92
4 2015 (61) ISSN 2222-5439 Производственная площадка «АэроКомпозит-Ульяновск». Проведение неразрушающего контроля заднего лонжерона консоли крыла лайнера МС-21 с помощью роботизированного оборудования.

журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

  • Upload
    -

  • View
    288

  • Download
    18

Embed Size (px)

DESCRIPTION

 

Citation preview

Page 1: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

42015 (61)

ISS

N 2

22

2-5

43

9

Производственная площадка «АэроКомпозит-Ульяновск». Проведение неразрушающего контроля заднего лонжерона консоли крылалайнера МС-21 с помощью роботизированного оборудования.

Page 2: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 3: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 3

«Бросая ввысь свой аппарат послушный,или творя невиданный полёт,

мы сознаём как крепнет флот воздушный…»

ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ!

Август 2015 года богат на события, связанные с авиа-ционной тематикой, поэтому неудивительно что, верстая очередной номер журнала «Композитный Мир» мы стара-лись передать ощущение, когда «после взлёта лицо обдаёт волной тепла с отчётливым привкусом керосина».

В этом году, в Жуковском, городе авиационной нау-ки и техники, на аэродроме центральной испытательной базы страны — Летно-исследовательского института им. М.М.Громова, пройдёт очередной Международный авиа-ционно-космический салон МАКС. Первый МАКС состоял-ся в 1993 году и с тех пор раз в два года небо над Жуков-ским сотрясает рев авиационных двигателей.

Сегодня с уверенностью можно сказать, что МАКС по праву стоит в одном ряду с крупнейшими мировыми авиационными форумами. Здесь, на МАКСе, компании авиационно-космического комплекса России имеют воз-можность продемонстрировать достижения российских высоких технологий.

Кроме МАКСа, тема применения композитов в авиации получит своё продолжение на конференциях, проводимых ФГУП «ВИАМ» в августе и сентябре.

В то же время мы постарались, чтобы этот номер был полезен не только «авиационщикам».

Вас ждет интересный материал об обработке пенопла-стов, статья о выборе гелькоута для изготовления стекло-пластика, предназначенного для вагонов метрополитена, процесс изготовления лопастей для ветряков, техноло-гия ультразвуковой резки и сварки композитов, мировой опыт использования коррозионностойких стеклопласти-ков и многое другое.

Читайте с пользой!

С уважением, Ольга Гладунова

Научно-популярный журнал «Композитный Мир»

www.kompomir.ru

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»

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 05.08.2015

Фото на обложке: ЗАО «АэроКомпозит-Ульяновск»

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 техническому регулированию и стандартизации.

*За содержание рекламных объявленийредакция ответственности не несет.

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

КОЛОНКА РЕДАКТОРА

Page 4: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 5: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 6: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Вестник Cоюзкомпозит 9

ИНТЕРВЬЮ

АэроКомпозит: Мы учимся работать вместе… 18

СОБЫТИЕ

Невские перспективы композитов 20

Композиты в России будут прирастать Сибирью… 24

IV международная конференция «Трансфер композитныхтехнологий как инструмент импортозамещения» 26

МАТЕРИАЛЫ

Качество — как приоритет выбора! 28

Методология выбора гелькоута 32

ОТРАСЛЬ

«Композитные решения» для новых задач 34

Page 7: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

СОДЕРЖАНИЕ

ТЕХНОЛОГИИ

Инновационные методы обработки термопластичных ПЭТФ-пенопластов 38

Повышение эффективности ветроэнергетических установок 50

SONIMAT: использование ультразвука в композитной промышленности 56

ОБОРУДОВАНИЕ

Технология производства термопластичного препрега 62

ПРИМЕНЕНИЕ

Мировой опыт использования коррозионностойких стеклопластиков 64

Удивительный композит — пайкерит 68Применение материалов на основе базальтовых волоконв авиакосмической отрасли 72

Исследованиет характеристик композитной арматуры 80

ТОЧКА ЗРЕНИЯ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ 86

РЕКЛАМА В НОМЕРЕ 90

Page 8: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫпроизводство, применение

тенденции рынка

Ноябрь, 2015

ежегодная международная

научно-практическая конференция

Приглашаем компании отрасли принять участие в конференции,обсудить проблемы развития производства и применения композитов в России и СНГ;получить актуальную информацию и обменяться опытом.

По вопросам участия в мероприятии обращайтесь:Координатор проекта: Лукичева НатальяE-mail: [email protected] и [email protected]Тел./факс: +7 (495) 786 25 36

Page 9: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕМАТЕРИАЛЫ

Официальное изданиеСоюза производителей композитов

при поддержке журнала«Композитный мир»

ВЕСТНИКОТРАСЛИ№ 06 (101) 2015№ 07 (102) 2015

В НОМЕРЕ:

1. Деятельность Союза: Новый член Союза; новые кадры для строительной отрасли;2. Новости отрасли: Открытие нового производства углеродного волокна в РФ; новое пултрузионное

производство в Технопарке Саров; российские военные получили дорогу из «лего»; пассажирский катамаран из углекомпозита;

3. Мировые новости: Безлопастной ветрогенератор; металлокомпозит, который не тонет в воде; электрический самолет; колесные диски из углекомпозита; Трек-кар GP700;

4. Анонс: Конференция «Полимерные композиционные материалы нового поколения для гражданских отраслей промышленности»; Юбилейная 10-я Европейская выставка-форум COMPOSITES EUROPE 2015; V Всероссийская с международным участием конференция для молодых ученых «Макромолекулярные нанообъекты и полимерные нанокомпозиты»

ВЫ РАБОТАЕТЕ. МЫ СОЗДАЕМ УСЛОВИЯ

Page 10: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТАСЛИ | июль–август | 201510

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

1. ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ СОЮЗА

НОВЫЙ ЧЛЕН СОЮЗА

15 июня 2015 года состав Союза пополнился новым членом — ООО «АйПиГрупп» (Carbon Studio).

Общество с ограниченной ответственностью «Ай-ПиГрупп» (г. Санкт-Петербург, РФ) ведет активную деятельность в композитной отрасли с 2005 года и зарегистрирована как юридическое лицо в 2009 году.

В 2015 году ООО «АйПиГрупп» (Carbon Studio) объ-единилась в Группу компаний «Композитные реше-ния», в состав которой вошли несколько предпри-ятий, среди которых:

Carbon Studio: поставщик современных компо-зитных материалов и передового оборудования; ИК-Технологии: комплексные инжиниринговые услуги по разработке и производству деталей и узлов из высо-котехнологичных ПКМ; ThermoTechnology: проекти-рование, производство и модернизация оборудования для работы с ПКМ (оборудование для механической обработки; лабораторные и промышленные печи; пропиточные машины для растворных, расплавных и термопластичных связующих)

ООО «АйПиГрупп» награждена медалью «Лидер России» за значительный вклад в развитие экономики России, внедрение передовых технологий, социаль-ную активность и честные партнерские отношения.

НОВЫЕ КАДРЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ОТРАСЛИ

24 июня 2015 года состоялось выездное заседание Комиссии по вопросам индустрии строительных ма-териалов и технологий Общественного совета при Минстрое России. Мероприятие было организовано на базе ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет».

В мероприятии приняли участие заместитель министра строительства и жилищнокоммунально-го хозяйства Российской Федерации Сиэрра Елена Одулиовна, ректор ФГБОУ ВПО «Московский госу-дарственный строительный университет»., член корреспондент РААСН Волков Андрей Анатольевич, исполнительный директор Объединения юридиче-ских лиц «Союз производителей композитов» Вето-хин Сергей Юрьевич, руководитель Комиссии, пре-зидент АО «ИНТЕКО» Солощанский Олег Моисеевич,

председатель Учебно-методическиго Совета по раз-витию ДПО УМО высших учебных заведений РФ по образованию в области строительства и Междуна-родной ассоциации строительных высших учебных заведений (АСВ), председатель комитета по про-фессиональному образованию Российского Союза строителей (РСС) Гинзбург Александр Витальевич, а также члены Комиссии, эксперты, руководители ве-дущих предприятий индустрии строительных мате-риалов и технологий.

Перед началом заседания его участники посетили научные центры МГСУ:• Научно-исследовательский институт строитель-

ных материалов и технологий (НИИ СМиТ);• Научно-образовательный центр «Наноматериалы

и нанотехнологии» (НОЦ НТ);• Учебно-научно-производственная лаборатория

аэродинамических и аэроакустических испыта-ний строительных конструкций (УНПЛ ААИСК).

Заведующие лабораториями продемонстриро-вали техническую оснащенность научных центров и лабораторий ВУЗа, рассказали об особенностях изготовления и исследования испытательных об-разцов конструкций и изделий, применяемых при строительстве зданий и сооружений.

Наличие широкого спектра лабораторий и ис-пытательного оборудования позволяет говорить о том, что выпускники ВУЗа имеют возможность про-водить не только научные, но и прикладные иссле-дования и разработки, что, несомненно, повышает уровень их компетенции и квалификации.

Однако следует понимать, что для обеспечения высокой квалификации специалистов на рынке тру-да необходимо наличие отлаженной системы посто-янного взаимодействия государства, ВУЗов, профес-сиональных сообществ и работодателей. Об этом и о других факторах, влияющих на уровень подготовки выпускников строительных ВУЗов говорили участ-ники заседания комиссии.

По итогам настоящего заседания было принято решение сформировать перечень предложении по подготовке и повышению квалификации исследо-вательских, инженерных и технических кадров для стройиндустрии и промышленных материалов.

Page 11: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТАСЛИ | июль–август | 2015 11

WWW.UNCM.RU

2. НОВОСТИ ОТРАСЛИ

ОТКРЫТИЕ НОВОГО СОВРЕМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

15 мая 2015 в особой экономической зоне «Алабу-га» в Республике Татарстан состоялось торжествен-ное открытие завода по производству углеродного волокна «Алабуга-Волокно». Завод является со-вместным проектом ХК «Композит» и госкорпора-ции «Росатом».

Производительность первой производственной линии составляет 1700 тонн в год углеродного во-локна марки Umatex UMT42-12К номиналом 12К. На этой же линии в будущем планируется выпуск угле-родного волокна марки Umatex UMT42-24К, номи-налом 24К. Также планируется запуск новой линии и доведение общего объема производства углерод-ного волокна до 10000 тонн в год.

В торжественном открытии приняли участие Пре-зидент Республики Татарстан Минниханов Рустам Нургалиевич и генеральный директор Холдинговой компании «Композит» Меламед Леонид Борисович, заместитель генерального директора ГК «Росатом» Локшин Александр Маркович, генеральный директор ОЭЗ «Алабуга» Шагивалиев Тимур Наилевич, директор департамента химико-технического и лесопромыш-ленного комплекса Министерства промышленности и торговли РФ Потапкин Владимир Александрович, ис-полнительный директор Союза производителей ком-позитов Ветохин Сергей Юрьевич.

www.uncm.ru

НОВОЕ ПУЛТРУЗИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО В ТЕХНОПАРКЕ САРОВ

25 июня 2015 в Технопарке «Саров» произведен запуск первой очереди завода по производству ком-позитной продукции нового поколения.

Проектом, объем инвестиций в который на теку-щем этапе составил более 200 млн. рублей, предус-мотрен выпуск инновационной композитной про-дукции для строительной отрасли (композитные шпунтовые сваи), а также для нужд нефтедобываю-щей промышленности.

К настоящему времени управляющей компанией проекта — ООО «Научно-производственное пред-приятие «Центр Пултрузии» — смонтировано и за-пущено три независимых производственных линии.

Новое пултрузионное производство реализовано с участием ОАО «Технопарк-Технология» и позволя-ет существенно улучшить прочностные и эксплуата-ционные характеристики продукции.

Проект поддерживается Агентством Стратегиче-ских Инициатив и Союзом производителей компо-зитов (Союзкомпозит).

Как заявил Генеральный директор ООО «НПП «Центр пултрузии» Павел Глебович Потанин: «Ис-пользование композитных шпунтовых свай при строительстве и реконструкции гидротехнических и иных объектов позволяет существенно повысить скорость производства работ и сократить финан-совые издержки. Продукция обладает рядом пре-имуществ перед традиционными металлическими аналогами — легкость, простота монтажа, долговеч-ность, устойчивость к коррозии и агрессивным сре-дам, экологическая безопасность».

Следует отметить, что участники проекта не только производят инновационную продукцию, но и обеспечивают ее комплексный инжиниринг, включая разработку проектных решений, монтаж и шеф-монтаж на объектах. Управляющей компани-ей проекта заявлены планы по увеличению произ-водственных мощностей и расширению сортамента продукции, в том числе, для нужд МЧС, Миноборо-ны России, Росатома и РусГидро.

Для справки:

Технопарк «САРОВ» — совместный проект ОАО АФК «Система», ГК «Росатом», ФИОП «Роснано» по реализа-ции инновационных проектов в интересах развития эко-номики РФ на основе научно-технического потенциала ФГУП «Российский федеральный ядерный центр — ВНИИ-ЭФ», ОАО АФК «Система», ОАО «Роснано» и др.

