым изделиям, более совершенные адгезивы. Мы помогаем, и у нас они находят искомое. Приходите, мы поможем и Вам!


Технология нанесения автоматических эпоксид-ных модельных паст имеет ряд существенных пре-имуществ перед традиционными методами произ-водства оснастки: • простота и скорость работы: паста легко нано-

сится при помощи специальной смешивающей установки, которая обеспечивает правильную и точную пропорцию смешивания компонентов.

• большой выбор материалов для конструкцион-ной поддержки — паста может наноситься прак-тически на любой материал: модельные плиты, полистирол, пенопласт, дерево, алюминий. Вне зависимости от выбранного материала, паста имеет прекрасную адгезию с основой.

• сокращение затрат и времени на производство: механическая обработка и отход материала сво-дятся к минимуму, поверхность не имеет швов, ко-торые необходимо дополнительно дорабатывать.

Эпоксидные пасты имеют ряд больших преиму-ществ перед полиуретановыми. Полиуретановые пасты отличаются нестабильностью при транспор-тировке, хранении и использовании материала. Изоцианат, являющийся отвердителем для полиу-ретановых смол, вступает в реакцию с влагой, что приводит к образованию воздушных пузырей и мо-жет заблокировать установку для нанесения. Кро-ме того, это приведёт к образованию пузырей на поверхности оснастки после отверждения. В слу-чае нанесения пасты на уже отверждённую часть (метод создания оснастки путём нанесения пасты в несколько слоев, чтобы избежать усадки), поли-уретановая паста имеет посредственную адгезию между слоями. Также при нанесении полиурета-новая паста не обеспечивает надёжной фиксации на вертикальных и, особенно, на отвесных поверх-ностях. Кроме того, самый большой недостаток ис-

Модельные пасты RAKU-TOOL® от RAMPF Tooling Solutions

Материалы

Янович Александр«СКМ Полимер»www.skm-polymer.ru

Производство крупногабаритной оснастки всегда требует высочайшего качества материалов и точнейшего соблюдения технологий. Немецкая компания RAMPF Tooling Solutions — мировой лидер в области разработок новых и самых современных продуктов для изготовления оснастки, представляет свою линейку эпоксидных модельных паст RAKU-TOOL Close Contour Pastes.


пользования полиуретановой пасты состоит в том, что при каждом выключении и последующем вклю-чении установки в процессе работы, нарушаются пропорции смешивания компонентов, вследствие чего изменяются физические и механические свой-ства наносимого материала.

Одна из последних новинок в линейке — паста RAKU-TOOL CP-6131. Этот материал использовался для производства тестовой оснастки под препрег, для производства автомобильного капота. После прове-дения постотверждения, паста имеет термоустойчи-вость до 170°C, позволяя создавать оснастку для пре-прегов с высочайшими механическими свойствами.

Применение этой пасты позволяет создавать ма-трицы для прямого формования препрегов и со-кратить время производства (не требуется создание оригинальной модели). Не требуется применение каких-либо порозаполнителей — за счёт высокой плотности поверхность материала ровная и гладкая, может подвергаться полировке. Нагрев распреде-ляется быстро и ровно по всей оснастке, без каких-либо ограничений в сложности геометрии оснастки. На сегодняшний момент аналогов этому материалу не существует.

Материалы

Характеристики основных видов модельных паст RAKU-TOOL:

RAKU-TOOL® единицаизмерения

CP-6050 R CP-6050 H

CP-6070 R CP-6070 H

CP-6070 R CP-6072 H

CP-6080 R CP-6080 H

CP-6100 R CP-6100 H

Цвет Бежевый Коричневый Коричневый Серый Голубой

Плотность г/см3 0.5 0,75 0,75 0,85 1,3

Твёрдость по шору d 45–50 55–60 55–60 65–70 85–90

Коэффициент Теплового расширения

10-6K -1 75–80 70–75 70–75 65–70 35–40

Температура тепловой деформации

°C 60–65 60–65 60–65 60–65 70–75

Температура стеклования °C 70–75 70–75 N/A 70–75 70–75

Компрессионная прочность МПa 10–15 18–20 13–18 35–40 110–120

Компрессионный модуль МПa 450–500 900–1000 600–800 2500–3000 6500–7500

Прочность на изгиб МПa 10–15 16–18 13–18 18–23 60–70

Модуль упругости МПa 480–530 800–900 600–800 2300–2800 6500–7500

Толщина слоя мм 40 40 40 40 20

Обработка после (при 25°c) час 24 24 48 24 24

Мы приглашаем Вас посетить производственный центр компании RAMPF Tooling Solutions в Графен-берге (Германия), где Вы сможете лично убедиться в преимуществах применения эпоксидных модель-ных паст, увидеть весь процесс применения паст, прояснить все вопросы по технологии, увидеть по-следние разработки в области производства ком-позитной оснастки, познакомиться с примерами использования модельных паст в различных сфе-рах производства.

Детальную информацию о представленных в статье продуктах и других материалах Вы можете получить у наших специалистов по телефону: +7 (495) 508-37-18 или по электронной почте: [email protected]

Материалы


В настоящее время все более широкое приме-нение в различных отраслях промышленности на-ходят композитные материалы. Это объясняется ужесточением требований к прочности, легкости конструкций, их устойчивости к коррозии, а также к продолжительности срока службы.

Пластики, армированные углеродным волокном, применяются в первую очередь в авиационной промышленности (например, для вертикального оперения, распорок, аэродинамических тормозных устройств) или в машиностроении, где выдвигают-ся такие требования, как пониженная инерция мас-сы или оптимальная демпфирующая способность (динамические компоненты машинного оборудо-вания). Другой областью применения этих матери-алов является спорт и сфера досуга (например, они используются при изготовлении теннисных раке-ток, досок для сёрфинга, велосипедных рам).

К инструменту для механической обработки пла-стиков и композитных материалов, например сте-клопластика, углепластика, сэндвич-панелей, предъ-являются высокие и разнообразные требования. В процессе обработки этих материалов, производите-ли сталкиваются с такими проблемами как расслое-ние, перегрев, образование заусенцев, абразивный износ режущего инструмента.

При работе с композитными материалами, прихо-дится учитывать свойства всех компонентов, входящих в состав. Например, если выбрать слишком большую скорость резания, связующие смолы расплавятся и на-липнут на режущую кромку, а при более низкой скоро-сти резания не произойдет разрезания армирующих волокон. Кроме того, при сверлении, материал очень легко расслаивается, и образуются заусенцы.

Для обработки композитных материалов, следует использовать специальные инструментальные мате-риалы, обладающие высокой устойчивостью к абра-зивному износу. К таким материалам наряду с твёр-дыми сплавами (сорт K) относятся кубический нитрид

бора (КНБ) и поликристаллические алмазы (PKD). Альтернативу инструментам с режущими кромками из поликристаллических алмазов, с их сравнительно высокой стоимостью, представляют твердосплавные инструменты с алмазным покрытием.

Компания Hoffmann Group, европейский лидер в области комплексных поставок профессиональ-ного инструмента, совместно с ведущим инженер-ным центром Германии институтом им. Фраунхофе-ра IWU на протяжении последних лет интенсивно занималась изучением новых материалов и раз-работкой методов их обработки. Благодаря этому сотрудничеству был разработан целый ряд специа-лизированных высокопроизводительных режущих инструментов GARANT.

На сегодняшний день Hoffmann Group предлага-ет широкий ассортимент специальных фрез и сверл GARANT для обработки пластиков и композитных ма-териалов. В данную линейку инструмента входят как инструменты из твердого сплава с алмазным покры-тием, так и фрезы с поликристаллическим алмазом.

Для черновой обработки можно использовать различные роутеры (арт. 209410-209445*), данный тип инструмента имеет разнонаправленные зу-бья и в зависимости от конструкции может удалять стружку как вверх (правая спираль), так и вниз (ле-вая спираль) (Рисунок 1). Чистой и точной кромки при резании углепластика можно добиться, напри-мер, с помощью твердосплавной фрезы с алмаз-ным покрытием GARANT (арт. 209515*).

РежущийинструментGARANTдля обработки композитных материалов


Рисунок 1. Роутеры для обработки армированных пластмасс.

Роутер с правой спиралью

Роутер с левой спиралью


Особая форма режущей кромки данной фре-зы позволяет обрезать листовой углепластик или сэндвич-панель без образования заусенцев на нижней и верхней кромках. Расслоению материала препятствует специальная вогнутая форма режу-щей кромки (рисунок 2). Скорости резания при этом находятся в диапазоне от 150 до 350 м/мин, подача от 0,06 до 0,1 мм/зуб.

Для обработки арамидных материалов, таких как кевлар, используются специальные фрезы с пило-образной режущей кромкой (арт. 209510*), которая позволяет эффективно разрывать арамидные во-локна (рисунок 3). Скорость резания 110 м/мин. Осо-бая геометрия этих фрез препятствует расслоению сплетенных волокон и стекловолокна.

Для обработки термопластичных материалов, та-ких как акрил, полиэтилен и подобные, разработаны специальные однозубые фрезы (арт. 209310-209315*) с правой и левой спиралью (рисунок 4), идеально подходящие для прорезки и контурного фрезерова-ния пластмасс. Большие канавки обеспечивают бес-препятственный отвод стружки.

Для предотвращения расслоения при сверлении волокнистых композитных материалов рекоменду-ется использовать сверла с алмазным покрытием нового поколения (арт. 122512-122534*). Универсаль-ные сверла и сверла для обработки металлов име-ют слишком большой угол при вершине, что нега-тивно сказывается на процессе сверления, так как режущие кромки сверла оказываются неспособны срезать волокна без образования заусенцев (рису-нок 5). Сверла для композитов GARANT с углом при вершине 90° и специальной геометрией режущих кромок препятствуют расслоению материала.

Hoffmann Group, одна из немногих компаний на рынке, предлагает полную линейку инструмента для обработки различных типов композитных ма-териалов и дает подробные рекомендации по вы-бору оптимальных режимов для их обработки.

Получить подробную информацию об этих и мно-гих других продуктах GARANT, а так же заказать уни-кальный каталог HOFFMANN GROUP можно, обратив-шись в центральный офис.


Рисунок 2. Фреза 209515* препятствует расслоению материала.

Рисунок 3. Режущая часть фрезы для обработки арамидов.

Рисунок 5. Сверление волокнистых материалов.

Рисунок 4. Однозубые фрезы с глубокими стружечнымиканавками и разнонаправленными спиралями.

* — артикулы по каталогу Hoffmann № 46 действует с 01.08.2015 по 31.07.2016

209310

209315

Угол при вершине 140°

Угол при вершине 90°

ЗАО «Хоффманн Профессиональный Инструмент»: 193230, Санкт-Петербургпер. Челиева 13, БЦ «Мак Тауэр» Тел.: (812) 309- 11- 33, E-mail: [email protected]

Большой объем технической и маркетинговой информации доступен также на сайтеwww.hoffmann-group.com

Контрольно-диагностическое оборудование на международной выставке

«КОМПОЗИТ – ЭКСПО 2016»


9-я Международная специализированная выставка КОМПОЗИТ–ЭКСПО 2016 состоялась в Москве 17–19 февраля в выставочном комплексе «Крокус Экспо». В мероприятии приняли участие более 120 российских и зарубежных компаний.

Список литературы

1. Матвеев В. И. Форум «Территория NDT — 2015». Мир измерений, №2, 2015, с.55-61.

2. Матвеев В. И. «ЭКСПО КОНТРОЛЬ — 2015». MEGATECH, №2-3, 2015, c.68-76.

3. Матвеев В. И., Клейзер П. Е. Дефектоскопия — 2015. Территория NDT, №4, 2015, с.14-19.

4. Клюев В. В., Матвеев В. И., Артемьев Б.В. Выставки «Testing&Control — 2015» и «NDT Russia – 2015». Приборы, №12, 2015, с.47-55.

В. И. Матвеев ЗАО НИИ Интроскопии МНПО «Спектр», Москва


Неметаллические материалы: пластмассы, рези-на, полиуретан, композиты, — получают всё большее развитие и применение в авиационно-космической отрасли, судостроении, гражданском строительстве, на объектах ядерной и химической промышленно-сти и т.д. Их использование в ряде случаев позволя-ет оптимально решать технологические проблемы, связанные с устранением коррозии, уменьшением веса, улучшением физико-механических свойств и т.п. На выставке российскими и иностранными ком-паниями достаточно полно были представлены ин-новационные технологии изготовления конструкций из современных композиционных материалов, про-изводственное оборудование и образцы изделий. В качестве примера можно привести российскую компанию ОАО «ЦНИИСМ», показавшую стендовое входное устройство для испытаний турбореактив-ных двигателей, металлокомпозитный бак высокого давления, адаптер полезной нагрузки, спицы сило-вого каркаса рефлектора космической антенны, а также возможности композитов в изделиях ОПК. При формировании материала в основе используются углеродные либо стекловолокна, пропитанные эпок-сидным связующим. В других случаях применяют по-рошковые композиции для термореактивных пено-пластов конструктивного назначения. А в последнее время осуществляются перспективные разработки с применением нанокомпозитов (АО «Ижевский элек-тромеханический завод «Купол») для повышения прочности стеклопластиков, адгезионной прочности компаундов холодного отверждения, создания ради-опоглощающих покрытий и материалов, а также реа-лизации других многочисленных возможностей.