ООО «НПП «Центр пултрузии» — отечественная компания, осуществляющая научные исследования и разработки в области композитных материалов но-вого поколения, а также производство ряда продук-тов из полимерных материалов.

Page 12: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТАСЛИ | июль–август | 201512

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

АО «Технопарк-Технология» — 100 процентное ДЗО ГК «Росатом», создано в целях привлечения и направле-ния средств федерального бюджета на создание мате-риально-технической базы для проектов, принятых к финансированию в рамках Научно-производственного кластера «ГК «Росатом» — АФК «Система».

Автономная некоммерческая организация «Агент-ство стратегических инициатив по продвижению новых проектов» — создана во исполнение поручений Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина от 17 мая 2011 г. № ВП-П16-3168 и от 27 мая 2011 г. № ВП-П13-3511. Учредителем Агентства является Правительство Российской Федерации.

Объединение юридических лиц «Союз производите-лей композитов» («Союзкомпозит») объединяет пред-приятия, производящие сырье, оборудование и вспомо-гательные материалы для производства композитов, а также композитные материалы и изделия из них, научно-производственные организации и торговые ком-пании. Основными направлениями деятельности Со-юза являются участие в формировании благоприятной законодательной, таможенно-тарифной и налоговой среды, включая вопросы введения или отмены защит-ных мер, участие в формировании российской системы технического регулирования, стандартизации и оценки соответствия, организация и проведение научно-прак-тических семинаров и конференций, а также содействие в расширении сфер применения композитов.

Группа компаний «РусГидро» — один из крупнейших российских энергетических холдингов. РусГидро явля-ется лидером в производстве энергии на базе возоб-новляемых источников, развивающим генерацию на основе энергии водных потоков, морских приливов, ве-тра и геотермальной энергии.

www.uncm.ru

РОССИЙСКИЕ ВОЕННЫЕ ПОЛУЧИЛИ ДОРОГУ ИЗ «ЛЕГО»

Группа компаний «Рускомпозит» представила на форуме «Армия-2015» в подмосковной Кубинке лег-косборные пластиковые дороги, способные выдер-живать технику массой до 80 тонн даже на болотах и лавиноопасных склонах.

«Подобные мобильные дорожные покрытия мы уже давно поставляем предприятиям нефтегазодо-бывающей и газотранспортной отраслей. Но те МДП могут монтироваться только с привлечением спец-техники — вес плит достигает 700 килограммов при площади 19 квадратных метров, — то для военных мы предложили облегченные плиты принципиально иной конструкции. Проложить дорогу километровой длины из них могут четыре бойца за сутки», — рас-сказал председатель совета директоров «Рускомпо-зита» Сергей Фахретдинов.

Стеклокомпозитные плиты для дорожного полот-на с противоскользящим покрытием производит ОАО «Тверьстеклопластик». Друг с другом плиты скрепля-

ются при помощи замков. Такая дорога устойчива к тяжелой гусеничной технике, способна удержать тан-ковую колонну на топком болоте, а после ее прохода полотно разбирается и перевозится на следующее бо-лото.

Сборка дороги организована по принципу «штырь в дырку» и не требует от строителей каких-либо спе-циальных навыков. За день необученный батальон может уложить 200 километров пластикового полотна.

«На выставке мы представили пять новых моди-фикаций плит с тремя типами новых замковых со-единений, которые отвечают разным требованиям, но по сути универсальны. В технологии производства плит — кроме высокой прочности, долговечности и многократности использования, — также учтены два основных момента: снижение веса самих дорожных покрытий, чтобы дорогу могли монтировать два-четыре бойца, и снижение материалоемкости — что-бы плита стоила дешевле для заказчика», — рассказа-ла пресс-секретарь компании Наталья Некрасова.

www.rg.ru

ЗАВОД «АэроКомпозит-УЛЬЯНОВСК»ВЫШЕЛ НА ПОЛНЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦИКЛ

Завод «АэроКомпозит-Ульяновск» — это первое в России предприятие по производству композитных элементов конструкций для воздушных судов.

14 июля 2015 года завод посетили Губернатор Улья-новской области Сергей Морозов, Министр промыш-ленности и торговли РФ Денис Мантуров, полномоч-ный представитель Президента РФ в ПФО Михаил

Page 13: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТАСЛИ | июль–август | 2015 13

WWW.UNCM.RU

работали с авиацией и уже владеют знаниями в обла-сти менеджмента качества, знают, как работать с ави-ационными тематиками. Также нам был предоставлен хороший производственный корпус, где можно было рентабельно сделать реконструкцию и сэкономить инвестиционные ресурсы», — заявил Анатолий Гай-данский. По его словам, при выходе на проектную мощность завод сможет выпускать в год 200 консолей крыла, то есть 100 комплектов. На сегодняшний день на предприятии создано почти 450 рабочих мест, по-рядка 70% сотрудников предприятия — высококва-лифицированные специалисты. В середине апреля «АэроКомпозит-Ульяновск» отправил на Иркутский авиационный завод композитный центроплан с эле-ментами отсека фюзеляжа, для сборки первого лётно-го образца самолёта МС-21.

www.ulgov.ru

ПАССАЖИРСКИЙ УГЛЕКОМПОЗИТНЫЙ КАТАМАРАН СТРОЯТ В САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ

Средне-Невский судостроительный завод, вхо-дящий в Объединенную судостроительную корпо-рацию, приступил к строительству нового пасса-жирского катамарана проекта 23290. Корпус судна выполнен из углекомпозита, применение которого получает все большее распространение в современ-ном судостроении.

Использование композиционных материалов по-зволяет создавать суда с высокими аэро- и гидродина-мическими характеристиками, с легкими корпусами, а также значительно сокращает сроки строительства. Катамаран будет иметь длину 25 метров, ширину — 9,5. Его водоизмещение составит 84 тонны, макси-мальная скорость — почти 30 узлов. Судно сможет вместить до 150 пассажиров.

Проект разработан для работы на ныне действую-щих линиях водной системы Ладога — Нева — Финский залив. Среди возможных маршрутов — пассажирский порт «Морской фасад», Петродворец, Дворцовая набе-режная («Эрмитаж»), Кронштадт, остров Валаам.

Судно строится по проекту ЦКБ «Нептун». Полно-стью завершить создание судна на заводе планиру-ют к навигации 2016 года.

www.minpromtorg.gov.ru

ХК «КОМПОЗИТ» РАСШИРИЛА ПРОИЗВОДСТВО КОМПОЗИТОВ

Холдинговая компания «Композит» (ХК «Композит») расширила свое производство и дополнительно арен-довала в технополисе «Москва» почти 500 м2 площади для создания нового цеха, где будут производиться композиционные материалы на основе углеродного волокна. Длительность аренды составляет 20 лет.

«Холдинг «Композит» — ключевой резидент Техно-полиса, начиная с 2011 года, арендует в уже более 20 ты-сяч м2. На этих площадях был создан «Научно-исследо-вательский центр «Композит», где ведутся разработки

Бабич. Руководители ознакомились с производствен-ным циклом высокотехнологичной авиационной про-дукции и встретились с руководством предприятия.

Как отметил Губернатор Сергей Морозов, запуск производства полного цикла на предприятии станет мощным импульсом для авиационной отрасли, как Ульяновской области, так и России в целом. «Кроме масштабных инвестиций, новых рабочих мест и вне-дрения передовых технологий, что, безусловно, име-ет огромное значение для региона, создание этого производства позволит загрузить смежные предпри-ятия и будет способствовать размещению на терри-тории области поставщиков завода. Таким образом, наш регион вновь становится одной из стратегиче-ских площадок, где созидается будущее отечествен-ного авиастроения», — подчеркнул глава региона.

По информации генерального директора ЗАО «Аэ-роКомпозит» Анатолия Гайданского предприятие ра-ботает по проекту МС-21. На заводе не только изготав-ливаются композитные агрегаты, но и осуществляется финальная сборка консолей крыла, которое после от-гружается на завершающую сборку на Иркутский ави-ационный завод — филиал ПАО «Корпорация Иркут». В производстве используется инфузионная техноло-гия с применением автоматической выкладки сухой углеродной ленты. Подобной технологией не владеет ни одно предприятие в мире.

«Наш завод абсолютно уникальный, единственный в мире завод полного цикла по производству крупно-габаритных композитных конструкций для авиацион-ной промышленности. Между нами и Правительством региона заключено инвестиционное соглашение, по которому мы имеем достаточно серьезные налоговые льготы. Кроме того, мы выбрали именно этот регион, потому что здесь находится завод «АвиастарСП»: есть компетенции, есть соответствующие учебные заведе-ния, которые готовят персонал, много людей, которые

Page 14: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТАСЛИ | июль–август | 201514

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

3. МИРОВЫЕ НОВОСТИ

ИСПАНСКАЯ КОМПАНИЯ РАЗРАБОТАЛА БЕЗЛОПАСТНОЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОР

Испанская компания Vortex Bladeless разработала новый тип ветрогенератора, лишенного лопастей. Новый ветряк представляет собой мачту, изготов-ленную из легких материалов. Установка чем-то на-поминает гигантскую сигарету. Внутри она полая. Полужесткие стенки созданы из стеклокомпозита. В отличие от традиционных ветрогенераторов но-вая система не вращается. Под воздействием ветра структура колеблется, вырабатывая электричество.

По словам разработчиков, благодаря тому, что установка не имеет лопастей, она практически бес-шумна. Кроме того, подобная система не требует больших затрат на поддержание ее в рабочем со-стоянии. Согласно расчетам авторов проекта, сто-имость обслуживания Votex на 51% ниже традици-онных ветрогенераторов, а стоимость производства меньше на 53%.

В настоящее время компания проводит испыта-ния прототипа установки. В будущем разработчики планируют создать 4 киловаттный ветрогенератор высотой 13 м, имеющий массу 100 кг. Кроме того, в

в области создания углеродных волокон нового поко-ления с улучшенными характеристиками, «Текстиль-ный цех» по производству мультиаксиальных тканей и тканных 3D структур для применения в автомобиле-строении, судостроении и изготовлении спортинвента-ря, цех по производству препрегов (тканных структур, пропитанных связующим) для авиастроения», — отме-тил гендиректор Технополиса Игорь Ищенко.

На территории технополиса «Москва» также раз-местился «Нанотехнологический центр компози-тов» входящий в структуру «Холдинговой компании «Композит». Наноцентр занимается производством готовых изделий из композитов. В частности, в на-стоящее время на базе «НЦК» налажено производ-ство композитных корпусов автобусов и электробу-сов, которые будут поставляться на экспорт в страны Евросоюза. Так, до конца года «НЦК» планирует произвести 50 композитных автобусов на площадке Технополиса.

www.plastinfo.ru

планах компании — производство 3-метрового ге-нератора Vortex Atlantis мощностью 100 Вт. Этот ве-трогенератор будет весить всего 10 кг.

www.zele.ru

РАЗРАБОТАН МЕТАЛЛОКОМПОЗИТ, КОТОРЫЙ НЕ ТОНЕТ В ВОДЕ

Исследователи компании DeepSpringsTechnology (DST) совместно со специалистами из Политехниче-ской школы инженерии при Нью-Йоркском универ-ситете создали новый металлокомпозит, который на-столько лёгок, что может держаться на воде и не тонуть.

Композит с матрицей из магниевого сплава пред-ставляет так называемую синтактическую пену — тип композитного материала, созданный путём заполне-ния металлической, полимерной или керамической матрицы полыми частицами. В данном случае ма-трица из магниевого сплава наполнена полыми ча-стицами карбида кремния, разработанными DST. То есть она представляет собой своего рода металличе-скую пену.

Учёные утверждают, что в результате у них полу-чилась самая лёгкая в мире синтактическая пена с металлической матрицей. “Пенная” структура по-зволяет материалу иметь плотность 0,92 грамма на один кубический сантиметр, то есть меньше плот-ности воды, так что материал может удерживаться на поверхности жидкости и не тонуть.

Чрезвычайно прочные шарики из карбида крем-ния способны выдерживать давление более 1757,6 килограмм-силы на квадратный сантиметр. Такие сферы также могут обеспечить ударопрочность, дей-ствуя как поглотители энергии.

Изменение количества сфер, которые добавляют-ся к матрице, позволяют композиту приобретать и некоторые другие свойства, которые могут быть на-строены в зависимости от цели применения.

В будущем подобный материал может быть ис-пользован для строительства морских судов, которые будут оставаться на плаву даже после получения по-вреждений корпуса. Кроме того, материал получился достаточно плотным, чтобы изготовленное из него судно могло выдержать суровые морские условия.

Материал также может похвастаться термостойко-стью, что делает его жизнеспособной альтернативой лёгким композитам с полимерной матрицей, кото-рые были в центре внимания многих исследований в последние годы и использовались для изготовления компонентов морских судов и автомобилей (вместо более тяжёлых компонентов на основе металлов).

Page 15: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТАСЛИ | июль–август | 2015 15

WWW.UNCM.RU

«Эта новая разработка в области композицион-ных материалов — очень лёгкий материал, который позволит снова вернуться к изготовлению компо-нентов из металла, — говорит профессор кафедры механики и аэрокосмической техники Нихил Гапта (Nikhil Gupta), соавтор исследования, — способность металлов выдерживать более высокие температуры может стать огромным преимуществом, если ком-поненты изготавливаются для двигателя или же им придётся контактировать с выхлопными газами».

Среди некоторых потенциальных способов исполь-зования материала не только облицовка дна корабля, также, по мнению создателей, он пригодится для соз-дания автомобильных деталей, плавучих машин и брони для военного транспорта. Последний пример объясняет, почему разработки DST осуществляет при поддержке Научно-исследовательской лаборатории армии США (US Army Research Laboratory).

По словам разработчиков, прототипы устройств из нового материала будут протестированы в тече-ние ближайших трёх лет.

www.vesti.ru

БЕЛЬГИЙЦЫ ПРЕДСТАВИЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ САМОЛЕТ

На ежегодной крупнейшей европейской авиавы-ставке «AERO 2015», в Германии было представлено несколько интересных новинок, среди которых пол-ностью электрический самолет Ypselon GT бельгий-ского производства.

Вес самолета составляет 330 килограммов, вклю-чая аккумуляторную литий-ионную батарею весом 120 килограммов. Корпус самолета выполнен из лег-кого и прочного углекомпозита. На одном заряде ак-кумулятора, самолет Ypselon GT может летать около 1 часа с запасом энергии еще на 30 минут. Однако к 2019 году планируется увеличить время полета до 3 часов. Кроме того, специальное расположение кре-сел для двух пассажиров позволяет им наслаждаться великолепным видом во время полета. Длина само-лета составляет 6,45 метров.

www.infuture.ru

КОЛЕСНЫЕ ДИСКИ ИЗ УГЛЕКОМПОЗИТА СТАНУТ ДОСТУПНЕЙ

Уже в ближайшие годы на серийных автомоби-лях массовых марок могут появиться инновацион-

ные сверхлегкие колеса из углекомпозита, которые раньше были атрибутом лишь суперкаров. Новинки на 40% легче колес из кованого алюминия.

Соглашение о совместной разработке сверхлегких алюминиево-углекомпозитных колес подписали не-мецкая ThyssenKrupp и американская Maxion Wheels. В пресс-релизе двух компаний речь идет о том, что настало время вывести углекомпозит из списка мате-риалов, предлагаемых только на премиальных авто-мобилях, и сделать инновационные колеса доступны-ми для покупателей автомобилей в среднем ценовом сегменте. Автомобили Volkswagen уже сейчас исполь-зуются для тестирования прототипов, а значит, могут первыми получить серийные «суперколеса».

Пока партнеры не раскрывают всех секретов про-изводства, однако уже известно, что новинки весят до 40% меньше по сравнению с колесами из ковано-го алюминия. Дорожные тесты в реальных условиях также выявили, что гибридные колеса, в которых ис-пользуются как углекомпозит, так и алюминий, об-ладают способностью эффективно гасить колебания и шумы. В результате автомобиль с такими колеса-ми тратит меньше топлива, имеет лучшую управля-емость и мягкость хода за счет снижения неподрес-соренной массы, а также производит меньше шума.

ThyssenKrupp и Maxion Wheels уже проводили тесты новых колес на спорткарах и внедорожниках. Цены, сроки и другие подробности еще неизвестны. А мы напомним, что у партнеров есть по меньшей мере один серьезный конкурент: BMW намерена собственными силами сделать полностью углеком-позитное колесо для серийной машины уже в 2016 году. На сегодня композитные колеса, например, предлагает Koenigsegg для гиперкара Agera.

www.zele.ru

ТРЕК-КАР GP700

Молодая австралийская компания Quantum Perfor-mance Vehicle представила трек-кар GP700, облада-ющий феноменальными паспортными данными. На скорости 280 км/ч его антикрылья и диффузор гене-рируют прижимную силу в 1,8 раза превышающую вес автомобиля. Так что теоретически он мог бы ездить по потолку, хотя вряд ли кто-то рискнёт это проверить.

Page 16: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

СОЮЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ КОМПОЗИТОВ

4. АНОНС

КОНФЕРЕНЦИЯ «ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ДЛЯ ГРАЖДАНСКИХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ»

11 сентября 2015 года во ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ

состоится конференция «Полимерные композици-онные материалы нового поколения для граждан-ских отраслей промышленности».

Место проведения: г. Москва, ул. Радио, д. 17 (вход со стороны ул. Доброслободская).

Начало работы конференции — 10:00 Регистрация участников с 09:00 до 10:00

На конференции выступят ведущие ученые и специ-алисты ВИАМ и предприятий гражданских отраслей промышленности с докладами в области изготовления изделий из полимерных композиционных материалов для строительства, транспорта, энергетики и пр.

Кроме этого, будут представлены доклады по применению полимерных композиционных ма-териалов в качестве альтернативы традиционным металлическим материалам, моделированию про-цессов изготовления изделий, применению совре-менных связующих и армирующих наполнителей, а также в части создания и применения норматив-но-технической базы, регулирующей изготовление, испытания и применение изделий из полимерных композиционных материалов в гражданских отрас-лях промышленности.

Для участия в конференции необходимо до 07 ав-густа 2015 года заполнить онлайн заявку в разделе «Регистрация участников».

Но ещё интереснее узнать мощность и снаряжённую массу: здесь упаковано 710 «лошадей» на 700 кг.

В основе автомобиля лежит трубчатый каркас из алюминиевого сплава. Наружные панели — компо-зитов на основе углеродного волокна и кевлара.

В автомобиле установлено рулевое колесо из угле-композита и приборка с компонентами фирмы Motec. Имеется борт-компьютер для регистрации параме-тров круга и работы автомобиля, тонкой настройки машины. С этим арсеналом, полагают австралийцы, клиенты смогут последовательно улучшать время круга. Автомобиль будут красить в шесть цветов.

www.drive.ru

ОТ ИДЕИ — К ВОПЛОЩЕНИЮ!

Полиэфирные смолыЭпоксивинилэфирные смолы DERAKANEГелькоутыСтекломатериалыСэндвич�материалыСистемы отвержденияВспомогательные материалыОборудование для напыления стеклопластика

Группа компаний «Композит»

193079, Санкт-Петербург,

Октябрьская наб., 104

Тел.: +7 (812) 322-91-70

+7 (812) 322-91-69

E-mail: [email protected]

www.composite.ruСанкт-Петербург | Москва | Нижний Новгород | Самара | Екатеринбург | Ростов-на-Дону | Казань | Новосибирск | Минск | Алматы | Рига | Вильнюс

Page 17: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ | ВЕСТНИК ОТАСЛИ | июль–август | 2015 17

WWW.UNCM.RU

из Москвы до отеля (4 октября 2015) и обратно (9 ок-тября 2015 г).

Контактная информация:Ученый секретарь конференции — Андрей Жильцовe-mail: [email protected]телефон: +7 (925) 519-77-04

ЮБИЛЕЙНАЯ 10-Я ЕВРОПЕЙСКАЯ ВЫСТАВКА-ФОРУМ COMPOSITES EUROPE 2015

С 22 по 24 сентября 2015 года, в городе Штутгарт (Германия) пройдет юбилейная 10-я Европейская выставка-форум COMPOSITES EUROPE 2015, посвя-щенная композитным материалам, технологиям их производства и областям применения.

Тематические разделы:• Сырье• Наполнители• Процессы, технологии и оборудование• Обработка/Отделка• Полуфабрикаты• Услуги (Дистрибьюторы, симуляторы, CAD/CAM)• Изделия из композитовВ программе:• Конференция AVK• COMPOSITES Night вечерний прием для участников• Зона Демонстрации Продукции• COMPOSITES Forum (Форум по композитам)

На выставке будут представлены готовые реше-ния для следующих отраслей: строительство, ве-троэнергетика, автомобилестроение, авиастроение, судостроение, электроника и электротехника и т.д.

Европейская выставка с каждым годом привлека-ет все большее количество, как участников, так и по-сетителей, и уже заслуженно занимает одно из веду-щих мест в ряду крупнейших мероприятий отрасли.

В 2014 году выставка собрала более 10000 посе-тителей и около 420 экспонентов из Европы, Азии и Северной Америки.

ПРИГЛАШАЕМ КОМПАНИИ ОТРАСЛИ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ В ВЫСТАВКЕ!

Контактная информация:Москвитин Михаил Николаевич +7 (499) 263-86-71 Тарасов Иван Владимирович +7 (499) 263-88-84 Кузнецова Надежда Александровна +7 (499) 263-85-16 e-mail: [email protected]

ПРИГЛАШАЕМ УЧЕНЫХ, СПЕЦИАЛИСТОВ, АСПИРАНТОВ И СТУДЕНТОВ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ В КОНФЕРЕНЦИИ И ВЫСТУПИТЬ С ДОКЛАДАМИ.

V ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ НАНООБЪЕКТЫ И ПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ»

4–9 октября 2015 года состоится V Всероссийская с международным уча-стием конференция для молодых уче-ных «Макромолекулярные нанообъек-ты иполимерные нанокомпозиты».

Целью конференции является ознакомление мо-лодых ученых, аспирантов и студентов с последни-ми достижениями в области синтеза, модификации и функционализации полимерных наночастиц, по-лучения полимерных нанокомпозитов, исследова-ния структуры и свойств наноструктурированных систем и с новыми методами их исследования и конструирования.

Программа включает следующие тематические лекции и круглые столы: • Макромолекулярные нанообъекты;• Функциональные полимерные нанокомпозиты;• «Умные» полимерные нанокомпозиты

и нанокомпозиты для медико-биологических приложений;

• Теория и компьютерное моделирование полимерных нанокомпозитов;

• Современные методы исследования наночастиц и полимерных нанокомпозитов.

Регистрационный взнос за участие в конференции составляет 17 500 руб. Для студентов и аспирантов, представляющих устные и стендовые доклады, — 10 000 руб.

Регистрационный взнос включает оплату прожи-вания в двухместном номере; трехразовое питание по системе «все включено»; проезд на арендован-ном автобусе из Москвы до отеля и обратно; пакет участника; фуршет, кофе-брейки; банкет.

При оплате после 17 августа 2015 года размер ре-гистрационного взноса составит 20 000 руб., для сту-дентов и аспирантов, выступающих с докладами, — 12 000 руб.

Место проведения конференции: Московская об-ласть, Солнечногорский район, деревня Пешки, от-ель HELIOPARK Lesnoy. Для участников конференции будет организован проезд на арендованном автобусе

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

Page 18: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201518

Композитный мир (КМ): Ирина Витальевна, расска-жите об основных этапах развития вашего центра компетенций. Кто стоял у истоков — молодежь или старшее поколение?

Ирина Витальевна (ИВ): ЗАО «АэроКомпозит» было создано в декабре 2008 года. Как и любой «start up», реализация проекта по созданию центра компетен-ции по разработке и производству композитных кон-струкций самолета МС-21 и других российских лайне-ров началась с формирования «ключевой» команды, а именно с руководителя компании и заместителей по техническим, финансовым, организационным направлениям. На должности главного конструкто-ра, главного технолога и директора программы были приглашены «зубры» самолетостроения, я же была членом команды назначенного руководителя ком-пании. Для меня авиационная тематика была новой, но поставленные стартовые задачи развития схемы кооперации и формирования коллектива виделись вполне выполнимыми.

Как известно, в отечественной авиационной про-мышленности применение композитных материа-лов в конструкциях лайнеров, созданных в советский период, было минимально. К 2008 году мировые ли-деры в производстве гражданской авиационной тех-ники (Boeing и Airbus) уже заканчивали разработку самолетов — Boeing 787 Dreamliner и Airbus 350, у ко-торых фюзеляж, крыло и хвостовое оперение выпол-нены из композиционных материалов.

Нам удалось выстроить хорошие рабочие отно-шения с основными поставщиками композитных конструкций этих новых лайнеров. На базе заводов в Австрии и Германии по конструкторской докумен-тации наших специалистов были изготовлены по

инновационной инфузионной технологии прототи-пы крыла МС-21. Основным условием заключенных с иностранными контрагентами контрактов было непосредственное участие наших конструкторов и технологов на всех стадиях подготовки производ-ства и изготовления данных прототипов.

Они, а также специалисты по качеству имели воз-можность присутствовать при всех видах инженерных работ, непосредственно контролировать изготовле-ние деталей и сборку. Таким образом и сформиро-валась команда «ведущих технарей» АэроКомпозита. На сегодняшний день эти специалисты возглавляют технические службы заводов в Ульяновске и Казани, являются «основными носителями» знаний и опыта в производстве композитных деталей.

КМ: Для создания композитных конструкций для ави-ации нужны высококвалифицированные кадры. Как ре-шается кадровый вопрос на предприятии? Вы готовите (растите) кадры самостоятельно или тесно сотрудни-чаете с профильными кафедрами ведущих ВУЗов?