В любом случае качество готовых изделий оце-нивают различными испытаниями и применением приборов неразрушающего контроля и техниче-ской диагностики, основанных на различных фи-зических методах: радиационных (рентгеновских), акустических (ультразвуковых), электромагнитных, тепловых и оптических. Данные методы и прибо-ры традиционно демонстрируются на ежегодных международных выставках контрольно-диагности-ческого оборудования [1–4].

Естественно, ряд компаний предложили разноо-бразное контрольно-измерительное и диагностиче-ское оборудование для использования в производ-ственных технологических процессах и испытаниях конечной продукции. Так, компания МЕЛИТЭК пред-ставила целую линейку рентгеновских спектрометров и дифрактометров, оптико-эмиссионных спектроме-тров, анализаторов газов и элементов для проведе-ния химического и структурного анализа. Например, новейший рентгенофлуоресцентный спектрометр S1 TITAN (в ручном исполнении) позволяет проводить быстрый и точный количественный анализ пласти-ка, стекла и керамики при готовой калибровке типа Restricted Materials. Рентгеновские дифрактометры модели D2 PHASER решают задачу анализа структу-ры веществ. Данное оборудование (от фирмы Bruker Materials) является весьма надёжным и получило широкое признание. Всё большее распространение

находит материалография с использованием опти-ко-цифровых микроскопов, например, универсаль-ного инвертированного микроскопа GX71 (фирмы OLYMPUS) или электронных микроскопов, напри-мер, модели Verios (компании FEI). Востребованными остаются приборы измерения твёрдости материалов, в том числе композитов. Здесь компания МЕЛИТЭК предложила ряд модификаций классических твердо-меров (от австрийской компании EMCOTEST) для стан-дартизированных измерений твёрдости по Роквеллу, Бринеллю, Виккерсу и Кнупу. В частности, вызвали интерес портативные твердомеры серии N4 для из-мерения твёрдости по Роквеллу.

Компания MILLAB, в свою очередь, показала воз-можности новых образцов оборудования извест-ной фирмы Agilent Technologies, например, ИК-Фурье спектрофотометра «Аджилент» Cary 630 (для измерения оптических свойств жидких составов) и двух моделей гелиевых течеискателей для точного контроля герметичности объектов из композици-онных материалов.

Большое внимание организаторы выставки уде-лили испытательному оборудованию. Компания МЕЛИТЭК (от швейцарской фирмы Walter+Bai AG) представила целый модельный ряд универсальных систем для испытания материалов: электромеха-нические и сервогидравлические испытательные машины, динамические многоцелевые испытатель-ные системы, маятниковые копры, специальные испытательные машины, камеры для климатиче-ских испытаний и многое другое. Здесь же можно было увидеть высокочастотные резонансные испы-тательные системы RUMUL для усталостных испы-таний. На стенде ООО «ЭКСИТОН ТЕСТ» можно было ознакомиться с испытательными системами миро-вых производителей: это универсальные электро-механические или гидравлические машины с ком-плексным программным обеспечением HORIZON и новые современные видеоэкстензометры для бесконтактного измерения деформации образцов от компании Tinius Olsen, а также машины для ис-пытания материалов на ползучесть, длительную прочность, релаксацию напряжения и деформации фирмы Applied Test Systems Inc. Такое разнообра-



компонента (нагрев лампой накаливания в течение 1-2 секунд) приводит к однозначным результатам измерений при проведении неразрушающего кон-троля объекта. Данные системы позволяют своевре-менно обнаруживать такие дефекты материала, как нарушения сцепления, расслоения, воздушные пу-

зие испытательной техники позволяет выбрать оп-тимальные варианты для любых или специальных испытаний при особых условиях.

Термический анализ полимеров приобретает всё большее значение при тестировании современных композиционных материалов и их составляющих. Известная компания NETZSCH предложила ком-плексное решение DSC 214 Polyma для дифференци-альной сканирующей калориметрии, позволяющей точно и быстро определять чистоту материалов и фазовые переходы в твёрдых телах. Вызвали инте-рес современные технологии мониторинга отвер-ждения полимеров путём измерения изменений в их диэлектрических свойствах. Прибор DEA 288 Epsilon позволяет точно определять параметры отверждения, контролируя изменения вязкости и степени отверждения термореактивных смол, клеёв, красок, композиционных и других видов полимеров и органических веществ с помощью измерения из-менений в их диэлектрических свойствах. Часто по-лимеры достигают максимальных эксплуатационных характеристик благодаря смешиванию с активными добавками. Такие добавки служат для целенаправ-ленной корректировки морфологии или архитекту-ры полимера. С помощью прибора DEA 288 Epsilon можно быстро и надёжно измерить эффективность ускорителей, ингибиторов, антиоксидантов, а также влияние наполнителей, что позволяет значительно сократить производственные затраты в процессе разработки новых материалов.

Существенное развитие получила шерография при неразрушающем контроле композитных материалов. Российская компания NEVA TECHNOLOGY показала мо-бильную установку для демонстрации возможностей шерографии. Шерография — это разновидность ин-терферометрических методов неразрушающего кон-троля (методов дефектоскопии), с помощью которого внутренние разрушения или дефекты компонентов могут быть выявлены посредством измерения и ана-лиза поверхностных деформаций. Деформации об-разуются как ответная реакция внутренней структу-ры на некоторую внешнюю незначительную нагрузку. Совмещая полученные изображения объекта (на-пример, сотовой конструкции) в ненагруженном состоянии с изображением в нагруженном состоя-нии, можно определить изменение любой заданной точки изображения. При субмикронной чувстви-тельности даже сравнительно невысокая нагрузка



зыри, пористость, замятия заполнителя или включения инородных частиц.

Ещё одним важным направлением диагностики ма-териалов и конструкций является применение опто-волоконных систем высокоточных измерений, которые демонстрировались на стендах двух компаний: NEVA TECHNOLOGY и ФГУП «ВИАМ».

Чувствительным элементом оптоволоконных датчиков является оптическая решётка Брэгга. При прохождении света по оптоволокну происходит его частичное отраже-ние от неоднородностей в сердечнике оптоволокна, то есть от Брэгговской решётки. Длина волны отражённого света кратна периоду неоднородностей в решётке. При деформации оптоволоконного датчика деформирует-ся решётка Брэгга, изменяя период неоднородностей в решётке и, как следствие, изменяется отражённая длина волны датчика. По величине изменения отражённой дли-ны волны определяется величина относительной дефор-мации. Из множества примеров практического приме-нения можно назвать мониторинг нагрузок в реальном

режиме времени и контроль формы крыльев самолёта в режиме полёта.Компания ООО «Совтест АТЕ» (г. Курск) представила оборудование для измерений

и неразрушающего контроля в виде стереомикроскопов, цифровых и промышлен-ных микроскопов для проведения оптического контроля изделий из композицион-ных материалов. Цифровой микроскоп ShuttlePixP-400R (Япония, Nikon) позволяет получать высокое разрешение увеличенных изображений, а также захват изо-бражений с расширенной глубиной фокуса. Кроме того, вызвали интерес системы рентгеноскопии и компьютерной томографии промышленного применения серии XT H Nikon. В связи с этим в компании «Совтест АТЕ» создан Центр технологий не-разрушающего контроля, одним из направлений которого стала 4D-томография. В отличие от традиционной компьютерной томографии, где образец должен нахо-диться в статическом состоянии, на образец оказываются различные воздействия с помощью специальной оснастки. Данная технология 4D-томографии позволяет воздействовать на образец, не повреждая его. Таким образом, становится возмож-ным исследование процесса изменения материалов образца во времени.

Определённый интерес у посетителей выставки вызвал чешский портативный прибор ATLAS F-11 (фирма VÚTS, a.s.), предназначенный для динамичного измере-ния и регулирования тягового усилия утка, основы и нити при производстве нитей и тканей разного назначения, что лежит в начале процесса изготовления боль-шинства композиционных материалов.

Выставка показала перспективу и возможности развития производства совре-менных композиционных материалов с целью их более широкого применения во всех отраслях промышленности.


Dots — новый способ светового оформления и дизайна

Применение

Лысенко А. А.Заведующий кафедрой наноструктурных, волокнистых и композиционных материалов им. А.И. Меоса

Точки — звёзды на ночном небе, светящийся планктон в Средиземноморском прибое, светлячки в папоротнике. Это сказочные огоньки ёлочной гирлянды на Рождество и отметки новых этапов жизни!


Исторически кафедра «Наноструктурных волок-нистых и композиционных материалов» СПГУТД* за-нимается световым дизайном. Развитие пришло с работами таких наших выпускников, как Иван Цибук и Юлия Фёдорова, которые благодаря светопрово-дящим тканям и исследованиям в области компо-зиционных материалов освоили процессы катали-тической очистки водных растворов и технологии дизайнерских панелей в строительных материалах.

Более года назад в ходе научного исследования зародилась идея заменить светооптическое волокно на что-то более дешёвое и простое в использовании, чтобы каждый мог создавать световые изображения без подготовки или специальных приспособлений.

Новый виток в светописи и светопроводящих ма-териалах произошёл благодаря изобретению Dots (читается: дотц, в переводе с англ. — точки). Это но-вое поколение световодов, изготовленных из проч-ного термопластика — поликарбоната. Этот материал очень твёрдый и в то же время абсолютно прозрач-ный. Заострённая форма позволяет с лёгкостью втыкать Dots в большинство материалов, а специ-альные насечки удерживают их в нём.

Любая ткань, холст, бумага, картон, мебель, под-весной потолок и даже гипсокартон или дерево мо-гут стать поверхностью для вашего самовыражения.


* Санкт-Петербургский государственный университет промыш-ленных технологий и дизайна


защищённую ленту с выключателем на шнуре и разъ-ёмом USB, дополненную зарядным устройством.

Возможности по внедрению Dots в жизнь бес-крайни, и приведённые примеры лишь малая часть того, как их можно использовать в обучении и ди-зайне, в домашних условиях или для работы.

С того момента, как зародилась идея Dots прошло больше года. Это время не прошло даром. Разра-ботчики испробовали разные варианты промыш-ленного дизайна и различные материалы, чтобы объединить лучшие свойства гвоздей и светопро-водников в одном продукте. Сейчас они находятся в поиске инвесторов и расширяют области приме-нения своего детища.

По словам команды «этот проект лишь первый шаг на пути к созданию абсолютно новых продук-тов для детей и взрослых». А мы искренне надеем-ся, что скоро увидим этот проект на Бумстартере. Ведь их девиз звучит так: «Присоединяйтесь, и да прибудут с вами Dots!».

Зачастую Dots можно воткнуть рукой (в зависи-мости от материала) или воспользоваться шилом. Затем добавить подсветку с обратной стороны, что-бы создать светящийся узор.

Поднаторели? Украсьте искусственный камень при помощи Dots, установите в него водонепроницаемую лампу и удивляйте друзей ландшафтным дизайном!

Создатели Dots рассчитывают запустить ком-мерческое производство комплектов, содержащих прозрачные «гвозди» трёх диаметров, и предста-вить на сайте бесплатные тематические шаблоны, которые можно скачать и распечатать, чтобы с их помощью создать световую мозаику или просто «дотзаику», как называют её авторы проекта.

По их замыслу, каждый сможет познакомиться с со-звездиями, воспользовавшись шаблонами серии «Зо-диаки». Эта версия идеальна для начинающих, более того, её можно раскрашивать карандашами, флома-стерами и красками. Размер изображения 10х15 см.

Изучайте географию, скачав «Карты» 15х20 см (24 области России или одна из 50 стран мира).

А пока подумайте, как ещё можно использовать Dots в повседневной жизни? Вот несколько приме-ров от команды проекта Dots.

Ну а для подсветки ваших работ можно воспользо-ваться любым источником света, либо одним из специ-ально разработанных светодиодных наборов LEDPACK. Последний представляет собой светодиодную водо-



Арматура базальтопластиковая: характеристики, производство, применение


Негматуллаев С. Х., академик НИИ Сейсмологии и сейсмостойкого строительства Оснос С. П., д.т.н., «Basalt Fiber Materials Technology Development»Степанова В. Ф., д.т.н., НИИ Бетона и Железобетона


1. Оснос М. С. Оснос С. П. Базальтовое непрерывное волокно — вчера, сегодня и завтра. Развитие технологий и оборудования, промышленных производств и сбыта. «Композитный мир» №2. 2015. с. 24–29. См. также раздел «Статьи» сайта basaltm.com

2. 99794 UA «Способ производства композитной арматуры и устройство для его осуществления». Оснос С. П., Оснос М. С.

3. Арматура неметаллическая композитная периодического профиля. ТУ 5769 – 248 – 35354501 – 2007. Научно Исследовательский, Проектно-Конструкторский и Технологический Институт Бетона и Железобетона (НИИЖБ), Москва, 2007 г.

4. Технические рекомендации по применению неметаллической композитной арматуры периодического профиля в бетонных конструкциях. НИИЖБ. Москва, 2004 г.

5. Экспертное заключение о возможности использования арматуры композитной базальтопластиковой АБП для армирования бетонных изделий. ГосдорНИИ Украины. 2009 г.

6. Physical, Mechanical, and Durability Characteristics of Basalt FRP (BFRP) Bars Preliminary Test Results, Canada, Universite De Sherbrooke, April, 2010

7. Степанова В. Ф. ,Степанов А. Ю., Жирков Е. П. «Арматура композитная полимерная», Москва, 2013

8. ДСТУ — Н Б В.2.6-185:2012. Руководство по проектированию и производству бетонных конструкций в неметаллической композитной арматурой на основе базальтового и стеклоровинга.

9. ГОСТ 31938 – 2012. Арматура композиционная полимерная для армирования бетонных конструкций.

10. Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with FRP Bars. Reported by Committee 440. ACI 440. 1R-06. 44 p.

11. Негматуллаев С. Х., Оснос С. П. Применение материалов на основе базальтовых волокон в строительстве и сейсмостойком строительстве. Результаты исследований, заключения и опыт применения материалов БНВ в строительстве. «Строительные материалы и технологии 21 века». № 5-6, с.20 – 24. См. также раздел «Статьи» сайта basaltm.com


В статье подведены некоторые итоги работ по разработке и созданию композитной арматуры на основе базальтовых и сте-клянных волокон, представлены типы и классификация, харак-теристики, достоинства и недостатки арматуры базальтопласти-ковой (АБП), результаты проведённых исследований, испытаний ведущих научно-исследовательских институтов — НИИ Строи-тельных конструкций, Проектно-Конструкторский и Технологиче-ский НИИ Бетона и Железобетона, ГосдорНИИ им. М.П. Шульги-на, РосдорНИИ, НИИ КНР, лаборатории Universite De Sherbrooke Canada, НИИ Сейсмологии и сейсмостойкого строительства АН РТ, рекомендации по применению композитной арматуры для строительства, дорожного строительства и сейсмостойкого стро-ительства. Представлена нормативная документация — техниче-ские условия (ТУ), государственные стандарты КНР, Украины, РФ на производство и применение композитной арматуры.

Намечены пути совершенствования и создания новых типов композитной арматуры на основе базальтовых непрерывных волокон (БНВ).

Работы по созданию композитной арматуры на основе не-прерывных стеклянных волокон были начаты в 70-х годах в СССР и ведущими компаниями в США, Канаде, Великобритании, Франции и других стран. Были созданы первые пултрузионные линии для вытяжки прутков, арматуры, профилей; изготовле-ны несколько типов образцов композитной арматуры.

В 90-х годах на Украине и РФ начаты работы по композитной арматуре на основе базальтового непрерывного волокна (БНВ).

В тот период были заложены основы для создания будущих производств композитной арматуры. Отработаны технологии, оптимальные пропорции ровингов и связующих в составе ар-матуры, образцы оборудования (пултрузионные линии, узлы навивки, камеры полимеризации, тянущие устройства) для производства композитной арматуры. Изготовлены опытные партии нескольких типов арматуры на основе стекло и ба-зальтовых ровингов: прутков с покрытием крупным песком и отсевом базальтов (фото 1); прутки с навивкой арматурного профиля жгутом ровинга (фото 2); арматура на основе жгутов ровинга с вдавленным профилем (фото 3 и 4); арматура на ос-нове плетёных ровингов с пропиткой связующими.

Прочностные испытания образцов арматуры на растяжение (фото 5) и изгиб показали, что образцы арматуры на основе прутков с песчаным покрытием и прутков с навивкой арматур-ного профиля жгутом ровинга являются более прочными по сравнению с образцами арматуры из пропитанных жгутов ро-винга с вдавленным профилем (фото 3 и 4). Вполне очевидно, что сформованный плотный пруток является более прочным основанием (стержнем) для арматуры, чем неплотные жгуты ровингов с вдавленным профилем.

Испытания композитной арматуры на вытяжку из бетона (фото 6) показали, что арматура с навивкой арматурного про-филя и арматура с покрытиями отсевом крупного песка, или базальтовой крошки, удовлетворяют требованиям стандартов.

Арматура на основе жгутов ровинга с вдавленным профи-лем (фото 3), для получения удовлетворительных результатов испытаний, потребовала дополнительного покрытия её по-верхности отсевом базальта (фото 4).

Однако, как показала практика, композитная арматура с классическим арматурным профилем более привычна для проектировщиков и строительных компаний.

В НИИ Строительных конструкций (НИИ СК) были проведены комплексные испытания, разработаны технические условия на применение композитной арматуры. Прочностные испытания


Фото 1. Образцы композитной арматуры (АБП) с навивкой арматурного профиля на пруток.

Фото 2. Образцы арматуры базальтопластиковой прутки с покрытием отсевом крупного песка.

Фото 3. Образцы арматуры с вдавленным профилем и покрытием отсевом базальта.

Фото 4. Образцы арматуры с вдавленным профилем в жгуты пропитанного ровинга.


увеличивается приток щелочной влаги. С течением времени стеклопластиковая арматура разрушается и ослабевает по нарастающей. Процесс разруше-ния стекловолокна в составе арматуры может за-нимать несколько лет, в зависимости от влажности бетона. Во влажных средах — фундаментах зданий и опор, дорожных плитах, балках мостов, плотинах, дамбах процесс идёт более интенсивно, по сравне-нию с разрушением стеклопластиковой арматуры, установленной в сухих местах.

На основании результатов испытаний НИИСК за-претил применение композитной арматуры на ос-нове стекловолокна в ответственных строительных конструкциях. К аналогичным выводам пришли за-рубежные компании. Поэтому арматура на основе стекловолокна не получила распространения так-же и в зарубежных странах.

Испытания АБП показали, что арматура на ос-нове БНВ обладает высокой стойкостью под дей-ствием кислот, щелочей, агрессивных сред, солей и окружающей среды. Базальтовые волокна в 6 – 8 раз менее гигроскопичны по сравнению со стекло-волокном, не подвержены разрушению в щелоч-ной среде. АБП обеспечивает гарантийные сроки эксплуатации арматуры не менее 50 лет без следов разрушения базальтовых волокон в щелочной бе-тонной среде, а также при воздействии растворов антиобледенительных солей в дорожных бетонных покрытиях и плитах, циклов замораживания-раз-мораживания.

Однако широкого применения в 90-х годах ком-позитная арматура не получила по ряду причин:1. Ограниченные объёмы производства и высокая

себестоимость производства БНВ на единствен-ном тогда в мире заводе «Теплозвукоизоляция» под Киевом.

2. Стоимость погонного метра композитной армату-ры на основе БНВ в 5 раз превышала стоимость стальной арматуры.

3. Отсутствие нормативной документации на при-менение композитной арматуры.

Вполне очевидно, что строительные компании не стали широко применять композитную армату-

образцов композитной арматуры на основе базаль-тового и стекловолокна показали:• прочность на разрыв композитной арматуры

на основе стекловолокна составляет бкас = 1000 МПа, а на основе базальтового непрерывного волокна бкаб = 1200–1300 МПа;

• прочность на разрыв арматуры базальтопластиковой (АБП) на 20–30% выше арматуры стеклопластиковой (АСП) и в 2,5 раза стальной арматуры А3 — бса = 390 МПа;

• модуль упругости стальной арматуры А3 Еса = 200 ГПа в 2,5–3 раза превышает показатель композитной арматуры АБП Ека = 70 ГПа.

Композитная арматура полностью соответствует тре-бованиям климатических испытаний и циклических ис-пытаний на замораживание и размораживание.

Испытания на химическую стойкость при кипя-чении в воде, растворах солей, кислоте показали высокую химическую и коррозионную стойкость композитной арматуры.

Поскольку бетон является щелочной средой, по-этому особое внимание было уделено испытаниям композитной арматуры на химическую стойкость в щелочной среде.

Известно, что стекловолокно, в отличие от ба-зальтового волокна, в щелочной среде подвержено разрушению. При создании АСП была надежда, что стекловолокно может быть защищено эпоксидными связующими от воздействия щелочной бетонной сре-ды. Испытания стеклопластиковой арматуры на хи-мическую стойкость показали, что Е-стекловолокно в составе арматуры гигроскопично и подвержено раз-рушению щелочной бетонной средой.

Разрушение стеклопластиковой арматуры про-исходит следующим образом. На поверхности ар-матуры всегда имеются микротрещины. Через эти микротрещины проникает влажная щелочная бе-тонная среда. За счёт капиллярности стекловолок-на щелочная среда проникает вдоль волокон вглубь арматуры. При этом происходит разрушение стекло-волокна и ослабление арматуры. По образовавшим-ся каналам внутрь стеклопластиковой арматуры


Фото 5. Испытания образца АБП на растяжение. Фото 6. Проведение испытаний образцов АБП.


ру без нормативной документации и по цене в пять раз выше стальной арматуры.

Работы по совершенствованию технологий и обо-рудования производства БНВ были проведены на Украине, затем украинскими специалистами в КНР и РФ. Достигнутые результаты позволили в 6 раз снизить расход природного газа и в 7 раз электроэ-нергии на производство БНВ, существенно снизить себестоимость производства, повысить прочност-ные характеристики БНВ [1]. БНВ по своим характе-ристикам стали сопоставимы с дорогими углерод-ными волокнами, а по себестоимости производства с Е-стекловолокном.

Специалистами компаний «BFM TD» и «Базаль-товые волокна и композитные материалы» были проведены работы по повышению прочностных ха-рактеристик АБП. Установлено, что прочностные ха-рактеристики АБП зависят от нескольких факторов: 1. Прочности ровингов БНВ — основной армирую-

щей составляющей композитной арматуры, ко-торые в составе композитной арматуры состав-ляют 75–77%. Практика показывает, что наиболее высокими показателями по прочности обладает АБП из ровингов БНВ с диаметрами элементар-ных волокон 13–15 микрон и прочностью на раз-рыв не менее 3000 МПа.

2. Замасливатели на первичных базальтовых волок-нах должны быть совместимы со связующими для производства арматуры. Переходы волокно за-

масливатель связующее должны образовывать прочную монолитную структуру в составе АБП.

3. Типа и структуры арматуры. Арматура, сформо-ванная на основе плотных стержней, имеет бо-лее высокие прочностные характеристики, чем на основе неплотных жгутов ровинга.

4. Технологическое оборудование должно обеспе-чивать требуемые технологические параметры производства прочной АБП: равные натяжения первичных жгутов БНВ в ровинге и натяжения жгутов ровингов в арматуре, удаления влаги из ровингов перед пропиткой, качество пропитки ровингов связующим, плотность формирования стержня (прутка) арматуры.

Технологии и оборудование изготовления ком-позитной АБП с высокими прочностными показа-телями представлены в патенте 99794 UA «Способ производства композитной арматуры и устройство для его осуществления» [2].

НИИ Бетона и Железобетона (НИИЖБ), НИИ До-рожного строительства, НИИ Строительных кон-струкций, лабораторией в Канаде были проведе-ны работы по испытаниям композитной арматуры, разработаны технические условия (ТУ) [3, 4, 5, 6].

НИИЖБ были проведены физико-механические испытания композитной арматуры. Характеристики стальной и композитной арматуры приведены в та-блице 1 [3].


Таблица 1. Сравнительные характеристики стальной и композитной арматуры.

Характеристики Стальная арматура А3 ГОСТ 5781-82Композитная арматура

ТУ 5769-183-40886723-2004 ТУ 5769-248-35354501-2007

Временное сопротивление разрыву, МПа

бв = 390; б

расч = 360

АСП: бв = 1 000; б

расч = 900

АБП: бв = 1 100; б

расч = 1 000

АСП: бв = 1 200; б

расч = 1 100

АБП: бв = 1 300; б

расч = 1 200

Модуль упругости, МПа Ер = 200 000 АСП: Е

р = 41 000; АБП: Е

р = 47 000

АСП: Ер = 55 000; АБП: Е

р = 71 000

Характер поведения арматуры под нагрузкой (зависимость «б и Е»)

Площадка тягучести под нагрузкой

Упруго-линейная зависимость до разрушения

Относительное удлинение, Е, % 14 2,2

Плотность, γ, г/см3 7,8 1,9

Коррозионная стойкость Коррозирует с выделением ржавчины Не коррозирует

Теплопроводность Теплопроводима Нетеплопроводима

Электропроводность Электропроводна Неэлектропроводна

Теплостойкость

Испытана в среде горячего асфальтобетона (+ 200°С) и при пропаривонии бетонных изделий (+ 100°С). Потери прочности не выявлено.

Морозостойкость

Испытана в климатической камере в режиме замерзания и оттаивания до температуры -55°С в течении 100 циклов. Потери прочности не выявлено.

бв, МПа б

в, МПа

1415

2,2

390 1300АБП

АСП1200

Е, % Е, %


Крепления стержней сетки производится поли-мерными фиксаторами, препрегом ровинга, или отожженной металлической вязальной проволокой аналогично вязке сеток из стальной арматуры.

Сетки композитной арматуры Ф 5–12 мм, на на-грузки от 50 до 500кН/м (5–50 тонн/м).

Прочностные характеристики композитных ар-матурных сеток проведены в таблице 4 [4].

Преимущества АБП — высокие прочностные ха-рактеристики, отсутствие коррозии, вес, низкое энергопотребление при производстве и более низ-кая себестоимость производства по сравнению со стальной арматурой [7].

Основой АБП является базальтовые непрерывные волокна (БНВ). БНВ производится из природного сы-рья — магматических базальтовых пород. Основные энергозатраты на подготовку базальтов выполнены природой. АБП производится по «холодным» тех-нологиям. На производство АБП требуется в 30 раз

Замена стальной арматуры на композитную

Расчёт и конструирование бетонных изделий про-изводятся в соответствии СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положе-ния», ГОСТ Украины ДСТУ – Н Б В.2.6-185:2012 [ 7 ]. При проектировании бетонных конструкций с использо-ванием композитной арматуры следует руководство-ваться равенством нагрузок, прикладываемых к ар-матуре.