ИВ: Меня несколько удивил тот факт, что, например, в компании FACC AG средний возраст работников по предприятию составляет 30–35 лет, при этом очень много производственных рабочих 20–25-летнего воз-раста. Это во многом обусловлено новизной самого процесса производства композитных конструкций и отсутствием опыта работы в данной сфере у старшего поколения. Мы же пошли по пути сочетания энергии молодых кадров и опыта «профессионалов со стажем», имеющих высокую техническую подготовку, хорошо знакомых с авиационными правилами, системой ме-неджмента качества, что обеспечивает преемствен-ность лучших традиций и знаний начинающими свою трудовую деятельность молодыми людьми.

Надо отметить, что на наших заводах в Ульянов-ке и Казани имеется большая потребность в специ-алистах, умеющих работать на станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Аналоги обо-рудования, установленного на заводе в Ульяновске, в России отсутствуют, поэтому нами организовано внешнее (в том числе зарубежное) и внутреннее об-учение персонала, внедрены программы адаптации.

Я считаю, что вообще не надо бояться принимать на работу сотрудников без опыта, ведь все мы когда-то начинали с нуля. Если работник хочет и может тру-диться (ключевое слово «ХОЧЕТ»), то он быстро приоб-

Мы учимся работать вместе…О создании коллектива центра компетенций ПАО «ОАК» — ЗАО «АэроКомпозит» и его развитии рассказывает заместитель генерального директора компании — исполнительный директор Ирина Витальевна Кошелева.

ИНТЕРВЬЮ

Page 19: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 19

ретет необходимые навыки в результате стажировки.На ряде позиций требуются сотрудники с глубо-

кими базовыми техническими знаниями. Неоце-нимую помощь в подготовке таких специалистов оказывают профильные ВУЗы — Московский ави-ационный институт, ФГБОУ ВПО «МАТИ — Рос-сийский государственный технологический уни-верситет им. К. Э. Циолковского», Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Казанский национальный исследователь-ский технический университет имени А. Н. Тупо-лева (КНИТУ-КАИ), Ульяновский государственный университет, Ульяновский государственный техни-ческий университет.

Надо понимать, что на начальном этапе развития любого предприятия ротация производственного персонала достаточно высокая. И это нормально, кол-лектив формируется «опытным путем», это же своего рода «большая семья». Только, к сожалению, времени на формирование коллектива не так много.

КМ: Как участвует молодежь в жизнедеятельности компании?

ИВ: Молодым специалистам мы стараемся создать комфортные условия для реализации талантов как в профессиональной, так и в других сферах жизни. Наши сотрудники принимают участие в различных конкурсах и фестивалях, часто становясь их при-зерами. На спортивные мероприятия приходят се-мьями. Уверена, что внеслужебное общение теснее сплачивает коллектив, создает подлинное чувство локтя. Каждый молодой специалист имеет возмож-ность расти профессионально, участвуя в обучаю-щих семинарах, конференциях, посещая отраслевые выставки. В Казани на базе школы № 35 создан спе-циализированный авиационный класс. Его задачу я вижу прежде всего в стимулировании интереса

школьников к авиастроению. На производственных площадках мы планируем создание Совета молодых ученых и специалистов, который, надеюсь, активи-зирует научно-исследовательскую и общественно полезную деятельность молодежи.

КМ: Какие шаги предпринимаются для того, чтобы со-трудники центра обладали актуальной информацией?

ИВ: В компании на регулярной основе проводятся общие собрания коллектива, на производствах «дни мастера», регулярно обновляется информационный портал АэроКомпозита. И как это ни банально звучит, мы учимся «РАБОТАТЬ ВМЕСТЕ». Работать вместе для меня значит услышать друг друга, решить проблему, выслушав все стороны и направив активность сотруд-ников в полезное компании русло. Для этого участни-ки того или иного процесса собираются вместе с руко-водством, и решают различные проблемы. Это также полезный обмен информацией.

КМ: Какие задачи стоят перед вашим предприятием на ближайшие 2–3 года?

ИВ: Основная задача — это успех программы МС-21. Мы отвечаем за поставку консоли крыла, центроплана и рулей хвостового оперения. При выполнении этой сложной технической и организационной задачи, я думаю, команда АэроКомпозита «без работы не оста-нется». Мы проводим ряд научно-исследовательских работ по разработке и изготовлению конструкций из термопластичных материалов и планируем далее раз-вивать это направление. Модернизация и разработка новых гражданских лайнеров постоянно увеличивают долю композитных конструкций, что потребует даль-нейшего развития существующих инженерных и про-изводственных мощностей, хотя и сегодня производ-ственные предприятия имеют зону развития.

ИНТЕРВЬЮ

Page 20: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201520

Ключевая задача данного мероприятия — форми-рование системы стимулирования спроса на техниче-ски и экономически эффективную продукцию компо-зитной отрасли в регионах Российской Федерации и обмен опытом по созданию данной системы.

Конференция проведена по заказу Министерства промышленности и торговли РФ, при поддержке Объединения юридических лиц «Союз производи-телей композитов», Информационного агентства «INFOLine», Издательского Дома «Мир Композитов». Оператором конференции выступила компания «Ин-новации будущего».

В мероприятии приняли участие более 200 человек, среди которых представители Министерства промыш-ленности и торговли Российской Федерации, Центра инновационного развития города Москвы, Комитета по промышленной политике и инновациям Санкт-Петербурга, Композитного кластера Санкт-Петербурга, федеральных и региональных органов исполнитель-ной власти субъектов Российской Федерации, Союза производителей композитов, компаний композитной отрасли, а также организаций — реальных и потенци-альных потребителей изделий из полимерных ком-позитных материалов в сфере транспортной инфра-структуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства, судостроения, спорта и отдыха.

Конференция состояла из двух последовательных пленарных заседаний. В первой части с сообщения-ми выступили заместитель директора Департамен-та химико-технологического и лесопромышленного комплекса Минпромторга России Орлов Александр Юрьевич и исполнительный директор Объединения юридических лиц «Союз производителей компози-тов» Ветохин Сергей Юрьевич.

Они проинформировали участников мероприятия о государственных мерах поддержки химико-техно-логического комплекса и обозначили основные на-правления развития композитной отрасли в настоя-щее время, а именно:• стимулирование спроса на продукцию композит-

ной отрасли;• восстановление отечественного производства ис-

ходных компонентов для изготовления компози-тов и изделий из них;

• подготовка, профессиональная переподготовка и по-вышение квалификации специалистов в сфере про-изводства и применения изделий из композитов.

В настоящее время в регионах России приняты и реализуются 12 региональных программ и 7 ре-гиональных подпрограмм внедрения композитных материалов и изделий из них. Однако большинство

СОБЫТИЕ

Невские перспективы композитов26 мая 2015 года в Санкт-Петербурге состоялась научно-практическая конференция по вопро-су разработки и реализации региональных программ внедрения композитов и изделий из них в сфере транспортной инфраструктуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства, су-достроения, а также спорта и отдыха.

Пунина Мария Андреевна

менеджер проектов

Объединение юридических лиц

«Союз производителей композитов»

Page 21: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 21

Михаил Юрьевич представил основные этапы и ме-роприятия проекта Программы по развитию произ-водства и внедрению композитов и изделий (кон-струкций) из них на территории города Москвы на 2015-2020 годы, ориентированные на стимулирова-ние спроса на продукцию композитной отрасли, по-вышение эффективности государственных закупок и поддержку предприятий-производителей инно-вационной продукции.

Председатель Совета композитного кластера Санкт-Петербурга, генеральный директор ОАО «Средне-Не-вский Судостроительный Завод» Середохо Владимир Александрович сообщил о создании в городе компо-зитного кластера, в состав которого вошли ведущие предприятий композитной отрасли Санкт-Петербурга, в том числе ОАО «Средне-Невский судостроительный завод», ОАО «Крыловский государственный научный центр», ООО «Колпинский завод композитных матери-алов», ООО «КОМПОЗИТ-ТРЕЙД», ООО «АйПиГрупп». Основная цель создания и деятельности кластера — по-вышение конкурентоспособности всех его участников.

О создании отраслевой электронной системы ка-талогизации и унификации материалов, технологий, оборудования и перспективных разработок расска-зала руководитель проектов АНО «Реестр компози-тов» Сантаева Юлия Александровна. Федеральный Реестр композитов создается по заказу Минпром-торга России и представляет собой информацион-ную систему, содержащую взаимоувязанные базы данных по композитам, конструкциям и изделиям из них и справочники по основным материалам, технологическим процессам и техническим реше-

из них носят формальный характер и реально не способствуют ни развитию композитной отрасли России, ни эффективному расходованию бюджет-ных средств регионов за счет применения продук-ции из композитных материалов. Именно поэтому очень важны положительные практики разработки и реализации подобных программ, к которым в на-стоящее время относятся мероприятия программы Санкт-Петербурга и проект программы внедрения композитов в городе Москве.

Об основных мероприятиях по внедрению компо-зиционных материалов на территории города Санкт-Петербурга в рамках программы «Инновационное развитие Санкт–Петербурга» рассказал начальник управления инвестиционной политики и инноваций Комитета по промышленной политике и инноваци-ям Санкт-Петербурга Складчиков Иван Валерьевич.

Генеральный директор информационного агентства «INFOLine» Федяков Иван Вадимович представил участ-никам конференции результаты разработки и при-менения системы учета и мониторинга организаций Санкт-Петербурга в сфере разработки, производства и внедрения композитов, включая основные направ-ления применения композитов в Санкт-Петербурге, а также рекомендации ИА «INFOLine» по расширению областей применения композитов и изделий из них в Санкт-Петербурге и предложения по реализации пилотных проектов на предприятий города Санкт-Петербург (ГУП «Водоканал СПб», ООО «Петербург Газ», СПб ГУП «Ленсвет»).

Заместитель генерального директора Центра инновационного развития города Москвы Голанд

СОБЫТИЕ

Page 22: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201522

ниям отрасли производства композитных материа-лов. Основная задача создания Реестра информиро-вание производителей и потребителей композитов и изделий из них и создание системы контроля ка-чества продукции композитной отрасли.

Вопросам подготовки и повышения квалификации кадров композитной отрасли и отраслей потребите-лей был посвящен доклад об онлайн образователь-ном центре по композитам руководителя проекта Российского технологического агентства Антоновой Еленой Владимировной. Настоящий проект также реализуется по заказу Минпромторга России.

Завершило первое пленарное заседание сообще-ние генерального директора «INFOLine-Аналитика» Бурмистрова Михаила Борисовича о возможностях для продвижения композиционных материалов на рынке Санкт-Петербурга — в рамках конкурса «Луч-ший инновационный продукт «Санкт-Петербурга», который будет проходить с мая по сентябрь 2015 года. Он обратился к производителям композитов и изделий из них проявлять активность и инициативу в грамотном продвижении своей продукции в при-оритетных секторах экономики и регионах России.

Второе пленарное заседание было посвящено представлению готовых к применению техниче-ский решений из полимерных композитов для раз-личных сфер применения, включая транспортную инфраструктуру, строительство и жилищно-комму-нальное хозяйство, судостроение, а также спорт и отдых. Данная часть была ориентирована на потен-циальных заказчиков, в первую очередь органы ис-полнительной власти субъектов Российской Федера-ции и компании с государственным участием.

Были представлены доклады о практике и пер-спективах применения композитных труб для ЖКХ, композитной арматуры для строительного ком-плекса, газоотводящих композитных стволов для дымовых труб, изделий различного функциональ-ного назначения для применения в транспортной инфраструктуре.

В ходе обсуждения настоящих докладов были под-тверждены существенные преимущества, которыми обладают изделия из композитов и развеян ряд ми-фов об их недостатках, которые активно внедряются в умы заказчиков производителями конкурентной продукции. В первую очередь эти мифы касаются неремонтопригодности и невозможности монито-ринга эксплуатационного состояния изделий и кон-

струкций из композитов. Для ремонта композитов и изделий из них разработан целый комплекс тех-нических и технологических решений, а для их мо-ниторинга применяются современные методы не-разрушающего контроля. Таким образом, появление данных мифов связано с отсутствием у потребите-лей необходимого объема информации.

Программа мероприятия была насыщенной и вызвала неподдельный интерес у его участников. В ходе конференции состоялся заинтересованный обмен мнениями по вопросу применения компо-зитных материалов конструкций и изделий из них в сфере транспортной инфраструктуры, строитель-ства и жилищно-коммунального хозяйства, судо-строения, а также спорта и отдыха и были вырабо-таны конструктивные предложения по расширению применения данных материалов, конструкций и из-делий в приоритетных секторах экономики.

По итогам мероприятия подготовлен проект ре-золюции, который направлен на согласование в Минпромторг России и Комитет по промышленной политике и инновациям Санкт-Петербурга. Проект включает в себя предложения участников меропри-ятия по расширению мер государственной поддерж-ки композитной отрасли и мер стимулирования спроса на ее продукцию в приоритетных секторах экономики и регионах Российской Федерации.