Порядок замены стальной арматуры на композит-ную приведён в таблице 2.

Согласно данным таблицы 2 стальную арматуру А3 диаметром 22 мм по своим прочностным характери-стикам можно заменить АБП диаметром 14 мм.Примечание. В реальных бетонных конструк-

циях замена стальной арматуры на композитную осуществляется на основе расчета по первому и второму предельному состоянию.

Сравнение количества погонных метров в тонне АБП и стальной арматуры А3 приведено в таблице 3.

Погонный метр АБП имеет в 8–10 раз меньший вес по сравнению с аналогичной по прочности стальной арматурой А3.

Отработаны методы соединений композитной арматуры — вязка проволокой также как и стальной арматуры; вязка препрегами ровингов и полимер-ными фиксаторами.

Сетки из композитной арматуры

Сетки изготавливают из стержней композитной арматуры диаметрами от 5 до 12 мм (рисунок 1).

Таблица 2.

Металлическая арматура А3 ГОСТ 5781-82

Композитная арматура АБП ГОСТ 31938 – 2012

Диаметр 6А3 Fсеч

= 28,3 мм2; Ррасч

= 10 200 Н 5 АБП Fсеч


= 10 200 Н

8 А3 Fсеч


= 18 100 Н 6 АБП Fсеч


= 18 100 Н

10 А3 Fсеч


= 28 300 Н 7 АБП Fсеч

= 28,3мм2; Ррасч

= 28 300 Н

12 А3 Fсеч

= 113,1 мм2; Ррасч

= 40 720 Н 8 АБП Fсеч


= 40 720 Н

14 А3 Fсеч

= 154 мм2; Ррасч

= 55 450 Н 10 АБП Fсеч


= 55 450 Н

16 А3 Fсеч


= 72 360 Н 11 АБП Fсеч


= 72 360 Н

18 А3 Fсеч


= 91 450 Н 12 АБП Fсеч


= 91 450 Н

20 А3 Fсеч


= 113 040 Н 13 АБП Fсеч


= 113 040 Н

22 А3 Fсеч


= 136 800 Н 14 АБП Fсеч


= 136 800 Н

Fсеч

— поперечное сечение арматуры, мм2

Ррасч

— усилие растяжения арматуры при расчетном временном сопротивлении разрыву, Н.

Таблица 3.

Композитная арматура АБП Сравнительно со стальной арматурой А2, А3

БПА, диаметр Ф (мм) Количество, м./т.Равнопрочная замена на А3 диаметр Ф (мм)

Количество п.м арматуры в тонне

4АБП, Ф 4 48780 6 А3, Ф 6 4504

6АБП, Ф 6 20618 8 А3, Ф 8 2531

10 А2, Ф 10 1620

8АБП, Ф 8 11299 12 А3I, Ф 12 1126

10АБП, Ф 10 7092 14 А3, Ф 14 826


Композитная арматура диаметром 5–12 мм

Рисунок 1. Сетки композитной арматуры.

t — шаг ячейки


туру приняты в КНР, Украине, РФ и рядом стран СНГ. Стандарты имеют различия и дополняют друг друга.

Государственный стандарт КНР (принят в 2007 году) содержит основные положения, диаметры арматуры от 6 до 50 мм (6mm, 8mm, 10mm, 12mm,16mm, 20mm, 25mm, 32mm, 40mm, 50mm), таблицы характеристик и допусков. Общий объём стандарта 15 страниц.

Государственный стандарт Украины ДСТУ-Н Б В.2.6–185:2012 «Руководство по проектированию и производству бетонных конструкций с неметалли-ческой композитной арматурой на основе базаль-тового и стеклоровинга» (принят 01.04.2013, объём 32 страницы) [8]. В стандарте представлены сферы применения, характеристики и расчётные данные композитной арматуры (КА), расчётные данные бе-тонных конструкций с КА, расчёты элементов с КА при действии продольных, поперечных сил, при кручении и продавливании, расчёты и ограниче-ния образования и раскрытия трещин, прогибов. Конструктивные требования: анкерование КА, се-ток КА, способы соединения КА и сеток КА. Правила конструирования бетонных элементов с КА: балок, сплошных и безбалковых плит, колонн, стен. Пра-вила изготовления бетонных конструкций с КА, входной контроль качества, способы вязки про-дольных и поперечных каркасов арматуры.

ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимер-ная для армирования бетонных конструкций» (вве-дён в действие в качестве национального стандарта РФ 01.01.2014, объём 33 страницы) [9]. В ГОСТе пред-ставлены: основные положения, методы и аппара-тура контроля прочностных характеристик КА на растяжение, сжатие, срез, прочности сцепления КА с бетоном, предельную температуру эксплуатации.

ГОСТ 31938-2012 также принят Межгосударствен-ной научно-технической комиссией по стандар-тизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве рядом стран: Азер-байджан, Армения, Беларусь, Киргизия, Молдова, Таджикистан, Узбекистан.

Проводятся работы по подготовке и принятию стандартов стан ЕС и США [10].

Применение композитной арматуры

Применяется в таких сферах, как: строительство, сейсмостойкое строительство (армирование фунда-ментов, свай, колон, армирование бетонных изде-лий, сейсмических поясов), гидротехническое строи-тельство (армирование плотин, дамб, русла каналов),

меньше энергоносителей, чем для производства стальной арматуры. Поэтому себестоимость произ-водства АБП в 2–2,5 раза ниже стальной арматуры.

По результатам исследований долговечность бе-тонных конструкций с использованием АБП состав-ляет не менее 100 лет. Такая долговечность эксплуа-тации обусловлена высокой химической стойкостью арматуры в агрессивных средах — щелочной среде бетонов, хлористых солях противогололёдных реа-гентов, морской воде, кислотной среде.

АБП по своим характеристикам, энергозатратам, себестоимости производства имеет значительные перспективы роста объёмов производства и при-менения. К настоящему времени созданы все ус-ловия для массового производства и применения композитной арматуры на основе БНВ, созданы эффективные технологии и оборудование для про-мышленного производства БНВ и АБП, разработана и принята нормативная документация ТУ и ГОСТы.

При создании производств композитной арма-туры БНВ следует учитывать опыт производства стальной арматуры. Стальная арматура производит-ся крупными металлургическими комбинатами в со-ответствии с требованиями ГОСТ. Металлургические комбинаты имеют центральные заводские лабора-тории — ЦЗЛ и службы ОТК, которые осуществляют научное, технологическое сопровождение произ-водства и контроль качества арматуры. В то же вре-мя мелкие производства арматуры из металлолома не всегда соответствуют требованиям качества.

Производства АБП также следует создавать на заводах производителях БНВ с контролем их ха-рактеристик и качества — от базальтового сырья, производства БНВ, ровингов, до АБП, с контролем партий арматуры.

Производители композитной арматуры, которых в последние годы возникло достаточно много (15 в РФ и Украине, около 60 в КНР, создаются производства и в других странах), должны также обеспечивать за-водской контроль качества, стремиться к созданию собственного законченного цикла производства от БНВ до АБП. Производства композитной арматуры нужно обеспечивать централизованным контролем технологических процессов, ввести систему контро-ля образцов выпускаемой арматуры и сертифика-ции соответствия требованиям ТУ и ГОСТов.

На основе исследований ведущих НИИ разработа-ны государственные стандарты ряда стран на про-изводство и применение композитной арматуры. Государственные стандарты на композитную арма-


Таблица 4.

Прочность сетки на растяжение, кН/м

Шаг ячейки сетки, t (мм)

Ф5 мм АСП 6АСП 7АСП 8АСП 10АСП 12АСП

50 200*200

100 200*200

200 150*150 200*200 300*300

300 150*150 200*200 300*300

400 150*150 200*200

500 150*150


зданий и сооружений. Тканые ленты и конструкци-онные ткани БНВ предварительно пропитываются связующими, при этом получают препреги. Препре-гами как бандажом с усилием в натяг обтягивают здания. Затем препреги полимеризуются и обра-зуют плоскую арматуру. Плоская арматура обеспе-чивает повышение прочности и сейсмической стойкости зданий, сооружений, препятствует обра-зованию и развитию трещин. Плоская композитная арматура применяется для обрамления и усиления зданий и сооружений (вместо металлоконструк-ций), дополнительного армирования и усиления панелей перекрытий, пролетов мостов, бетонных плотин, дамб.

Композитные профили: Т, П, уголки, двутавры, полые квадратные, прямоугольные, треугольные, трубки и других сечений (рисунок 2) могут найти применение для армирования и усиления бетон-ных конструкций и изделий.

Для сцепления с бетоном поверхность армиру-ющих профилей покрывают крупным песком, или отсевом базальта.

Недостатки композитной арматуры и их устранение

1. Основой композитной арматуры являются не-горючие волокна: базальтовые, стеклянные и

дорожное строительство (армирование бетонных дорог, дорожных плит, лотков, опор и перекрытий мостов) [11].

Специальные виды композитной арматуры Полая арматура. Применение полой арматуры

больших диаметров позволяет обеспечить высо-кую прочность арматуры при минимуме расхода материалов и снизить стоимость композитной ар-матуры (фото 11).

Анкеры из полой арматуры. Применение — стро-ительство тоннелей, горных выработок шахт.

Анкеры устанавливаются в пробуренные шурфы горных выработок, в отверстие анкера вводится це-ментно-песчаная смесь, которая затвердевает и ан-керы вмуровываются в горную выработку туннеля. К анкерам крепятся композитные арматура и арми-рующие сетки.

Композитные тросы. Вантовые тросы на основе БНВ (фото 12) превосходят по своим характеристи-кам стальные. Применение вантовых тросов в мо-стостроении позволяет повысить прочность и не-сущую способность мостов.

Плоская арматура на основе конструкционных лент и ровинговых тканнй БНВ.

Применение плоской арматуры БНВ предназна-чено для повышения прочности, сейсмостойкости


Фото 7, 8. Применение АБП при строительстве дорог с бетонным покрытием.

Фото 9. Армирование пролетов моста АБП.

10. Применение АБП — монолитное строительство жилых зданий*.

* При строительстве жилых зданий композитная арматура, в отличие от стальной, не экранирует помещения здания от магнитного поля Земли, что положительно сказывается на самочувствии и здоровье жителей дома.

7

10

8 9


базальтовой арматуры проводились ранее - раз-работаны несколько видов неорганических свя-зующих и в настоящее время. Применение неор-ганических связующих позволяет производить АБП на температуры длительного применения до 600°С, что на 200°С выше предельных темпера-тур применения стальной арматуры. Предельная температура применения АСП до 400°С опреде-ляется термостойкостью стекловолокна.

2. Композитную арматуру нельзя гнуть по месту, как стальную арматуру. Этот недостаток устраняется её профилированием и гибкой при её изготов-лении; вязкой прутков арматуры, а также при-менением препрегов — пропитанных связующим жгутов ровинга, узких лент, шнуров, которые по месту применения укладывают, вяжут и затем по-лимеризируют.

углеродные. Однако применение горючих эпок-сидных и полиэфирных связующих делает ком-позитную арматуру также горючей. Такую арма-туру можно применять под защитой слоя бетона или в фундаментах, основаниях зданий, сваях, дамбах и плотинах, бетонных покрытиях дорог, дорожных плитах, и других местах, где не может быть воздействия открытого пламени.

Устраняют этот недостаток применением анти-пиренов — добавок в связующие, которые дела-ют связующие и композитную арматуру трудного-рючей; применением негорючих неорганических связующих, которые делают арматуру полностью негорючей и огнестойкой. Неорганические свя-зующие имеют щелочную реакцию, поэтому про-изводить негорючую и огнестойкую композит-ную арматуру возможно только на основе БНВ.

Работы по созданию негорючей и огнестойкой


Фото 11. Полая БПА, полые анкеры для крепления тоннелей.

Фото 13. Бандажные ленты БНВ.

Рисунок 2. Композитные профили.

Фото 12. Композитный трос на основе ровингов БНВ для вантовых мостов.

Фото 14. Армирующая однонаправленная ткань на основе ровинга БНВ.


1. Возможности создания производств БНВ на ос-нове местных месторождений базальтов. Инве-стиции в создание производств БНВ и АБП требу-ются относительно незначительные, поэтапные, при сжатых сроках окупаемости.

2. Экономия энергоресурсов при производстве АБП — в 30 раз ниже, чем для производства стальной ар-матуры. Экологичность производства БНВ и АБП.

3. Низкая себестоимость и высокая рентабельность производства.

4. Возможность создания производств БНВ и АБП, как в странах экспортерах стальной арматуры (создание энергосберегающих и высокотехно-логичных производств), так и импортерах сталь-ной арматуры (замещение импорта собственным производством, возможности экспорта АБП).

5. Гарантированный сбыт. Созданы все условия по широкой замене АБП традиционной сталь-ной арматуры — нормативная база для широко-го применения АБП, современные технологии и оборудование производства БНВ обеспечивают более низкую себестоимость производства АБП по сравнению со стальной арматурой.