СОБЫТИЕ

Page 23: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 24: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201524

В рамках мониторинга исполнения поручений Президента Российской Федерации по итогам за-седания совета при Президенте Российской Федера-ции по модернизации экономики и инновационно-му развитию России 24 октября 2012 года Пр-3028 от 12 ноября 2012 года, в части касающейся разработки и реализации региональных программ внедрения композитных материалов в субъектах Российской Федерации (пункт 8 Перечня поручений), 4 июня 2015 года в Новосибирске на площадке III Между-народном форуме технологического развития «ТЕХ-НОПРОМ — 2015» было проведено межрегиональное совещание «Композитные материалы».

Основной задачей проведения совещания было обсуждение и выработка предложений по форми-рованию системы стимулирования спроса на тех-нически и экономически эффективную продукцию композитной отрасли и обмен опытом по созданию подобной системы на территории субъектов Россий-ской Федерации за период 2012-2015 гг.

В ходе проведения совещания были заслушаны со-общения о результатах исполнения поручения Пре-зидента Российской Федерации, в части касающейся разработки и реализации региональных программ внедрения композитных материалов в субъектах Рос-

сийской Федерации, о реализуемых в настоящее время на федеральном уровне мерах государственной под-держки композитной отрасли России, о поддержке ГК «Внешэкономбанк» инновационных проектов в сфере промышленности, о мерах стимулирования спроса на региональном уровне, в том числе в рамках реализации кластерной политики, а также о перспективах и пробле-мах применения современных композитов и изделий из них в приоритетных секторах экономики России.

В качестве спикеров на настоящем мероприя-тии выступили представили Минпромторга России, Объединения юридических лиц «Союз производи-телей композитов», ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ, ГК «Вне-шэкономбанк», Ассоциации «Некоммерческое Пар-тнерство «Алтайский полимерный композитный кластер», ЗАО «ХК «Композит», ООО «Бийский завод стеклопластиков».

Участники совещания отметили, что одним из важнейших инструментов, обеспечивающих реали-зацию приоритетных направлений развития компо-зитной отрасли, являются региональные программы внедрения композитов и изделий из них, которые должны разрабатываться и реализовываться в со-ответствии с перечнем Поручений Президента Рос-сийской Федерации Пр-3028 от 12 ноября 2012 года.

Композиты в России будут прирастать Сибирью…Итоги межрегионального совещания «Композитные материалы», прошедшего в рамках форума «Технопром 2015» в Новосибирске 4 июня 2015 года.

СОБЫТИЕ

Лукичева Наталья

Руководитель Департамента

развития отрасли

Объединение юридических лиц

«Союз производителей композитов»

Page 25: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

Несмотря на это, большинство регионов необосно-ванно отказалось от разработки данных программ, а разработанные и утвержденные в настоящее время региональные программы и подпрограммы вне-дрения композитных материалов и изделий из них носят в основном формальный характер и реально не способствуют ни развитию композитной отрасли России, ни эффективному расходованию бюджет-ных средств регионов за счет применения продук-ции из композитных материалов, что означает фак-тическое неисполнение органами исполнительной власти cубъектов Российской Федерации пункта 8 Перечня поручений Президента Российской Феде-рации Пр-3028 от 12 ноября 2012 года.

При этом были отмечены, как положительные практики выполнения Перечня поручений Прези-дента Российской Федерации, мероприятия подпро-

граммы «Инновационное развитие Санкт–Петер-бурга» по внедрению композиционных материалов на территории города Санкт-Петербурга, а также проект Программы внедрения композиционных ма-териалов в городе Москве на 2014–2020 годы.

По итогам проведенного совещания участниками была подготовлена Резолюция, перечень рекоменда-ций которой будут включены в Итоговую резолюцию III Международного форума технологического раз-вития «ТЕХНОПРОМ — 2015». Итоговую резолюцию представят в Совет Федерации РФ. Рекомендации по итогам форума «Технопром — 2015» будут учитывать-ся при разработке государственной политики, ориен-тированной на достижение технологического лидер-ства российской экономики, в том числе по условиям реализации национальных «вытягивающих» проектов (в сфере критических технологий).

СОБЫТИЕ

Page 26: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201526

Стратегическим партнером конференции вы-ступила Международная аэрокосмическая кор-порация Airbus Group.

Представительный форум ведущих игроков ком-позитной отрасли проводится в нашем городе с 2012 года. В нынешнем году конференция получила на-звание «Трансфер композитных технологий как ин-струмент импортозамещения».

Организатором конференции, как и ранее, высту-пила Группа компаний ГК «Композитные решения» и её подразделение Carbon Studio — крупнейший поставщик композитных материалов, передовых технологий и оборудования для предприятий судо-строения, авиастроения, энергетики, космической и других стратегических отраслей экономики России.

Илья Тарасов, генеральный директор ГК «Компо-зитные решения»: «Сегодня, когда актуализировался вопрос развития отечественных технологий и обору-дования, мы можем сделать качественный прорыв, наладив производство и применение российских композитных материалов в различных отраслях промышленности. Наша компания, благодаря своим налаженным, многолетним контактам с ведущими зарубежными производителями, готова содейство-вать трансферу композитных технологий на россий-ский рынок».

Конференция уже четыре года является уникаль-ной дискуссионной площадкой по всем проблемам композитной отрасли. В числе ключевых тем обсуж-

дения: меры по поддержке отрасли со стороны госу-дарства, развитие и рост рынка композитов в Санкт-Петербурге, России и мире, передовые разработки и трансфер технологий по производству сырья, полу-фабрикатов и готовых изделий, опыт внедрения ком-позитов в различных отраслях экономики, а также подготовка квалифицированных российских специ-алистов для композитной отрасли.

С докладами на конференции выступили пред-ставители ведущих участников рынка композитов из России, Франции, Австрии, Бельгии, в том числе специалисты Airbus Group. Международная аэрокос-мическая корпорация в лице генерального директо-ра Airbus Group Innovations Russia госпожи Марины Эванс представила технологии, используемые в про-ектировании, разработке и производстве продукции, а также в сфере неразрушающего контроля полимер-ных композитных материалов.

По итогам конференции достигнута договорен-ность между Airbus Group и компанией Carbon Studio о подписании Соглашения о сотрудничестве в рамках Программы Airbus по лицензированию технологий. По словам Марины Эванс, подписание документа планируется в августе 2015 года на Международном авиационно-космическом салоне MAKS.

Контактная информация:Сайт конференции: compositesolutions.proE-mail: [email protected]

IV международнаяконференция

«Трансфер композитныхтехнологий как инструментимпортозамещения»В Санкт-Петербурге состоялась IV международная конференция «Композитные решения». В Конференц-зале Центрального военно-морского музея собралось около ста специалистов композитной отрасли, представителей органов власти и профессиональных объединений.

СОБЫТИЕ

Page 27: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 28: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201528

В условиях непростой политической обстановки в мире, влияние которой ощущает каждый из нас в большей или меньшей степени, чётко становится вид-но, кто отходит на задний план и отступает, а кто, на-оборот, получает дополнительный карт-бланш на рост, экономическое развитие и эффективность. Одной из таких компаний в России является компания «Аттика», занявшая своё достойное место среди поставщиков химической продукции высокого качества. Миссией компании по-прежнему являются качественные хи-мические продукты и профессиональные решения всех задач, стоящих перед клиентами. В линейке синтетических смол ООО «Аттика» хочется особо от-метить ненасыщенные полиэфиры в ассортименте, производимые нашими многолетними поставщи-ками — концерном Synthopol Chemie (г. Букстехуде, Германия).

Мы считаем, что помимо стабильного качества, востребованность полиэфирных смол должна обяза-тельно сочетаться с внятной ценовой доступностью, что является неоспоримым фактором, к которому должны стремиться все отечественные производи-тели. Только таким образом можно достичь повы-шения конкурентоспособности отечественного про-изводственного сегмента. Своего рода, это задел на будущее, вклад в укрепление независимости нашей страны и в развитие отечественного рынка компо-зитов в целом.

Особенности контроля качества при производ-стве ненасыщенных полиэфиров:

Производство полиэфирных смол начинается с процесса перегонки нефти, в результате чего выде-ляются такие вещества, как этилен, пропилен и бен-зол, из которых получаются многоосновные кислоты, ангидриды и гликоли. Эти вещества после совмест-ной «варки» образуют «базовую» смолу, которая на определенном этапе разбавляется стиролом. Гото-

вая смола почти на 50% состоит из стирола. На дан-ном этапе возможна продажа получившейся смолы, но практически её еще насыщают различными до-бавками, благодаря которым получаемая смола при-обретает особые свойства. В зависимости от того, где именно будет применяться конкретная смола, Synthopol Chemie изменяет состав смеси, подбирая наилучшие комбинации дополнительных веществ, добавляет наполнители, акселераторы и другие мо-дифицирующие добавки, так что в результате мож-но получить самые различные по свойствам смолы.

Схема производства ненасыщенных полиэфиров:• подготовка емкостного котла (визуальный ос-

мотр и, если необходимо, очистка);• заполнение сырьём (сначала гликоли,

затем ангидриды, ингибиторы и т.д.);• нагревание до 100°С;• ожидание снижения температура

экзотермической реакции;• промежуточное состояние: на данном этапе

происходит проверка кислотного числа и вязкости расплава (таблица 1);

• если требуемые показатели достигнуты, смола охлаждается и далее растворяется в стироле (+ ингибиторы) в смесительном резервуаре;

• последующее охлаждение смолы, растворённой в стироле, при комнатной температуре;

• введение добавок (например, тискотропные добавки, парафин и т.п.);

• проверка показателей (содержание нелетучих компонентов, вязкость, реактивность);

• корректировка показателей по стиролу (содержание нелетучих компонентов, вязкость, реактивность) и ингибитору (реактивность);

• если требуемые показатели достигнуты, то смола разливается в автоцистерны (танки), кубы или бочки ( таблицы 2,1–3,3).

Таблицы 1, 2, 3 — контроль качества на примере ненасыщенной полиэфирной смолы общего назна-чения Synthopan 960-74 в выборочно взятом одина-ковом промежутке времени.

1 — диаграмма кислотного числа относительно вяз-кости расплава во время процесса «варки» смолы; в процессе приготовления полиэфира мы измеряем кислотное число и вязкость расплава, при этом мы контролируем, попадают ли эти значения между красной и оранжевой линиями и достигнут ли они

МАТЕРИАЛЫ

Качество — как приоритет выбора!

Грук А. Г.

Руководитель отдела

регионального развития

www.attikarus.ru

Page 29: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 29

МАТЕРИАЛЫ

Таблица 1. Кислотное число относительно вязкости расплава во время варки смолы.

Таблица 2.1. Кислотное число (зелёная линия) относительно партий смолы.Среднее значение 22,7 mgKOH/g; стандартное отклонение 2,4 mgKOH/g

Таблица 2.2. Содержание нелетучих веществ (зелёная линия) относительно партий смолы.

Среднее значение 56,5%; стандартное отклонение 0,7%.

Таблица 2.3. Вязкость (зелёная линия) относительно партий смолы. Среднее значение 244 mPas;

стандартное отклонение 7 mPas.

Synthopan 960-74

Вязкость расплава 150°С (mPas)

Ки

сл

отн

ое

чи

сл

о (

mg

KO

H/g

)

Таблица 3.1. Гель-тайм (зелёная линия) относительно партий смолы.Среднее значение 45,4 min;

стандартное отклонение 3 min.

Таблица 3.2. Время отверждения 23–35°С (зелёная линия) относительно партий смолы

Среднее значение 66,9 min;стандартное отклонение 4 min.

Page 30: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

МАТЕРИАЛЫ

Таблица 3.3. Температура (зелёная линия) относительно партий смолыСреднее значение 112°С; стандартное отклонение 4 °С.

зелёного прямоугольника. Если значения диаграм-мы находятся снаружи красной и оранжевых линий, то мы корректируем смолу гликолями или кислотой, чтобы достичь нужных параметров.

2.1–3.3 — диаграммы конечных значений.

ПОЧЕМУ ВАМ СЛЕДУЕТ ВЫБРАТЬ АТТИКУ

В эпоху, когда продукты становятся всё более сопо-ставимыми, качество почти идентичным, а предпри-ятия работают в глобальных масштабах, клиентам всё сложнее найти правильное решение. Как сильный, надёжный партнёр компания Аттика создаёт дове-рительные отношения с клиентами. Это доверие по-зиционирует и отличает от других нашу компанию на

рынке. Мы поможем Вам выбрать оптимальное реше-ние из ассортимента наших полиэфирных смол:• Synthopan 960-74 —

конструкционная общего назначения, формование/напыление;

• Synthopan UO 4319/282-21 — непрерывная намотка/литьё (искусственный камень,полимербетон);

• Synthopan 781-60 — пултрузия/препреги (SMC); • Synthopan UO 4802/UO 1724 —

вакуумная инфузия/RTM

Page 31: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

ИСПОЛЬЗУЕТЕ НА ПРОИЗВОДСТВЕ АЦЕТОН?АЦЕТОН (диметилкетон, 2-пропанон) — органическое вещество, простейший представитель насыщенных кетонов.