Рынок стальной арматуры составляет десятки мил-лионов тонн в год. Даже частичная замена стальной арматуры на АБП в объемах 5–10% потребует созда-ния десятков–сотен крупных заводов БНВ и АБП. *Примечание. Стальная арматура будет широ-

ко применяться в больших объемах в ближайшем и обозримом будущем. Композитную арматуру ни в коем случае нельзя рассматривать как какого-то конкурента арматуры из стали. В настоящее время объемы производства композитной арма-туры — это капля в море. Только по мере роста объемов производства БНВ АБП будет постепенно и частично заменять стальную.

Классификация композитной арматуры

Предлагается следующая классификация компо-зитной арматуры (таблица 5).

По волокнам основы арматуры: на основе ба-зальтовых непрерывных волокон — АБП; стеклово-локна — АСП; углеродных волокон АУП; химических волокон (арамидных и др.) АХП.

По основе. Арматура круглого сечения на основе цельнотянутого прутка; на основе жгута ровингов. Арматура профильная. Арматура плоская на основе однонаправленных лент и тканей.

По профилю арматуры и ее покрытию: выступа-ющий арматурный профиль, вдавленный профиль, покрытие поверхности крупным песком, или отсе-вом базальта.

Специальные виды композитной арматуры: по-лая арматура; плоская арматуры на основе однона-правленных ровинговых тканей, лент, армирующие профили.

По степени горючести: арматура на основе горю-чих связующих (эпоксидных и полиэфирных смол), трудногорючая арматура с добавлением в связующие антипиренов, негорючая композитная арматура на основе негорючих (неорганических) связующих.

Выводы и прогноз развития производства и применения АБП

АБП имеет преимущества по сравнению со стальной арматурой по прочностным характеристикам, корро-зионной и химической стойкости, весовым показате-лям, долговечности эксплуатации, электроизоляцион-ным свойствам.

Создание производств БНВ и АБП также имеет ряд преимуществ.


Таблица 5.

По форме сечения арматуры По основе Материал основыПрофиль и покрытие

поверхности арматурыПо степени горючести и

температуре применения

Арматура круглого сечения (классическая)

Арматура круглого сечения, диаметр (мм)

На основе цельнотянутого прутка ровингов БНВ

С навивкой арматурного профиля ровингом — (а)

Трудногорючая с антипиренами до 400°С (тр)

Арматура круглого сечения, диаметр, (мм)

На основе жгутов ровинга БНВ С вдавленным профилем (в)Неглрючая на основе негорючих связующих, до 600°С (нг)

Арматура круглая полая, диаметры Ф, ф (мм)

— — —

Арматура сложного сечения — профильная. Арматура плоская.

Профили Т, П, двутавр, квадрат и др. сечений, с указанием размеров (мм)

Ровинг базальтовый (Б), стекловолокно (С), углеродное волокно (У), химволокна (Х)

С покрытием песком, или отсевом базальтов (п), (б)

Горючая на температуры применения до 280°С (г)

Арматура плоская с указанием ширины, (мм)

Ровинг базальтовый (Б), стекловолокно (С), углеволокно (У).

Без покрытия, или с покрытием песком (п), отсевом базальта (б)

Негорючая (нг), или трудногорючая (нг)

Арматура плоская тканевая АБП Т 600

На основе базальтовых тканей

Однонаправленных ровинговых тканей, ширина ткани (мм)

—

Арматура плоская ленточная АБП Л 50

На основе базальтовых лент С указанием ширины ленты (мм)

—

Горно-шахтное оборудование из композитов


Холодников Ю. В.к.т.н., генеральный директор ООО СКБ «Мысль», г. Екатеринбург

Таугер В. М.к.т.н., ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет», г. Екатеринбург


1. Зайков В. И., Белявский Г. П. Эксплуатация горных машин и оборудования. – М.: МГГУ, 2006. – 256 с.

2. Холодников Ю. В. «Перспективы развития в России производства композиционных материалов и изделий из них». / Вестник машиностроения. – №8 – 2009 г. – с 80 – 83.

3. Холодников Ю.В., Попов Ю. В. «К вопросу о терминологии в технологиях производства промышленных композитов». / Композитный мир. – №4 – 2014 г. – с 40 – 49.

4. Холодников Ю. В. «Промышленные композиты». / Химическое и нефтегазовое машиностроение. – №12 – 2012 г. – с 34 – 36.

5. Холодников Ю. В. «Оборудование из композиционных материалов для горнодобывающих и обогатительных производств». / Горная промышленность. – №4 – 2010 г. – с 2 – 5.

6. Холодников Ю. В., Таугер В. М., Замараев С.Ю. «Совершенствование конструкций осевых вентиляторов главного проветривания шахт». / Горное оборудование и электромеханика. – №9 – 2014 г. – с. 28 – 33.

7. Справочник по композиционным материалам: в 2 кн. / под ред. Дж. Любина. – М.: Машиностроение, 1988 г. – 584 с.

8. Егоров О. Д., Подураев Ю. В. Мехатронные модули. Расчет и конструирование: учеб. пособие. – М.: МГТУ «СТАНКИН», 2004. – 386 с.

9. Таугер В.М. Конструирование мехатронных модулей: учеб. пособие. – Екатеринбург: УрГУПС, 2009. – 336 с.

10. Писаренко Г.С. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев: Наукова думка, 1988. – 736 с.

11. Обухов А. С. Расчет на прочность конструкций из стеклопластиков и пластмасс в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. – М.: Машиностроение, 1978. – 142 с.

12. Батаев А. А., Батаев В. А. Композиционные материалы: строение, получение, применение: учеб. пособие. – М.: Университетская книга: ЛОГОС, 2006. – 440 с.

13. Патент РФ №2473424 «Способ изготовления объемных изделий из композитов». Опубл. 27.02.2013 г. Патентообладатель – ООО СКБ «Мысль».

14. Патент РФ № 2513405 «Способ изготовления кожухообразных изделий из композитов». Опубл. 17.02.2014 г. Патентообладатель – ООО СКБ «Мысль».


Экономическое развитие страны базируется на научно-техническом прогрессе, который невозмо-жен без роста эффективности горнодобывающей промышленности, заключающегося в конструктив-ном совершенствовании и повышении экономич-ности горно-шахтного (ГШО) и горно-обогатитель-ного оборудования, а также оборудования смежных областей производства.

Благодаря научным исследованиям, совершен-ствованию действующей и проектированию новой техники для добычи полезных ископаемых, каче-ство отечественного ГШО неуклонно повышается.

Однако, по таким важным показателям, как стои-мость изготовления, сборки, монтажа, трудоёмкость обслуживания и ремонта, существенные сдвиги в положительную сторону не наблюдаются. То же ка-сается и требований, предъявляемых к ГШО в части надёжности, предполагающих безотказную работу техники в течение заданного периода. До настояще-го времени показатели надёжности оборудования отрасли остаются весьма низкими. По данным ИГД им. А. А. Скочинского, случайные перерывы в рабо-те ГШО, в основном по причине внезапных отказов, превышают 50% продолжительности смены [1].

Определяющую роль, как с точки зрения сто-имости, так и с точки зрения надежности, играют материалы, из которых изготовлены детали ма-шины. Подавляющее большинство деталей ГШО (в России — 98–99% от общего их числа в изделии), выполнено из сталей и сплавов. Необходимо отме-тить, что добыча полезных ископаемых относится к числу отраслей, использующих наиболее мощные и сложные в конструктивном и эксплуатационном от-ношении, а потому весьма металлоёмкие, машины и агрегаты.

Большим резервом снижения массы, трудоёмко-сти сборки, монтажа, ремонта, повышения техноло-гичности изготовления, надёжности и долговечно-сти является снижение металлоёмкости ГШО путём полномасштабного использования конструкцион-ных неметаллических материалов. Практика пока-зывает, что широкое применение композитов в ма-шиностроении позволяет достичь: снижения массы изделия в 3–4 раза, трудоёмкости изготовления в 1,5–3 раза, энергоёмкости производства оборудова-ния из композитов в 8–10 раз, увеличения ресурса техники в 1,5–3 раза [2]. Кроме того, отмечается су-

щественное уменьшение расходов на транспорти-ровку и ремонт.

Учитывая масштабность и государственную зна-чимость проблемы интенсификации производ-ственных процессов в горной промышленности, следует считать снижение металлоёмкости и повы-шение эксплуатационной надёжности ГШО путём использования композитов актуальной научно-технической проблемой.

Известно более 250 способов получения изделий из полимерных композиционных материалов [3]. Свой-ства изделия находятся в сильной зависимости от способа изготовления, качества применяемых материалов, квалификации изготовителя и т.д., в большинстве случаев есть возможность подобрать технологию в соответствии с заданными механиче-скими параметрами и эксплуатационными требова-ниями к изделию. Технологии, которые могут быть на данном этапе исследования рекомендованы для производства конкретных изделий ГШО, сведены в таблице 1.

В таблице 1 отражена принципиальная возмож-ность выполнения изделия конкретным способом. В том случае, если способов несколько, выбор од-ного из них осуществляется конструктором на ос-нове технико-экономической оценки вариантов. На рисунке 1 представлены образцы изделий из ком-позитов для ГШО.

Многовариантность выбора следует считать по-ложительным фактором, т.к. она предоставляет возможность оптимального решения поставленной задачи. Полезно проиллюстрировать это положе-ние следующим примером.

Корпусные изделия вентиляторных установок могут быть изготовлены пятью способами из семи указанных в таблице 1. Выбирая способ, конструк-тор должен учесть, какой именно элемент подлежит изготовлению, изучить предъявляемые к нему тре-бования. В число корпусных изделий главных вен-тиляторных (осевого типа) установок входят корпус вентилятора, коллектор, обтекатель и диффузор.

Высокие требования в части точности размеров к диффузору, коллектору и обтекателю не предъ-являются, из нагрузок они воспринимает только собственный вес (если не считать слабого внутрен-него давления воздуха при нагнетательной схеме вентиляции). В то же время размеры, а, следова-


Таблица 1. Способы изготовления компонентов ГШО.

Изделие

Способ изготовления

Контактные способы

формованияПрессование

Автоклавное формование

ИнжекцияОбъёмное

формованиеНамотка Полимербетон

Корпусные элементы и рабочие колеса ВУ + – + + + + –

Лопатки главных ОВ + + – + – – –

Воздухо-воды + – – - + + –

Рабочие колёса насосов СО + + – – – – +

Трубопро-воды СО – – – – + + +

Ёмкости + – – + + + –

Защита ГШО от абразивного и хим. воздействия + – – – – – +

Обозначения: ВУ — вентиляторная установка; ОВ — осевой вентилятор; СО — система водоотлива


сообразности уменьшения массы, повышения техно-логичности изготовления, снижения трудоемкости сборки, монтажа, ремонта, повышения надёжности и долговечности ГШО путём широкого использования конструкционных неметаллических материалов, и в первую очередь стеклопластиков на основе поли-мерного связующего.

На пути полномасштабного проведения в жизнь указанного инновационного мероприятия стоят пре-пятствия как субъективного, так и объективного ха-рактера.

К субъективным препятствиям относится, прежде всего, отсутствие внятной государственной позиции по развитию производства изделий из композитов, прежде всего для промышленного сектора эконо-мики, без которой, к сожалению, реального разви-тия научных исследований и производства в нашей стране ожидать не приходится. Та поддержка, кото-рая в настоящее время осуществляется со стороны государственных органов, приводит, как правило, к оживлению выпуска изделий бытового назначения и лишь в крайне редких случаях — к серийному из-готовлению продукции узкого ассортимента, (та-кой, как трубы различных типоразмеров, ёмкости и строительная арматура) для нужд тяжёлой, хими-ческой, добывающей отраслей промышленности. В основном же опыт применения композитов исчер-пывается единичными и мелкосерийными издели-ями в оборонной отрасли, авиации, транспортном машиностроении и судостроении.

Причин сложившейся ситуации много, среди ко-торых следует отметить следующие:• слабая производственная база композитной от-

расли производства;• существенный недостаток специалистов по ком-

позитам как в области проектирования композит-ных изделий, так и в производственном секторе экономики;

• слабый спрос со стороны производства на компо-зитные изделия промышленно-технического на-значения;

• отсутствие финансирования НИОКР по компози-там; и др.

Интересно в этом плане отметить, что, несмотря на несравнимо более широкое использование ком-позитов за рубежом (по различным оценкам, до 25–30% всех деталей в авто-, судо- и авиастроении), ша-

тельно, и масса этих элементов весьма существен-ны. Так, в установке ВОД-30М размеры диффузора 4600×4550×4550 мм, а масса 5200 кг, что превышает 15% массы всей установки. Поскольку производство крупных вентиляторов единичное, то по экономи-ческим соображениям для изготовления диффу-зора (коллектора и обтекателя) не целесообразно использовать способы, требующие громоздких и дорогостоящих приспособлений и оснастки. Поэто-му конструктор должен самое пристальное внима-ние уделить таким способам, как контактное фор-мование и объёмное формование.

Корпус вентилятора является цилиндрической оболочкой (для осевых вентиляторов) или улитка (для центробежных вентиляторов). В отличие от диффузора, к точности его размеров предъявля-ются более высокие требования, т.к. между его вну-тренней поверхностью и лопатками рабочего ко-леса должны обеспечиваться строго определенные зазоры. Кроме того, на корпус вентилятора местно-го проветривания передаётся нагрузка от двигате-ля, поэтому корпус должен обладать достаточной жёсткостью.