ОГНЕОПАСЕН: легко воспламеняется

ВЗРЫВООПАСЕН

ТОКСИЧЕН: накапливается в организме, поражает центральную нервную систему, обладает возбуждающим и наркотическим действием

ИСПАРЯЕТСЯ: из-за высокой летучести, 30% ацетона испаряется во время работы с ним

В России ацетон входит в таблицу III («прекурсоры, оборот которых в Российской Федерации ограничен и в отношении которых допускается исключение некоторых мер контроля») списка IV («Список прекурсоров, оборот которых в Российской Федерации ограничен и в отношении кото-рых устанавливаются меры контроля») перечня наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации (прекурсор).

ИЗБАВЬТЕСЬ ОТ АЦЕТОНА! очиститель на водной основе, который заменяет органические растворители, использу-

емые для очистки оборудования и удаления с поверхностей: неотвержденных смол (полиэфирных, винилэфирных и эпоксидных), красок, печатных красок, смазочных веществ, клеёв, кремнийорга-нических полимеров и т.д.

• ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗВРЕДНЫЙ, не содержит растворителей. • ЭКОНОМИЧНЫЙ в цене и использовании.• НЕ ОГНЕОПАСЕН и НЕ ВЗРЫВООПАСЕН.• НЕ ИСПАРЯЕТСЯ: концентрат RST-5 не испаряется, испаряется только вода.• БЕЗОПАСЕН при транспортировке, хранении и использовании.

выпускается в виде концентрата и разводится водой в соотношении 1 : 20.

WWW.INTREY.RU

WWW.RST-5.COM

WWW.RST-5.RU

Page 32: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201532

В связи с организацией нового производства на петербургской площадке ИПО «Ю-ПИТЕР» стекло-пластиковых деталей интерьера для вагонов метро и железнодорожного транспорта, перед производ-ством была поставлена задача в максимально корот-кие сроки наладить выпуск готовой продукции, со-ответствующей стандартам и требованиям качества, предъявляемых Заказчиком.

Поскольку качество декоративного покрытия пла-стика, является наиболее важной характеристикой изделия, а само его формирование начинается с про-цесса нанесения этого покрытия, то становится яс-ным, почему именно выбор гелькоута является не-отъемлемой частью успешного производства.

Как у любого нового производства, имелось два основных фактора, препятствующих работе. Это от-сутствие квалифицированного персонала и условий производства, таких как: стабильная температура и

влажность, достаточная освещенность и вентиляция, а также, необходимого, и в нужном количестве, обо-рудования. Поэтому, начиная с первых шагов изго-товления деталей, нас преследовали достаточно се-рьезные проблемы, связанные с качеством конечной продукции, что заставило, помимо создания техноло-гических условий, заниматься поиском подходящего сырья и поставщика. Таким образом, благодаря взаи-модействию с различными поставщиками появился опыт работы с большим количеством продуктов.

Необходимо отметить, что в условиях организа-ции производства, часто очень полезным является возможность получения не только качественного сырья, но и техподдержки от производителя гель-коута. Поэтому в оценке гелькоута принималась во внимание достаточно полная информация не только о свойствах материала, но и о возможности осущест-влять поставщиком данную поддержку.

МАТЕРИАЛЫ

Методология выбора гелькоута для изготовления пожаробезопасного стеклопластика, предназначенного для вагонов метрополитена или РЖД

Лукинов В. А.

Ведущий технолог

стеклопластикового производства

ООО «ИПО «Ю-ПИТЕР»

www.u-piter.spb.ru

Существует достаточно много публикаций, посвященных выбору гелькоута. Однако, до сих пор данный вопрос не рассматривался с точки зрения реального массового производства пожаробе-зопасного стеклопластика. Ниже приведены критерии выбора гелькоута, основанные на практи-ческом опыте, полученном за период с 2012 по 2014 годы. Статья адресована главным технологам, конструкторам и техническим директорам — лицам, ответственным за подбор и выбор сырья.

Page 33: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 33

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ

Качество самого гелькоута

Изделия для РЖД и вагонов метрополитена должны отвечать нормам пожарной безопасности НПБ 109-96, ГОСТ Р 55183-2012, ГОСТ Р 54750-2011 и др., а также гигиеническим и санитарным нормам и правилам СП 2.5.1198-03. Поэтому, гелькоут должен обладать: пожа-робезопасными свойствами, в частности, должны быть известны, как минимум, два параметра: кислородный индекс и индекс распространения пламени.1. Кислородный индекс должен быть не менее 27.2. Индекс распространения пламени, согласно ГОСТ

12.1.044-89 должен быть менее 20.

Кроме вышеуказанных параметров желательно знать:• Во-первых, уровень дымообразования и токсично-

сти, так как, при изготовлении стеклопластика тол-щиной 3–4 мм, и, при толщине гелькоута 0,6–0,8 мм (в зависимости от укрывистости), покрытие состав-ляет до 25% от всей структуры ламината и оказыва-ет значительное влияние на эти параметры.

• Во-вторых, чтобы поставщик мог предоставить протоколы испытаний и добровольный сертификат пожарной безопасности на стеклопластик, содер-жащий рассматриваемый гелькоут. Крайне важно получить не только сам сертификат, но и протоколы испытаний, на основе которых он выдан, так как в российских условиях встречаются ситуации, когда параметры, указанные в протоколах, не совпадают со значениями в сертификате.

• В-третьих, поскольку трудногорючий гелькоут пред-ставляет собой сложную многокомпонентную систе-му, он может терять свои потребительские свойства при нарушении сроков и условий хранения, необхо-димо иметь информацию от поставщика о стабиль-ности продукта. Согласно рекомендациям одного из наших поставщиков — компании ЕТС, гелькоут со-держащий в своем составе тригидрат алюминия, дол-жен поставляться в ведре с полиэтиленовым пакетом внутри, что увеличивает срок хранения продукта до начала выпадения наполнителя в осадок. Очень важ-ный показатель для гелькоута — это стабильность свойств от ведра к ведру и от партии к партии, а так-же соответствие заявленному цвету по каталогу RAL.

• Необходимо обратить внимание на химический состав гелькоута. Как правило ортофталевые и эпо-ксивинилэфирные гелькоуты отличаются низкой цветостойкостью и имеют тенденцию к пожелте-нию или потере цвета. Также ортофталевые гель-коуты не отличаются химостойкостью к моющим средствам, которые применяются для чистки по-ездов на метрополитене или железной дороге.

Технологичность нанесения

Чтобы избежать возможных ошибок при входном контроле, были выработаны требования по приемке и подготовке сырья в производство:

1. Температура 15–23°С2. Толщина слоя 0,5–0,8 мм или 600–900 гр/м².3. Перед употреблением тщательное

перемешивание не менее 5 мин при 800 об/мин, а также контроль гомогенности во время работы.

Хорошие результаты дает применениеприведенной на рисунке мешалки. Она позволяет за короткое время добиться лучшей гомогенности смеси, по сравнению с традиционными инструментами.

Нанесение гелькоута, достаточно ответственный и квалифицирован-ный процесс. Некачественное напы-ление, может перечеркнуть работу всего коллектива и отправить в брак большое количество материала. Ручное нанесение гелькоута в условиях массового производства — нерентабельно, поэтому любое усложнение процесса (плохая укрывистось, сложность нанесения на вертикальные стенки и так далее) требует более квалифицированных работни-ков и, следовательно, увеличивает трудоемкость и повышает риск появления брака.

Продолжительность и температура высыхания гелькоута (готовность на «отлип»)

При серийном производстве время нахождения оснастки в технологическом переходе — это очень

МАТЕРИАЛЫ

Page 34: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201534

делия. В общем случае, гелькоут с большей плотно-стью ведет к большему расходу сырья. К сожалению, относительно укрывистости, данное рассуждение не работает.

ОПИСАНИЕ ИССЛЕДУЕМЫХ ГЕЛЬКОУТОВ

Комментарии по заявленным характеристикам:

На первый взгляд, стоило бы остановится на гелько-уте марки Norpol, в связи с его самой низкой плотно-стью, а значит и расходом. Тем более, что поставщик заверил (на словах), что гелькоут трудногорючий. Од-нако, данный продукт обладает самым низким кис-лородным индексом из всех гелькоутов, про которые удалось найти информацию по данному параметру. Также на сайте производителя гелькоут Norpol SVG X2 отнесен к, так называемым, «санитарным» гелькоутам, а не к трудногорючим. Несмотря на полноту данных про гелькоут Neogel Firestop 5005 по сравнению с дру-гими марками, было принято решение испытать все без исключения указанные в таблице 2 гелькоуты на технологичность.

Технологичность нанесения оценивалась по следующим параметрам:

1. Укрывистость2. Посторонние включения3. Тиксотропность (отсутствие стекания).

важный параметр, позволяющий сэкономить на ма-териальных затратах в оснастку. Особенно это акту-ально для процессов закрытого формования. Уско-рить процесс готовности гелькоута на «отлип» можно повысив температуру окружающей среды или самой оснастки. Однако повышение температуры сушки приводит к значительным энергозатратам, а, следо-вательно, и к материальным потерям.

Также ускорить процесс можно увеличив количе-ство перекиси, но этот путь, помимо повышенных материальных затрат, может привести к короблению гелькоута, появлению так называемых «утяжек» и даже трещин.

Физические свойства в готовом изделии

• абразивостойкость;• равномерность цвета;• отсутствие посторонних включений.

Цена

При том, что целью настоящей статьи не являет-ся маркетинговое и/или коммерческое исследование рынка трудногорючих гелькоутов, необходимо отме-тить, что равная цена продукта еще не означает рав-ной же итоговой цены изделия. В связи с тем, что трудногорючие гелькоуты у разных производителей отличаются разной удельной плотностью и укрыви-стостью, то при анализе цены необходимо обращать внимание на реальный расход гелькоута на 1 м² из-

МАТЕРИАЛЫ

Таблица 1. Торговые марки и поставщики.

Название гелькоута Поставщик гелькоута Производитель гелькоута

FIRECARE GEL H07E Премьер-Сервис Sirca

Neogel Firestop 5005 ЕТС BÜFA Composite Systems

Norpol SVG X2 Альтаир-Руспол Reichhold AS

Maxguard FR NTRL Композит-СПб Ashland

СПЭФ-FR Пластполиэфир Пластполиэфир

Polycor M1 PA Интрей CCP Composites

Таблица 2. Заявленные производителем характеристики гелькоутов.

Название гелькоутаХимическая

основаВязкость по

Брукфильду, сПз

Время гелеобразования,

мин (при 2,0% перекиси и 25°С)

Плотность, гр/см3

Кислородный индекс, %

Индекс распространения

пламени по ГОСТ

12.1.044-89Группа

дымообразованияГруппа

токсичности

FIRECARE GEL H07E 35 750 Н/Д** 1,45 Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д

Neogel Firestop 5005 изо

15 000–

20 00/

#5/5 rpm10–15 1,25–1,35 35 1,4 Д2 Т2

Norpol SVG X2 Изо-нпг

11 000–

18 000/ #4/4

rpm7–20 1,15–1,3 23 нет нет нет

Maxguard FR NTRL изо12 000/

#5/10rpm8 1,4–1,5 26 Н/Д Н/Д Н/Д

СПЭФ-FR орто Н/Д 15–35 Н Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д

Polycor M1 PA Н/Д

16 000–

19 500

#4/4rpmН/Д 1,55 Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д

*Через «/» указаны режимы измерения | **Н/Д — нет данных

Page 35: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 35

Напыление гелькоута производилось ручным пи-столетом G-100 с набором сопел 4,76; 5,56; 6,35 мм при давлении 3–5 атм. Для подготовки воздуха использо-валась установка для осушения марки Kraftmann.

Для выполнения работы привлекался персонал, прошедший двухнедельный процесс стажировки с квалифицированным задувщиком. Размеры и гео-метрия используемой оснастки были достаточно разнообразны: от небольших деталей до габаритных с высокими вертикальными стенками. Примеры из-делий представлены на рисунке 1.

Поверхность матриц была обработана раздели-тельным составом Zyvax Composite Sheld. В качестве стандартного приема, рекомендуемого производите-лями гелькоутов, использовалось напыление в 2 слоя с промежуточной выдержкой в течение 2–4 минут при соотношении по массе в слоях 1:2.

В ходе работы пришлось столкнуться со следую-щими проблемами (рисунок 2–5).

Данные причины могут быть вызваны двумя фак-торами — недостаточная квалификация задувщиков на неподходящем оборудовании (так как поставщи-

МАТЕРИАЛЫ

Рисунок 1. Примеры изделий.

Рисунок 2. Оседание тригидрата алюминия в ведре с гелькоутом в процессе хранения.

Рисунок 4. Стекание гелькоута на острых углах и/или на вертикальных поверхностях.

Рисунок 3. Микропористость поверхности изделия.

Рисунок 5. Плохая укрывистость.

Page 36: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201536

ки гелькоутов советуют работать на установке без-воздушного распыления) или недостаточно каче-ственная структура самого гелькоута.

Трудногорючий гелькоут представляет собой слож-ную гетерогенную систему, которую можно разде-лить на следующие основные компоненты:

Базовая смола• ортофталевая• орто-неопентилгликолевая• изофталевая• изо-неопентилгликолевая• эпоксивинилэфирная

Тригидрат алюминия• Бывает разных фракций, чистоты и геометрии

Добавки• Антиседиментационные• Для растекания• Деаэраторы

Пигментные пасты• В зависимости от химической структуры и степе-

ни перетира, пасты от различных производителей не всегда могут быть адекватно совместимы с ба-зой гелькоута.

В зависимости от того, насколько опытен про-изводитель гелькоута, он может создать продукт от просто подкрашенной смолы с тригидратом алю-миния до продукта, который прощает почти любые виды ошибок.

Как ни странно, при всей серьезности производи-телей, практически никому не удавалось поставлять на 100% качественную продукцию. Это связано как со сложностью самой природы продукта, так и не-стабильностью его свойств. Но к чести наших пар-тнеров, ни одна из фирм не отказывалась заменять брак, правда, с разной долей оперативности. Наи-более частые дефекты — это наличие посторонних включений и наличие не размешиваемого осадка.

По стабильности свойств, все гелькоуты, кроме

МАТЕРИАЛЫ

Таблица 3. Сравнение гелькоутов.

Название гелькоута

Технологические параметры по 10-ти бальной шкале

Сумма баллов

УкрывистостьПосторонние

включения (отсутствие)

Отсутствие стекания

FIRECARE GEL H07E 7 7 8 22

Neogel Firestop 5005 8 7 8 23

Norpol SVG X2 7 7 5 19

Maxguard FR NTRL 7 7 8 23

СПЭФ-FR 3 2 3 8

Polycor M1 PA 6 7 4 17

Таблица 4. Технологические параметры гелькоутов.

Название гелькоута

Характеристики Общее время от начала напыления до начала

формовки, минВремя гелеобразования, 2% МЕКР-50, мин

Время до начала формовки, мин*

FIRECARE GEL H07E 7 7 8

Neogel Firestop 5005 8 7 8

Norpol SVG X2 7 7 5

Maxguard FR NTRL 7 7 8

СПЭФ-FR 3 2 3

Polycor M1 PA 6 7 4

*Примечание: Указано время, после которого достигалось гарантированное отсутствие брака при использовании трудногорючей смолы СПЭФ-ПВ-0.

Page 37: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 37

СПЭФ-FR, демонстрировали заявленные в паспорте характеристики.

Таким образом, по сумме балов, нас более всего устроили гелькоуты:• Neogel Firestop 5005 • FIRECARE GEL H07E• Maxguard FR NTRL.

Далее было проанализировано поведение гель-коута в процессе высыхания. Между временем геле-образования и моментом, когда можно приступить к формовке, проходит определенный промежуток времени, в течение которого слой гелькоута должен набрать прочность, чтобы он не был разрушен под воздействием формовочного инструмента. Точно определить твердость слоя можно с помощь специ-ального прибора, но его редко кто использует, в силу свой дороговизны. Поэтому применяется способ «до отлипа». Как показала практика, этот способ не всег-да позволяет определить правильный отрезок вре-мени, необходимый для сушки, и связано это с тем, что каждый производитель тестирует работу гель-коута в определенной системе «гелькоут — смола», а потребитель, по большей части, подбирает эту систе-му самостоятельно, руководствуясь соотношениями «цена-качество». Разные смолы не всегда одинаково себя ведут в этой системе и требуют дополнительно-го набора прочности, для того чтобы не растворить верхний слой гелькоута и исключить, в связи с этим, вспучивание и растрескивание декоративного по-крытия. Особенно это актуально для процессов RТМ и инфузии, где слой гелькоута испытывает дополни-тельные нагрузки: длительное воздействии потока смолы на участках, близких к каналу заполнения, а также давление в форме. В некоторых случаях плен-ка гелькоута может разорваться и смола под давле-нием начинает проникать к стенке формы.

Таким образом, по скорости набора прочности, рас-смотренной в таблице 4 и с учетом сравнения гелько-утов по таблице 3, нас более всего устроили гелькоуты:• Neogel Firestop 5005 • Maxguard FR NTRL.

Из физических свойств, наиболее востребован-ным для потребителя, является твердость гелькоута, которая позволяет обеспечить стабильную глянце-

вую поверхность, которая, в свою очередь, повыша-ет срок службы всего изделия. Однако, трудногорю-чие качества здесь вступают в противоречие с этим параметром, так как наличие большого количества наполнителя, делает гелькоут матовым или полума-товым, а также более пористым.

Нашим поставщиком были проведены сравни-тельные испытания на абразивостойкость образцов Neogel Firestop 5005, как представителя наполненных гелькоутов на основе изофталевой смолы и Norpol SVG X2 на основе ненаполненной изофталевой/не-опентилгликолевой смолы (Таблица 5).

Таким образом, менее наполненные гелькоуты де-монстрируют большую твердость и более высокую износостойкость. Это подтверждается отзывами по-требителей, которые заметили более высокие износо-стойкие характеристики изделий с гелькоутом Norpol.

Однако гелькоут Norpol, как уже было сказано выше, обладает очень низким кислородным индексом, от-сутствием данных по пожаробезопасным испытани-ям, согласно российским стандартам и длительным временем «сушки». Поэтому его применение было ограничено.

Компанией «BÜFA», совместно с компанией «ЕТС», была разработана система, которая, с одной стороны, демонстрировала высокую твердость поверхности, с другой же стороны, могла пройти все необходимые испытания по пожаробезопасности.

Система представляет собой тонкий слой изо-не-опентилгликолевого прозрачного гелькоута, который обеспечивает глянец и абразивостойкость, второй же гелькоут — это вспучивающийся гелькоут Firestop S272 . В нашей компании были проведены тесты на антивандальность данной системы: стойкость к исти-ранию, воздействию химических и красящих предме-тов (маркеров, фломастеров). Система показала луч-шие характеристики, по сравнению с традиционным наполненным гелькоутом. Однако, необходимость двойного напыления и, соответственно, большая сто-имость, ставят это решение в разряд эксклюзивных и не подходят для серийного производства.Вывод: проведенная работа позволила оптимизиро-вать производственный процесс, подобрать наиболее технологичные гелькоуты и выйти на необходимый уровень качества без потери производительности.

МАТЕРИАЛЫ

Таблица 5.

№ Марка гелькоута

Характеристики

Тест на истирание-потеря массы за 1000 циклов, гр(Прибор для проведения испытаний: Taber Abraser 5135)

Глубина царапины по результатам «scratch» теста в соответствии с EN 14688, µm

воздействием абразивных валиков CS-10

воздействием абразивных валиков Н-18

1 Neogel Firestop 5005 0,08 0,4 117,5

2 Norpol SVG X2 0,08 0,3 112,5

Page 38: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201538

ОТРАСЛЬ

Группа компаний «Композитные решения» объ-единила несколько предприятий, среди которых:Carbon Studio: эксклюзивный российский постав-щик современных композитных материалов и пере-дового оборудования для производства полимерных композитов от крупнейших зарубежных производи-телей, в числе которых — Международная аэрокос-мическая корпорация Airbus Group .ИК-Технологии: оказывает комплексные инжи-ниринговые услуги по разработке и производству деталей и узлов из высокотехнологичных ПКМ для аэрокосмического сектора, судостроения и специ-ального машиностроения. «ThermoTechnology»: осуществляет проектирова-ние, производство и модернизацию высокотехноло-гичного оборудования для работы с ПКМ:• оборудование для механической обработки;• лабораторные и промышленные печи;• пропиточные машины для растворных, расплав-

ных и термопластичных связующих.

В состав Группы входит также специальное под-разделение, которое занимается управлением ли-цензиями и продвижением на российский рынок передовых зарубежных технологий.

ФОРМАТ БУДУЩЕГО Безусловно, одной из побудительных причин для

объединения стала оптимизация управления. На-зрели изменения в менеджменте, а именно — отказ от определённого дублирования функций и объ-единение разных компаний в более современную управленческую структуру (при сохранении единого стратегического планирования).

И всё же основная цель объединения — это осоз-нанная необходимость принимать новые, чрезвы-чайно серьёзные решения, причём не только на Северо-Западе, но и в масштабе всей России. Совер-шенно очевидно, что композитная отрасль должна стать одним из реальных драйверов для развития российской промышленности (в том числе и в рам-ках заявленной правительством программы импор-тозамещения); очевидно и то, что в этих условиях необходимы новые подходы к управлению, и в том числе — новые организационные структуры. Перво-начальная «раздробленность» отрасли должна усту-пить место консолидации для решения задач госу-дарственной важности.

«Еще одна проблема как композитной, так и других высокотехнологичных отраслей российской

«Композитные решения» для новых задач (Головная компания «Carbon Studio»)

www.carbonstudio.ru

В июле 2015 года несколько петербургских компаний композитной отрасли, работающие на смежных рынках и связанные общим менеджментом, объединились в единую структуру под названием «Группа компаний «Композитные решения». Группа компаний стала одним из системообразующих предприятий Композитного кластера Санкт-Петербурга, и его руководство намерено ускоренными темпами внедрять на российском рынке самые передовые идеи (в том числе и в формате «трансфера технологий»).

Холл F3Стенд C15

Page 39: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 39

профессии. Сегодня ситуация изменилась, но с по-следствиями мы будем разбираться еще долго.

Одно из следствий кадрового голода — проблема, как с разработкой, так и с сертификацией продук-ции из ПКМ. Мы видим общую закономерность: по мере того как композитные технологии приходят в различные отрасли, нормативная документация не успевает за ходом научно-технического прогресса. Одна из причин, по мнению экспертов, заключается в дефиците компетентных специалистов, способ-ных разрабатывать подобную документацию.

Группа компаний готова принять самое активное участие в решении этих проблем в рамках вновь соз-данного Композитного кластера СПб, совместно с

экономики — дефицит квалифицированных инже-нерных кадров, — говорит Алексей Заостровский, исполнительный директор ГК «Композитные реше-ния». — У нас почти отсутствует прослойка специа-листов, условно говоря, сорокалетних. Есть инжене-ры старшего возраста с уникальным практическим опытом, есть молодые специалисты, которые знают теорию и виртуозно разбираются в современных компьютерных технологиях, но очень мало тех, то сочетал бы в себе и то, и другое».

Это становится понятным, если вспомнить, что в девяностых годах выпускники технических вузов с трудом могли достойно трудоустроиться по специ-альности, и многие из них были вынуждены уйти из

ОТРАСЛЬ

ТЕХНОЛОГИИ AIRBUS В РОССИИ: ПЕРВЫЙ ОПЫТ

По сообщениям СМИ, Группа компаний «Композитные решения» находится в процессе подписания соглашений о сотрудничестве с Airbus Group. Прежде всего, речь идет о патентах и know-how в области композиционных технологий. По словам представителей Airbus Group, новейшие возможности европейского производителя будут применяться в том числе и в аэрокосмической отрасли России.

Соглашение о партнерстве организовано в формате технологического лицензирования, которое предлагает доступ к патентным портфолио по всем бизнес-единицам и подразделениям группы Airbus (в том числе Airbus, «Airbus-Оборона и Космос» и «Airbus-Вертолеты»), а также сети научно-исследовательских и технологических инноваций группы Airbus, утвержденных для внешнего применения.

«Наше партнерство приблизит нас к российскому промышленному сектору, особенно в свете программы импортозамещения», — объяснила Марина Эванс, генеральный директор группы «Airbus Инновации — Россия».

В рамках программы сотрудничества, Airbus Group и ГК «Композитные решения» на стенде Группы компаний на Московском Аэрокосмическом салоне МАКС-2015 представят ряд инновационных продуктов и технологий, уже сегодня предлагаемых к использованию на территории России.

Page 40: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201540

Центром кластерного развития Санкт-Петербурга. Более того, под эгидой ГК и по инициативе её ру-ководства уже сегодня разрабатывается програм-ма подготовки кадров для всей отрасли совместно с одним из ведущих технических вузов — Санкт-Петербургским Политехническим Университетом. При этом речь идёт как о методической помощи Уни-верситету, так и о полноценном «заказе» на молодых специалистов с их последующим гарантированным трудоустройством (по аналогии с соответствующей мировой практикой). Также ГК будет занимать-ся управлением лицензиями по самому широкому спектру зарубежных технологий, что является абсо-лютной инновацией на рынке (здесь в качестве пар-тнёров выступает европейский концерн Airbus и ряд его дочерних предприятий). Помимо этого, силами ГК ведётся разработка информационно-экспертно-го портала «Композитные решения», призванного работать в интересах всей отрасли (медиапартнёр — агентство «Ясный День»).