Учитывая особенности конструкций корпуса и характер действующих на них нагрузок, а также то, что вентиляторы местного проветривания выпу-скаются сериями, можно предложить:• изготовление корпусов вентиляторов местного про-

ветривания — методами намотки или инжекции;• изготовление корпусов вентиляторов главного

проветривания — методами контактного формо-вания или объёмного формования.

Корпус ВОД-30М имеет размеры 4000×3260×3310 мм и массу 6850 кг, или 20% массы вентилятора. Расчёт показывает, что выполнение из стеклопластика толь-ко диффузора и корпуса уменьшит массу машины примерно на 7500 кг, или на 22%.

Разумеется, при выборе способов изготовления, особенно связанных со значительными затратами на оборудование и оснастку, конструктор должен стремиться к максимальной загрузке средств про-изводства путём выпуска различных элементов по одной технологии, что позволит уменьшить число единиц технологического оборудования и ускорить его окупаемость.

Проведённый в ряде работ [4–6] анализ подтвер-дил выдвинутый ранее тезис о возможности и целе-


Рисунок 1. Элементы ГШО из композиционных материалов:а — коллектор и обтекатель осевого вентилятора главного проветривания, изготовленные контактным способом; б — лопатки рабочего колеса осевого вентилятора ВОД-18, изготовленные прессовым способом; в — рабочее колесо центробежного вентилятора в химстойком исполнении; г — корпус и рабочее колесо химстойкого насоса, изготовленные комбинированным способом.

а б в г


готовления;• оптимальное проектирование, подготовка про-

изводства, оптимизация технологии изготовле-ния, контроль качества и передовые ремонтные технологии.

Экономическая обоснованность является одним из определяющих критериев целесообразности раз-работки. При обосновании должны быть оценены затраты не только на изготовление, но и на сборку, монтаж, эксплуатацию (в том числе на ремонты).

Необходимость параллельности выполнения кон-струирования и технологической проработки вызвана:• спецификой современного уровня знаний о свой-

ствах деталей из композитов и о влиянии способа изготовления на свойства;

• недостаточными объёмами выпуска технологиче-ского оборудования для производства изделий из композитов, а также достаточно узким для России перечнем реализованных способов производства.

Принцип оптимального проектирования исполь-зуется повсеместно (см., например, [8]). Он базиру-ется на многовариантности технических решений и выборе из ряда вариантов, отвечающих техниче-ским требованиям, наиболее целесообразного по экономическим критериям.

Объекты проектирования: стационарные уста-новки; добычное оборудование; средства для ремонта и обслуживания; технологические ком-муникации (воздуховоды, трубопроводы и т.п.); вспомогательное оборудование.

Компоненты объекта: корпусные изделия; рабо-чие детали и узлы (элементы, взаимодействующие с объектом воздействия); узлы в составе приводов; прочие элементы.

На рисунке 2 приведена блок-схема алгоритма проектирования в соответствии с концепцией.

Техническое задание (ТЗ), или исходные техниче-ские требования — исходный документ на проек-тирование. В ТЗ должны быть указаны: назначение объекта, его основные технические характеристи-ки, показатели качества, технико-экономические и специальные требования. В наиболее информа-тивном исполнении ТЗ перечень исходных техни-ческих требований охватывает широкий круг во-просов. В нем приводятся, кроме указанных выше данных, описание наиболее характерных внешних воздействий, которые могут иметь место при экс-плуатации, и вызванные этими воздействиями допустимые отклонения от нормальных режимов работы, перечисляются меры, обеспечивающие удобство работы оператора и обслуживающего персонала.

Одна из особенностей стоящих перед разработ-чиком задач на начальном этапе проектирования заключается в необходимости критического подхо-да к ТЗ. Зачастую требования ТЗ неточны, сформу-лированы неконкретно. Как правило, они состав-ляют лишь часть материала, который должен быть учтён при проектировании.

блонность мышления отмечается и иностранными авторами. В своем фундаментальном труде ([7], ч. 1, с. 23) Дж. Любин пишет: «Существенным препятствием для роста производства КМ (композиционных мате-риалов) является повсеместное использование до сих пор стального проката. В основном это связано с инерцией мышления части конструкторов, не до-веряющих новым материалам».

Одной из основных причин действия описанного субъективного фактора является фактор объектив-ный, значение которого невозможно переоценить. Речь идёт о недостаточной разработанности тео-рии и методов расчёта, проектирования и изготов-ления изделий из композитов. Следует признать, что в данной области содержится большое количе-ство неисследованных аспектов. Даже в справоч-ной литературе высшего уровня зачастую невоз-можно найти определённых сведений о свойствах композита, рецептуре связующего и технологиче-ском режиме, причём это характерно не только для отечественных, но и для зарубежных публикаций. Сложившаяся ситуация требует от конструктора не только специфически конструкторских навыков, но и знаний в области технологии и обработки компо-зитов. Начинать проектирование разработчик вы-нужден с выбора наполнителя, связующего, метода формования и способа конечной обработки.

Многообразие вопросов, которые требуют ре-шения для полномасштабного внедрения в произ-водственную практику изделий из композитов, при скудности и фрагментарности имеющейся инфор-мации требует концептуального подхода к реше-нию вышеуказанной проблемы.

Концепция снижения металлоёмкости ГШО и повышения эксплуатационной надёжности техно-логического оборудования путём использования композитов (далее — концепция) представляет со-бой научно-обоснованный алгоритм по разработке стратегии применения композитов, проектирова-нию новой и модернизации действующей техники в объёмах всей отрасли. Концепция подразумевает несколько вариантов использования композитов:• проектирование и изготовление модернизиро-

ванных (новых) образцов техники;• замена металлических деталей и узлов выпуска-

емой техники на изделия из композитов по каче-ствам выше металлических;

• применение композиционных материалов и тех-нологий для ремонта и повышения эксплуатаци-онной надежности основного технологического оборудования горного производства.

Концепция служит руководством для разработ-чика и содержит методику, призванную способ-ствовать достижению наивысших результатов в кратчайшие сроки.

В основу концепции положены следующие базо-вые принципы: • экономическая обоснованность;• параллельная разработка и взаимообусловлен-

ность конструкции изделия и технологии его из-



переходит к следующей стадии проектирования — эскизному проекту.

Эскизный проект представляет собой совокуп-ность конструкторских документов, содержащих принципиальные конструктивные решения, даю-щие общее представление об объекте и технологи-ях изготовления его элементов из композитов.

На данном этапе вступает в действие принцип оптимального проектирования. В соответствии с ТТ выдвигается ряд вариантов исполнения объекта с соответствующими методами изготовления и обо-рудованием для их реализации (на рисунке 2 — ва-рианты от i до n). Для каждого варианта разраба-тываются эскизы. Проработка эскизов завершается чертежами эскизной компоновки. Каждый вариант проверяется на соответствие ТТ, и не удовлетворя-ющие требованиям исключаются из рассмотрения. Параллельно производится сравнительная оценка экономической целесообразности вариантов. Она имеет предварительный характер и предназначена для «отсева» явно дорогостоящих конструкций.

Результаты эскизного проекта служат основа-нием для дальнейшей разработки объекта — этапу технического проекта.

Технический проект представляет собой совокуп-ность конструкторских документов (применительно к продукции машиностроения — чертежи общего вида и расчётно-пояснительную записку), которые содержат окончательные технические решения и дают представление об объекте и технологическом оборудовании, а также исходные данные для даль-нейшей разработки.

При необходимости технический проект может предусматривать разработку подвариантов отдель-ных частей объекта. Выбор оптимального подвари-анта в этих случаях осуществляется на основании испытаний опытных образцов.

Расчётно-пояснительная записка составляется в те-чение всего проектирования и является одним из ос-новных технических документов для выбора оконча-тельного варианта и дальнейшей разработки. Каждый этап сопровождается введением в неё соответствую-щих разделов и доработкой имеющихся.

Итогом технического проекта становится окон-чательный выбор варианта конструкции объекта и технологического оборудования, в наибольшей степени соответствующий ТТ как в части входных и выходных параметров, так и с точки зрения эконо-мической эффективности.

Последний этап проектирования — выпуск кон-структорской документации. Именно на этой стадии объект обретает окончательную конструктивную и стоимостную определенность. Разработка завер-шается финальной проверкой на соответствие ТТ.

Принципиальные отличия подхода к проектиро-ванию объекта в соответствии со сформулирован-ной выше концепцией от применяющихся в настоя-щее время и ставших уже традиционными методик разработки новой техники [8, 9], обусловлены сле-дующими факторами:1. отсутствуют однозначно установленные и ут-

Поэтому требования ТЗ необходимо уточнить и дополнить новыми, выявленными на основе само-стоятельного анализа взаимовоздействий объекта и окружающей обстановки, а также исходя из со-ображений производственного, технологического и экономического характера.

Результатом доработки ТЗ является составление технических требований (ТТ) на объект. Они вклю-чают в себя дополненный перечень требований, дающий разработчику всестороннее и достаточно чёткое представление не только о процессе функ-ционирования изделия, но и о величине эксплуа-тационных затрат в реальных условиях. ТТ служат основой проектировочных расчётов объекта и по-иска наиболее эффективной технологии его изго-товления.

Другая особенность изучения ТЗ и составления ТТ на изделие из композитов, связанная с много-образием технологий и слабой изученностью влия-ния способа изготовления на физические свойства материала, состоит в том, что на этой стадии могут потребоваться научно-исследовательские работы, моделирование, промежуточное макетирование, предварительные расчеты и эксперименты.

По завершении формулировки ТТ разработчик


Начало

Конец

Техническое задание

Технические требования

Технический проект

Конструкторская документация

Вариантисключить

Вариант ii от 1 до n

Эскизный проект

Соответствие ТТ



ДА

ДА

ДА

НЕТ

НЕТ

НЕТ

Рисунок 2. Блок-схема алгоритма проектирования объекта ГШО.


Весьма многочисленная группа компонентов — от корпусов и диффузоров вентиляторов до трубопро-водов систем водоотлива — представляет собой обо-лочки различных размеров в виде цилиндров и ко-нусов, т.е. имеет, по сути, очень простые формы. При этом лишь к немногим из них предъявляются высокие требования точности и прочности. Однако среди из-вестных способов изготовления, несмотря на их раз-нообразие, нет одновременно дешёвого, высокопро-изводительного и универсального, который позволил бы без сложного оборудования выпускать подобные изделия в широком размерном диапазоне.

Получение компонентов в виде тонкостенных обо-лочек с поверхностями сложной конфигурации и плавными переходами от выступов к впадинам свя-зано с такой проблемой, как потребность в индиви-дуальной пресс-форме. Различия в конфигурации поверхности изделий, равно как необходимость из-менения вследствие конструктивного совершенство-вания кривизны поверхности конкретного изделия, означают изготовление соответствующего количе-ства пресс-форм. Создание универсальной пресс-формы, позволяющей получать различные детали с поверхностями переменной кривизны, представляет собой другое, в высшей степени перспективное на-правление развития технологии композитов.

Анализ конструкционных и эксплуатационных ка-честв композитов и описанная концепция оптималь-ного проектирования позволяют сформулировать задачи, требующие решения на пути кардинального повышения надёжности ГШО:• на базе теоретических исследований с использо-

ванием положений сопротивления материалов, включая теорию упругости, с учётом эксперимен-тальных данных о свойствах неметаллов, устано-вить расчётные зависимости для определения основных конструктивных размеров композит-ных деталей и узлов ГШО;

• применительно к каждой группе компонентов ГШО в соответствии с предъявляемыми требованиями и условиями эксплуатации определить функцио-нально и экономически целесообразный способ изготовления;

• теоретически обосновать возможность получе-ния композитных изделий, имеющих форму тел вращения, методом объёмного формования, а также изделий с поверхностями сложной кри-визны — методом прессования на матрице пере-менной формы;

• разработать основное технологическое обору-дование для осуществления методов объёмного формования и прессования на матрице пере-менной формы [13, 14];

• с использованием математического моделирова-ния исследовать процесс изготовления оболоч-ки сложной кривизны прессованием на матрице переменной формы;

• выполнить экспериментальные исследования ха-рактеристик деталей из композита и работоспо-собности нового технологического оборудования на физических моделях.

верждённые нормативными документами спосо-бы расчёта деталей из композитов на прочность и жёсткость;

2. ассортимент серийно выпускаемого технологи-ческого оборудования для производства изде-лий из композитов крайне узок и не охватывает всех известных способов изготовления.

Одна из причин действия первого фактора заклю-чается в неопределённости информации о физи-ческих свойствах композитов, другими словами — в слабой на текущий момент изученности рассматри-ваемых материалов. Приводимый в справочной ли-тературе диапазон прочностных характеристик при конкретном способе изготовления настолько широк, что не даёт возможности с достаточной степенью достоверности установить нагрузочную способность выполненной из композита детали. Указанное обсто-ятельство вынуждает конструктора вводить в проек-тировочный расчёт завышенные запасы прочности в ущерб массогабаритным и стоимостным показателям изделия.

Другой причиной является абстрактный харак-тер, чрезмерная обобщённость и упрощённость приводимых в технической литературе рекоменда-ций по прочностным расчётам деталей из компози-тов. В основу этих рекомендаций положены клас-сические формулы сопротивления материалов [10], которые, как известно, выведены для простейших объектов типа бруса или пластины из изотропного материала и применимы к геометрически и физи-чески подобным деталям. Ряд конструктивных эле-ментов ГШО ни в коей мере не отвечают критериям подобия, что, в свою очередь, снижает достовер-ность расчетов. В этом плане полезны труды отече-ственных авторов [11, 12], которые содержат рас-чёты отдельных типов элементов, но, к сожалению, всего комплекса не охватывают.

Конструирование техники традиционными мето-дами требует от разработчика, как правило, общих представлений о технологичности деталей различ-ного назначения. Изготовление же осуществляется по отработанным методикам с использованием типо-вых технологических процессов и предназначенного для этого серийно выпускаемого оборудования.

Процесс проектирования в соответствии с вы-двинутой концепцией построен иначе. Второй из указанных выше факторов отличия делает необ-ходимой разработку не только самого объекта, но и средств его изготовления (разумеется, за исклю-чением тех немногих случаев, когда подходящие средства выпускаются и могут быть приобретены). Таким образом, базовый принцип оптимального проектирования распространяется как на сам объ-ект, так и на способ производства и технологиче-ское оборудование. В идеале разработчик обязан искать варианты новых способов изготовления и новых средств их осуществления.

Рассмотрение компонентов ГШО как объектов про-ектирования позволяет наметить направления этих поисков, одно из которых заключается в следующем.


Материалы кузова автомобиля Chevrolet Corvette — от стекловолокна к углеволокну


По материалам сайта www.superchevy.com

В истории автомобиля Corvette прослеживается новаторское использование легких материаловМы связываем автомобили Corvette со стекловолокном также как материал «пинстрайп» с униформой янки или красный цвет с банкой Coca-Cola. Так было всегда.Стекловолокно в настоящее время не является основным материалом кузова автомобиля Corvette, однако этот автомобиль продолжает традицию использования нетрадиционной, легкой конструкции кузова, начиная с самого первого автомобиля этой марки, сошедшего со сборочного конвейера в 1953 г. Фактически, причина того, что обычное стекловолокно больше не используется, состоит в том, что его заменили более легкие композиционные материалы.


В целом, автомобиль Corvette давно является пионером применения технологий, позволяющих уменьшить вес автомобиля, начиная с алюминие-вых колес и деталей подвески, и кончая силовой передачей, деталями шасси и т.д. Эта традиция про-должилась с выпуском моделей поколения C5, при изготовлении которых использовались материалы (включая бальзу на полу кузова), позволяющие свести к минимуму общую массу этого автомобиля; при создании моделей поколения C6 было сделано еще несколько шагов вперед, связанных с внедре-нием алюминиевого шасси в модели Z06 и с широ-ким применением изготовленных из углеволокна панелей кузова в модели ZR1.

Следует заметить, что автомобиль Corvette не был первым автомобилем, кузов которого был изготов-лен из стекловолокна, но он являлся первой моделью массового производства. Сходным образом, другие легкие детали, использованные в его конструкции, проложили себе дорогу в остальной промышлен-ности, вклиниваясь в область между сверхдорогими, мелкосерийными экзотическими моделями и крупно-серийными, дешёвыми семейными легковыми авто-мобилями.

Что было в начале

Стекловолокно впервые решил использовать в конструкции транспортных средств компании General Motors (GM) легендарный конструктор Хар-ли Эрл (Harley Earl). Кроме некоторой «экзотично-сти» этого материала для начала 50-х годов и несо-мненного весового преимущества, стекловолокно позволяло экономически эффективно производить мелкосерийный автомобиль Corvette без затрат на изготовление дорогостоящих штампов для листо-вой штамповки.

Специалисты компании General Motors в области технологии изготовления деталей получили зада-ние определить сложные требования, предъявля-емые к кузову автомобиля Corvette 1953 года вы-пуска, а поставщик — компания Molded Fiber Glass Company (при содействии компании Owens Corning Fiberglass), получила контракт на изготовление та-ких кузовов. Удивительно, что эта компания полу-чила заказ в апреле 1953 года и, согласно контрак-ту, должна была поставить кузова к июню 1953 года (конечный срок начала производства), хотя до это-го данная компания не занималась изготовлением автомобильных кузовов.

Поэтому неудивительно, что при конструирова-нии и изготовлении первых автомобилей Corvette пришлось столкнуться с необходимостью решения ряда совершенно новых задач. Потребовалось про-ведение испытаний для определения того, сколько слоев стекловолокна необходимо нанести в разных участках кузова, а также на детали салона автомо-биля. Для деталей таких больших размеров следо-вало определить правильное соотношение смолы и отвердителя, не говоря уже о выяснении времени, необходимого для отверждения каждого отфор-

мованного вручную кузова. Кроме того, поначалу было неясно, сколько отдельных деталей потребу-ется для изготовления каждого кузова, а также ка-кова должна быть степень обработки поверхности, необходимая для получения окраски, пригодной для производственного применения.

Детали изготавливали с помощью метода «chop gun» (напыление), при котором рубленое стекло-волокно и полиэфирную смолу «вдували» в пресс-форму для изготовления детали слой за слоем. По прошествии почти 60 лет легко критиковать каче-ство стекловолоконных кузовов первых автомо-билей Corvette, однако, учитывая то, что они изго-тавливались с помощью метода, которого, по сути, ранее не существовало, это являлось достижением, достойным похвалы.



пластика. Опубликованные цифры варьируют, по-этому без возможности сопоставления веса моде-лей, сошедших с конвейера завода в 1980 и 1981 гг., трудно обеспечить правильное сравнение веса автомобилей с кузовом из традиционного стекло-волокна и с кузовом из SMC. На основании данных, имеющихся в нашем распоряжении, можно сде-лать заключение о том, что автомобиль 1981 года выпуска был примерно на 45.3 кг более легким по сравнению с таким же автомобилем 1980 года вы-пуска. Однако причиной этого является не только использование SMC в конструкции кузова, так как с переходом на стекловолокно использование одно-листовой задней рессоры в автомобиле 1981 года выпуска обеспечила уменьшение веса примерно на 15.8 кг. Тем не менее, панели кузова, изготовленные из материала, имеющего новый состав, позволили снизить массу автомобиля Corvette; этот же основ-ной состав использовался при изготовлении всех автомобилей поколения C4.

C5: Всё больше внимания уделяется вопросу снижения веса

Выпуск на рынок автомобилей поколения C5 в 1997 г. являлся одним из редких случаев в области автомобилестроения, когда модель следующего поколения весит меньше модели предыдущего по-коления. Еще более впечатляющим является то, что автомобиль Corvette 1997 года выпуска был больше и в длину, и в ширину, по сравнению с моделью 1996 года выпуска, и при этом он весил приблизи-тельно 1460 кг (с механической коробкой передач), в то время как собственная масса модели 1996 года выпуска составляла 1496 кг.

Снижение веса автомобилей поколения C5 было

Появление листового формовочного компаунда (SMC)

Начиная с моделей поколения C3, появившихся в 1968 г., детали кузова изготавливались с исполь-зованием процесса прессового формования, при котором стекловолокно и смола вводились в ос-настку, которая позволяла получать более гладкие детали за более короткий промежуток времени. Это был значительный скачок в технологии формовки, который в 1973 г. положил начало процессу измене-ния материала для изготовления панелей кузова. В этом году состав изменился с обычного стеклово-локна на листовой формовочный компаунд (SMC), который состоял из стекловолокна, смолы и ката-лизатора и получался при высокой температуре и давлении. Соотношение смолы и стекловолокна в SMC было уменьшено, в то время как само стекло-волокно было несколько более грубым. Новый ма-териал позволил получать панели, которые были более гладкими даже сразу после извлечения из пресс-формы, а это означало, что они требовали меньше обработки поверхности перед окраской. Это также способствовало получению более каче-ственной чистовой отделки.

С технической точки зрения во всех автомоби-лях Corvette с 1973 г. использовались панели кузова из SMC, однако состав материала претерпел зна-чительные изменения, что привело к появлению более легкого пластика с меньшим содержанием традиционного стекловолокна. Первые детали, из-готовленные из SMC, были более прочными и бо-лее жёсткими, но также и более хрупкими. По мере совершенствования SMC-технологии и накопления производственного опыта инженеры, участвующие в разработке автомобиля Corvette, смогли изменить состав материала и спецификации деталей кузова таким образом, чтобы снизить собственную массу автомобиля; эти усилия, несомненно, приветство-вались в последующие годы производства моделей поколения C3, так как эффективная мощность дви-гателя снижалась. Главным образом, это выража-лось в изготовлении более тонких панелей кузова, так как SMC был более плотным и более прочным по сравнению с обычным стекловолокном.

С переводом сборочного завода из Сент-Луиса в Боулинг-Грин в 1981 г. состав, использовавший-ся для изготовления панелей кузова из SMC, был изменен на состав с более высоким содержанием



ла задней двери, на более формально выглядящую секцию крыши, изготовленную из более легкого материала - SMC, собственная масса была сниже-на приблизительно до 1431 кг. Такого легкого ав-томобиля Corvette не было со времени появления автомобилей поколения C2, когда сравнительно тяжёлые модули подушек безопасности, электрон-ные системы управления шасси и конструктивные особенности для обеспечения безопасности при столкновении даже не снились инженерам.

Модель «hardtop» конечно являлась основой для автомобиля модели C5 Z06, вес которого был сни-жен до 1415 кг путем устранения некоторых элемен-тов повышенного комфорта, имевшихся в базовой модели, в целях обеспечения более целенаправ-ленного режима езды. Модель Z06 Commemorative Edition 2004 года выпуска была еще более легкой и имела капот из углеволокна, который весил на 4,8 кг меньше стандартного капота из SMC. Учиты-вая, что снижение веса передней части автомобиля улучшило общий баланс, это послужило отличной рекламой для эффектных и технологически про-двинутых автомобилей поколения C5.

C6: Алюминиевое шасси, углеволокно и другие новшества

Хотя у автомобилей поколения C5 и поколения C6 основная конструкция шасси является одинако-вой, у автомобилей поколения C6 имелись допол-нительные изменения с целью уменьшения веса, из которых не последнее место занимало устранение визитной карточки автомобилей Corvette - убира-ющихся фар и их замена на более простые и более легкие неподвижные фары. Панели кузова из SMC с повышенным содержанием пластика сохранились, хотя, как это ни удивительно, задние крылья были изготовлены из обычной стали. Именно - стальные крылья на автомобиле Corvette! Это было впервые.

Базовая модель автомобиля Corvette ‘05 весила 1469 кг, что только примерно 9 кг меньше веса пер-вых моделей поколения C5 1997 года выпуска, не-смотря на конструкцию повышенной безопасности и в большинстве случаев более стандартную ком-плектацию. Годом позднее, с автомобилями модели Z06 поколения C6 появились алюминиевые шасси и изготовленные из углеволокна панели кузова, ко-торые в истории марки Corvette являлись наиболее значительными инициативами, направленными на уменьшение веса автомобилей. При мощности дви-гателя 505 л. с. и собственной массе менее 1451 кг модель Z06 обладала завидной удельной мощно-стью, которой не могло похвастаться большинство более дорогих европейских экзотических моделей.

Несмотря на кажущееся сделанным из стали шасси базовой модели C6 Z06 автомобиля Corvette его алюминиевая рама весит почти на одну треть меньше. Кроме различия в характере основного материала, эта модель характеризуется уникаль-ным производственным процессом, включающим использование таких технологий как сварка метал-

достигнуто благодаря разным нововведениям, включая использование панелей кузова из SMC с меньшим, чем когда-либо ранее, содержанием пла-стика. Материал, который, в основном, является тем же материалом, который использовался в ав-томобилях поколения C6, состоял приблизительно на 40% из смолы (полиэфирной или винилэфир-ной), на 33% из наполнителя (карбонат кальция), на 20% из рубленого стекловолокна, и оставшиеся 7% приходились на смолы и отвердители, которые по-зволяли провести более качественную обработку поверхности детали, извлеченной из пресс-формы.

Панели автомобилей поколения C5 были ис-ключительно лёгкими, однако легким было также и совершенно новое шасси автомобиля Corvette, в котором были использованы мощные балки и про-фили, полученные путем гидроформования с це-лью обеспечения высокой прочности при меньшей сложности и меньшем весе. Фактически, некоторые участки пола кузова представляли собой структу-ру типа сандвич, включая легчайшую бальзу, чтобы свести к минимуму массу; эта конструктивная осо-бенность сохранилась в автомобилях поколения C6.

В снижении веса и улучшении общего баланса автомобилей поколения C5 немалую роль сыгра-ло использование двигателя с небольшим блоком цилиндров Gen III. По сравнению с традиционным двигателем, имеющим небольшой блок цилиндров, на смену которому пришел этот двигатель, в новом двигателе использовался легкий алюминиевый блок цилиндров и композитный впускной коллек-тор, вес которого составлял меньше 4.5 кг.

В 1999 г. была выпущена модель Corvette «hardtop», в которой снижение веса и технические характеристики достигли нового уровня. В резуль-тате замены характерной (и тяжелой) детали – стек-



системы с промежуточным охлаждением нагнетате-ля двигателя LS9. Модель ZR1 весит 1512 кг, однако весь избыточный вес обусловлен не нагнетателем. Эта модель имеет корпус дифференциала задней оси, даже большего размера, чем у модели Z06, а также другие предназначенные для работы в тяжё-лых условиях детали трансмиссии. Опять же, при удельной мощности 5.22:1, или 1 лошадиная сила на каждые 2,37 кг модель ZR1 может обогнать все ав-томобили, за исключением нескольких серийных аналогов гоночных автомобилей.

Будущее

На случай, если Вы не заметили, обращаем Ваше внимание на то, что автомобили в последнее вре-мя становятся неприлично тяжёлыми, при том, что большая часть избыточного веса связана с исполь-зованием тяжелой стали, из которой изготовлены средства защиты от аварий, а также с использова-нием модулей подушек безопасности, которых на первый взгляд, большое множество, и с километра-ми проводов от систем управления шасси. Новый Camaro SS, имеющий автоматическую коробку пере-дач, весит более 1769 кг, в то время как семейный ав-томобиль, такой как Buick LaCrosse, весит более двух тонн; и даже страшно себе представить вес популяр-ных кроссоверов, которые весят не меньше танка.

То, что и в наши дни автомобиль Corvette являет-ся, несомненно, легким автомобилем — это замеча-тельно. Однако, несмотря на имеющееся у компа-нии, являющейся лидером в области технологии, наследие, особенно касающееся использования легких материалов, инженеры автомобиля Corvette испытывают такое же, как и в остальной промыш-ленности, давление, связанное с необходимостью соответствия требованиям более жёстких, чем ког-да-либо, стандартов обеспечения защиты от аварий,

лическим электродом в инертном газе и лазерная сварка, а также использование самопроникающих заклёпок, в то время как сборка рамы базовой мо-дели автомобиля Corvette осуществляется с помо-щью обычной точечной сварки. Кроме того, в раме фундамента двигателя и в некоторых других точках крепления подвески используется магний, что так-же способствует уменьшению веса.

С внешней стороны модель Z06 отличается от базовой модели автомобиля Corvette панелями из углеволокна, использующимися для изготовления передних крыльев, арок передних колес, капота и задних крыльев. Проверка последних имеющихся в прессе данных об этой модели Chevrolet показа-ла, что собственная масса автомобиля составляет минимально 1440 кг. Интересно, что указанный вес базовой модели Corvette составляет 1455 кг, что только на 15 кг больше. Если эта разница кажется небольшой для использованного алюминиевого шасси и изготовленных из углеволокна панелей кузова, то стоит вспомнить, что в модели Z06 при-менены некоторые более массивные детали, вклю-чая тормозные диски, которые приблизительно на 10 процентов больше, и большего размера задний мост. Кроме того, эта модель характеризуется на-личием системы смазки с сухим картером, которая имеет отдельный расширительный бачок и вмеща-ет масла приблизительно в два раза больше, чем у базовой модели. Таким образом, легкие конструк-ционные элементы не только уменьшают вес авто-мобиля, но также компенсируют вес более тяжелых элементов, обладающих лучшими техническими ха-рактеристиками.

В автомобиле Corvette модели ZR1 используется алюминиевое шасси такой же конструкции, как и в модели Z06, и содержится даже больше деталей ку-зова из углеволокна, включая панель крыши; одна-ко она имеет избыточный вес из-за использования



эмали, которые вскоре стали стандартными для промышленности. И когда в 1997 г. вышел на ры-нок автомобиль поколения C5, то в Боулинг-Грин вновь оказались в авангарде, перейдя на более экологичные краски на водной основе, в которых содержание растворителя уменьшено приблизи-тельно с 60 до 10 процентов. К тому же эти кра-ски обладают более широкой цветовой палитрой. В настоящее время использование красок на во-дной основе является нормой на сборочных заво-дах всей Северной Америки.

и не собираются жертвовать какой-либо из высо-котехнологичных электронных систем управления, имеющихся в этом автомобиле. В таком случае под-держание репутации легкого автомобиля потребует продолжения использования легких панелей кузова, однако, учитывая, что углеволокно все еще является значительно более дорогостоящим материалом, по сравнению с SMC, следует ожидать, что пластиковые панели будут продолжать использоваться, по край-ней мере, в базовых моделях.

Что касается шасси, мы были бы удивлены, если бы в условиях нового режима строгой экономии после банкротства компании General Motors в ба-зовых и в более продвинутых моделях было бы оправдано использование разных рам. В случае удачи, которая может означать постепенное уве-личение финансирования, в базовых моделях по-явятся более легкие шасси. Нам кажется, что будет трудно сохранить собственную массу базовой мо-дели с кузовом-купе в районе 1451 кг. Однако, при-нимая во внимание историю непрерывного совер-шенствования автомобиля Corvette, особенно за последние 15 лет, мы бы не стали держать пари.

Новаторские лакокрасочные системы автомобиля Corvette

Хотя в основном наша статья была посвящена вопросу передовых технологий, связанных с ис-пользованием в конструкции автомобиля Corvette легких панелей кузова, мы подумали, что стоит также упомянуть о том, что этот автомобиль являл-ся также пионером применения материалов, кото-рые покрывают эти панели — то есть красок. Эта история началась с переносом места производ-ства из Сент-Луиса в Боулинг-Грин в 1981 г. Имен-но в это время лаковое покрытие было заменено на грунтовочные/прозрачные системы на основе



номики увеличивается в США. Китае, ФРГ и занимает более 20% бюджета, у наших соседей в Белоруссии и Казахстане тоже имеется тенденция к увеличению.

У нас в 90-е годы произошел развал промышленно-го производства, что повлекло за собой ликвидацию в России инженерной элиты. Поднялись политическая и экономическая элиты, которые сейчас правят бал в стране. Мало того, происходит превалирование эконо-мической элиты, вернее финансистов и банкиров.

Но последние не заинтересованы в развитии про-мышленности и возрождении инженерной элиты, в том числе и академической, в нашей стране. Созда-ется общество потребления, и оно не учит человека думать и осмысливать. Компьютер снижает техниче-ские навыки и не генерирует инженерные идеи.

Сейчас требуется умение, а человеку (особенно молодым) нужны знания еще со школы.

А для этого требуется ассоциативное мышле-ние. Для России единственный путь это возродить систему образования, отменив ЕГЭ в школе и ре-форму в РАН. Последним надо решать фундамен-тальные задачи, а они очень значительны в связи с открытием гравитационных волн и ожидаемым по-корением Марса.

Что пора менять обучение в школе уже поняли наши нефтяники в г. Сургуте, где появилась ИНЖЕ-НЕРНАЯ ШКОЛА. Им надо изучать нефтяные пласты, а у нас нет их оцифрованной модели. Создание инже-нерной школы приведет к возрождению инженерной элиты, которая затем совместно с РАН, создаст госу-дарственную систему научно-исследовательских ин-ститутов и лабораторий и приведет к реиндустриали-зации по новым программам в нашей стране.

ТОЧКА ЗРЕНИЯ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ

Мы решили продолжить публикацию ответов на вопросы об импортозамещении, заданные в прошлом но-мере. Полученные мнения показались нам содержательными и достойными публикации. Тема эта оказалась актуальной и востребованной более, чем мы могли предположить. Тем лучше.

Прошло 4 года после опубликования в газете «Ве-домости» от 30.01.2012 г. статьи В. В. Путина «О наших экономических задачах», где указаны приоритетные отрасли развития, в том числе композитные матери-алы. За это время произошли положительные изме-нения в этой отрасли в области судостроения (кор-пуса, надстройки, палуба), авиастроения (крылья, фюзеляж, салон), авто (бамперы, подкрыльники), ЖКХ (ограждения, оборудование детских площадок, контейнера) и только для строительства — произ-водство композитной арматуры. Эти достижения по-лучены за счет развития нормативной и сырьевой баз в вышеуказанных областях. Хуже дело обстоит в строительной отрасли, где отсутствует нормативная база для конструкционных композитных материалов (уголки, швеллеры, двутавры и другие профили для строительных изделий и конструкций). Только в на-чале этого года вышел в свет учебник Ю. А. Михай-лина «Конструкционные полимерные композицион-ные материалы» и его отправили в 130 технические вузы РФ, где он будет пылиться на полках, за исклю-чением Московского Государственного Технологи-ческого Университета «СТАНКИН» и кафедры имени А. И. Меоса в Санкт-Петербургском Государственном университете промышленных технологий и дизай-на, так как больше нигде нет кафедры композитных материалов. Это 20 специалистов в год, которых они будут выпускать на всю Россию.

А кадры решают ВСЕ, в том числе и ИМПОРТОЗА-МЕЩЕНИЕ в наши суровые будни.

Когда в мире идет реиндустриализация — постоян-ное технологическое обновление различных отраслей промышленности по программам — этот сектор эко-

Кто тормозит импортозамещение в промышленном производстве, в том числе композитных материалов? Лагутин Леонид Андреевич | инженер

Моторин Сергей Васильевич Директор ООО «Балаково Карбон Продакшн»

1. Импортозамещение — экономическая необходимость или политический жест?

Проблема импортозамещения в области производства углеродных волокон и композитов на их осно-ве не есть проблема импортозамещения. Это проблема необходимости реанимации научно-технической базы, технологий и производств целенаправленно и «точечно» уничтоженных в 90-е годы прошлого века и продолжавшимися в начале двух тысячных годов. Как следствие отечественная промышленность, в пер-вую очередь, гражданское авиастроение, строительство и т.д. полностью «посажены» на импортную иглу со всеми вытекающими, в том числе из-за санкций, последствиями.

2. Не кажется ли вам, что достижение основной цели импортозамещения, а именно «наращивание местного производства» в отсутствие реальной конкуренции с импортом приведет к возникновению проблемы — «получит ли потребитель качество за свои деньги»?

Несмотря на громкие в последние несколько лет заявления об успехах в области обеспечения отечествен-ной промышленности, строительства и других отраслей углеродными волокнами до последнего времени было «забыто» основное — организация производства сырья для углеродных волокон. Для углеродных во-локон на основе ПАН-волокн — это производство ПАН-волокон. Основной компонент — НАК, в более чем достаточном количестве производимый в ООО «Саратоворгсинтез». Без этого — производство в «Алабуга-волокно» — мертворожденное дитя. Для углеродных волокон на основе гидратцеллюлозы — производство гидратцеллюлозных волокон, в первую очередь по лиоцельной технологии, позволяющей при относительно небольших, в сравнении с вискозной, объемах производства обеспечивать «съедобные» цены и качество. При организации отечественного производства отомрут сложившиеся за последние 15 лет схемы доведения углеродных волокон и препрегов, производимых на их основе до конечного потребителя. Вопрос «цена-ка-чество» снимется сам собой.

3. Что, на ваш взгляд, ожидает композитную отрасль в 2016 году на фоне произошедшего ослабления рубля?

Повышение себестоимости композитов на основе углеродных волокон и изделий из них (из-за курса валют и сложности при импорте углеродных волокон) приведет к снижению темпов роста их потребления, возможно усиление тенденций к уходу на старые материалы.

Точка зрения

ОКТЯБРЬ

ОКТЯБРЬ

НОЯБРЬ

Конференция «Композиты СНГ» | www.composites-cis.com

Форум «Композиты без границ» | www.hccomposite.com

Конференция «Композитные материалы: производство, применение, тенденции рынка» | www.uncm.ru

10–11СЕНТЯБРЬ

25–27СЕНТЯБРЬ

Конференция «Коррозия, старение и биостойкость материалов в морском климате» | www.conf.viam.ru

NDT RUSSIA — выставка оборудования для неразрушающего контроля и технической диагностики | www.ndt-russia.ru

14ОКТЯБРЬ

22июнь

2НОЯБРЬ

Конференция «Композиты и компаунды» | www.creonenergy.ru

Конференция «Полимерные добавки» | www.creonenergy.ru

Конференция «Полимерные композиционные материалы и производственные технологии нового поколения» | www.conf.viam.ru

15–17ИЮНЬ

15–17ИЮНЬ

ROSMOULD / ФОРМЫ. ПРЕСС-ФОРМЫ. ШТАМПЫ | www.rosmould.ru

РОСПЛАСТ. ПЛАСТМАССЫ. ОБОРУДОВАНИЕ. ИЗДЕЛИЯ | www.rosplast-expo.ru

14–15ИЮНЬ

Конференция «Фундаментальные и прикладные исследования коррозии и старения материалов в климатических условиях: проблемы и перспективы» | www.conf.viam.ru

Реклама в номере

Название компании Род деятельности Сайт Стр

Airtech Advanced Materials Group Производитель вспомогательных материалов www.airtechonline.com 12

Ashland Производитель смолwww.derakane.com www.

ashland.com92

Bang&Bonsomer Поставщик сырья и оборудования www.bangbonsomer.com 15, 17, 91

Büfa Производитель смол и оборудования www.buefa.de 42+

Carbo Carbo Поставщик сырья www.carbocarbo.ru 6, 63

Korsil Поставщик сырья www.korsil.ru 48

Manuchar (Scott Bader) Поставщик сырья www.rbmchem.ru 2

Mikrosam Производитель оборудования www.mikrosam.com 14

SGL Group Производитель сырья www.bangbonsomer.com 90

SKM Polymer Производитель оснастки www.skm-polymer.ru 52

ГК Композитные решения Поставщик сырья, оборудования www.carbonstudio.ru 23

Дугалак Производитель сырья www.dugalak.ru 8

ЕТС Поставщик сырья, оборудования www. utsrus.com 42+

ИНТРЕЙ Полимерные Системы Поставщик сырья, оборудования www.intrey.ru 4-5

Полимерпром Поставщик сырья, оборудования www.polymerprom-nn.ru 37

Сампол Поставщик сырья, оборудования www.sampol.ru 7

Documents

Журнал "Композитный Мир" №2 (65) 2016