Как уже отмечалось, Группа компаний «Компо-зитные решения» активно участвует в работе Компо-зитного кластера Санкт-Петербурга. Примечательно, что предприятия Группы не просто согласились уча-ствовать в этом объединении, но и приняли на себя немалую часть управленческих функций для того, чтобы способствовать его ускоренному развитию. А ведь в нынешних условиях быстрота и эффектив-ность управления выходит на первый план.

Интересно, что это понимание пришло не сразу. «Мы всегда чувствовали себя самодостаточными и

не вступали ни в какие союзы, — отмечает глава ГК «Композитные решения» Илья Тарасов, — Но здесь сложилась обратная ситуация. Сегодня мы рассма-триваем наше участие в Петербургском Композит-ном кластере именно как возможность сделать его более эффективным, правильно организованным».

Дело вот в чем: не так давно мы в очередной раз посетили «Композитную долину» — CFK Valley в Шта-де, Германия. Известно, что CFK Valley — идеальный кластер. Здесь в одном месте собраны практически все профильные компании. Там мы поняли, как по-добная структура может работать не только техноло-гически, но и административно и политически. Тогда мы приняли решение привить подобную идею у нас, и постараться сделать так, чтобы всё это заработало эффективно. Объединив наши усилия, мы получим более работоспособную, эффективную структуру, способную решать масштабные задачи — в том числе и задачу импортозамещения».

ПУТЬ К ТЕХНИЧЕСКОМУ ПЕРЕВООРУЖЕНИЮ

Действительно, импортозамещение стало од-ним из девизов нашего времени. Неслучайно, что ГК «Композитные решения» стала организатором IV Международной конференции «Трансфер компо-зитных технологий как инструмент импортозаме-щения», которая прошла в Санкт-Петербурге в июле 2015 года. Решение утвердить именно эту тематику также было обдуманным и взвешенным.

ОТРАСЛЬ

ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ФЛОТА И ЭНЕРГЕТИКИ

С 1 по 5 июля Группа Компаний «Композитные решения» принимала участие в Санкт-Петербургском Морском салоне, где представила свои инновационные разработки для судостроения и гидроагрегатов, в том числе узлы трения/скольжения, обладающие высокими триботехническими характеристиками.

Углепластики марки УГЭТ и ФУТ, разработанные ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей» — антифрикционные ПКМ, включающие углеродные ткани, специальные связующие, нано-, мезо- и макромодификаторы. По прочности и износостойкости они в 5-10 раз превосходят отечественные и зарубежные аналоги.

Узлы трения/скольжения из этих материалов эксплуатируются при контактных давлениях до 60 МПа и скоростях скольжения до 40 м/с — то есть, при тех же параметрах, что и узлы трения из лучших металлических антифрикционных сплавов. Не уступая металлам в прочности, стабильности размеров, износо- и ударостойкости, углепластики работоспособны в воде и агрессивных жидкостях и не нуждаются в смазке.

Узлы трения/скольжения из углепластиков УГЭТ и ФУТ, разработанные специалистами «Композитных решений», уже подтвердили свою высокую эффективность и успешно прошли испытания при применении в судостроении, строении гидротурбин, тяжёлом и специальном машиностроении.

В частности, с применением новых узлов трения были созданы уникальные конструкции движительно-рулевых, выдвижных комплексов диаметром до 700 мм и массой до 150 кг и судовых гребных валов диаметром до 900 мм. Они применены более чем на 100 судах, в том числе водоизмещением до 40 тыс. тонн. Узлы трения/скольжения из ПКМ соответствуют современным требованиям по несущей способности, ресурсу (до 30 лет) и интенсивности виброакустического поля.

Использование УГЭТ и ФУТ в энергетическом строительстве позволило в 5–10 раз повысить ресурс узлов трения 60 гидротурбин, а также высокопроизводительных нефтяных насосных агрегатов, арматуры нефте- и газопроводов. Ресурс торцевого уплотнения гидротурбины из углепластика ФУТ в 10 раз выше по сравнению с торцевым уплотнением из традиционных полимерных материалов. Прогнозируемый экономический эффект от применения углепластика составит 5 млн. руб. на один объект.

Один из главных факторов, обеспечивающих конкурентное преимущество углепластиков УГЭТ и ФУТ, — значительный экономический эффект за счёт экономии на внеплановых ремонтах, связанных с преждевременным выходом из строя узлов трения. Так, замена бакаута на углепластик в подшипниках судовых гребных валов увеличивает ресурс в 3 раза и существенно сокращает стоимость ремонта.

Кроме того, исключение традиционной масляной смазки при использовании узлов из ПКМ позволяет решить экологическую проблему, значительно снижая уровень загрязнения акватории.

Page 41: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

нии. Также в формате «трансфера технологий» мы сотрудничаем с ФГУП «Сибирский НИИ авиации им. С. А. Чаплыгина»: за короткий промежуток времени спроектировали оснастку для проекта ЛМС 9/19 (пас-сажирский самолёт вместимостью 9 и 19 мест), на поставленном оборудовании уже построено так на-зываемое «чёрное крыло», т.е. крыло из углепластика, более того — уже есть летающий демонстратор этого самолёта. Пожалуй, для нас это самая масштабная и интересная работа за последние полтора года».

Основной целью конференции «Трансфер компо-зитных технологий как инструмент импортозамеще-ния» стало привлечение внимания соответствующих госструктур к проблемам отрасли. Итоговая резолю-ция содержит сразу несколько важнейших пунктов. Среди них — инициативы по законодательному и нормативному регулированию отрасли, а также по её возможному финансированию в рамках целевых программ (очевидно, что в нынешних экономи-ческих условиях это приобретает первостепенное значение). Наконец, представители композитного кластера предложили совместно с властями прорабо-тать идею создания технопарка, где могло бы разме-ститься композитное производство (также очевидно, что технологии такого производства требуют особых условий в выборе помещений). Предложения участ-ников конференции будут направлены в профильные комитеты Правительства Санкт-Петербурга, а также в Минпромторг Российской Федерации.

«Мы, — продолжает Илья Тарасов, — долго наблю-дали за этим, анализировали и, в конце концов, по-няли: один из реально работающих инструментов импортозамещения — трансфер технологий. Совре-менные технологии — это как раз то, чего зачастую не хватает российским предприятиям. Зато в ряде случаев у инвесторов есть возможность купить со-ответствующие наработки и внедрить их на базе существующих мощностей, чтобы тут же наладить выпуск продукции (что, собственно, и является им-портозамещением). В этом смысле всегда лучше по-купать технологии, нежели готовую продукцию».

Специалисты ГК «Композитные решения» готовы стать провайдерами передового опыта и, кроме того, способны разрабатывать новые технологии и целые производственные линии силами своего собствен-ного КБ. «Здесь нужно смотреть на потребности кон-кретного предприятия, — отмечает Илья Тарасов. — У нас есть алгоритм предоставления таких услуг, и есть несколько готовых реализованных проектов, напри-мер, для предприятий ВПК. Для одного такого пред-приятия, связанного напрямую с морскими воору-жениями, мы за 9 месяцев разработали и построили машину для производства полуфабриката полимер-но-композиционных материалов. По их техзаданию мы разработали полностью новую, современную машину. Причём в ней были использованы и рос-сийские комплектующие — например, специальные электродвигатели во взрывобезопасном исполне-

ОТРАСЛЬ

Page 42: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201542

ВВЕДЕНИЕ

Композитные сэндвич-структуры, которые состоят из низкоплотного наполнителя и двух относительно тонких, но прочных лицевых слоев, успешно исполь-зуются в широком спектре применений, где требуются легкие, но при этом прочные и жесткие конструкции. Например, композитные сэндвич-структуры исполь-зуются в судостроении, ветроэнергетике, авиакосми-ческой промышленности, производстве транспорта и для индустриальных применений.

Один из мировых лидеров в производстве компо-зитных наполнителей Alcan Airex, помимо широкой линейки ПВХ, полиэфиримидных и ПУ-пен, а также бальза-древесины, предлагает второе поколение ПЭТ (ПЭТФ) пен AIREX® T92. Этот пенопласт производится методом непрерывной экструзии и обеспечивает вы-сокое качество материала, низкую погрешность раз-меров и высокую эффективность производства. Пе-нопласт изготавливается из сырья, не загрязняющего окружающую среду, и может быть повторно перерабо-тан. ПЭТ-пенопласты AIREX® T90 и T91 (предшествен-ник AIREX® T92) показали себя с наилучшей стороны в течение многих лет во всех традиционных процессах производства сэндвич-конструкций: ручное ламини-рование, вакуумная инфузия, автоклавное формова-ние препрегов и безавтоклавное формование.

ТЕРМОФОРМОВАНИЕ

Листы Airex необходимой толщины нарезаются из кубических блоков размерами до 2,5 х 1,2 метра.

Многие сэндвич-конструкции имеют двух- и даже трехмерную кривизну, как, например, корпуса судов или лопасти ветрогенераторов. Существует несколь-ко способов придания формы пенопласту. Некото-рые пенопласты поддаются ограниченной дефор-мации при низкой температуре и при определенных толщинах, и могут быть использованы для создания изогнутых в двух плоскостях сэндвич-структур. Ли-сты пенопласта также могут быть выполнены с на-резкой в виде небольших кубиков, закрепленных на стеклянном полотне. В этом случае возможно созда-ние даже трехмерных сэндвич-панелей.

Вследствие того, что в процессе производства дета-ли вырезы заполняются смолой или адгезивом, тре-буется больше смолы, что ведет к увеличению веса изделия. Более того, существует риск неполного за-полнения пустот в вырезах. Это приводит к тому, что в этих местах образуются концентраторы напряжения, которые увеличивают риск преждевременного выхо-да детали из строя.

Самый эффективный способ избежать этих про-блем — термоформование листа пенопласта для при-дания ему формы финального изделия без дополни-тельной нарезки.

ПРОЦЕСС ТЕРМОФОРМОВАНИЯ

При комнатной температуре пенопласты жесткие, однако, при повышении температуры они размяг-чаются, благодаря чему им можно придать необхо-димую форму. При охлаждении материала до ком-натной температуры он снова становится жестким,

Инновационные методы обработки термопластичных ПЭТФ-пенопластов

ТЕХНОЛОГИИ

Moritz Pieper

Lars Massüger

Roman Gätzi

Игорь Ананин

www.skm-polymer.ru

Рисунок 1. Традиционный процесс термоформования

Page 43: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 43

при этом сохраняя новую форму. В общем случае процесс термоформования может быть представлен в виде трех основных этапов: нагрев, придание фор-мы и охлаждение.

Чаще всего листы нагреваются в конвекционной печи, после чего выкладываются в оснастку для при-дания необходимой формы. Для правильного про-ведения процесса пенопласт должен быть нагрет до оптимальной температуры термоформования. Из-за того, что листы пенопласта обладают хороши-ми термоизоляционными свойствами, они должны прогреваться в течение достаточно долгого времени до достижения равномерного прогрева всей толщи-ны листа. После выемки листа из печи он должен быть сразу же помещен в оснастку для придания формы. Далее пенопласт охлаждается до 60°C, что-бы он принял нужную форму прежде, чем давление в оснастке будет снято.

Сегодня на рынке существует множество других технологий термоформования. Следующий раздел даст краткое описание возможностей при нагреве, формовании и охлаждении.

Процесс нагрева

Нагрев пенопласта — важнейший этап всего про-цесса термоформования. Если температура нагрева слишком мала, пенопласт не будет держать форму или даже сломается в процессе формовки. Если температу-ра слишком велика, то ячейки пенопласта разрушатся, и гомогенная структура материала будет нарушена.

В зависимости от температуры термоформования и производственного цикла могут быть использова-ны 3 различных типа нагрева:• Конвекционный (конвекционная печь,

тепловая пушка);

• Резестивный (тефлоновая термопластина);• Термическое излучение (инфракрасный

излучатель, галогеновый излучатель).

Наилучшие результаты в термоформовании ма-териалов Airex могут быть получены при следующих температурах нагрева (таблица 1).

Процесс формования

Ячейки разных материалов по-разному реагиру-ют на экстремальные деформационные воздействия. Чем более однороден исходный материал, тем лучше свойства материала при его нагреве и формовании.

Существуют различные методы нагружения в за-висимости от времени цикла, требуемой точности размеров и сложности формы. При использовании оснасток из дерева, металла или стеклопластика ис-пользуется давление средней интенсивности с помо-щью, например, вакуумной мембраны или приложе-ния веса. В большинстве промышленных производств используются металлические оснастки, состоящие из матрицы и пуансона. Очень большие и толстые пе-нопласты могут термоформоваться под действием деформации ползучести. Пенопласт под нагрузкой фиксируется на оснастке и помещается в воздушную цикруляционную печь. Необходимая температура поддерживается в печи до тех пор, пока пенопласт не прогреется и не примет форму оснастки.

В зависимости от метода формования, охлаж-дение может быть либо принудительное водяное или воздушное, либо естественное воздушное. Из-за сжатия материала при понижении температуры процесс охлаждения создает внутренние напряже-ния в пенопласте. Таким образом необходимо всег-да учитывать механизм упругого возврата формы.

ТЕХНОЛОГИИ

Таблица 1. Пенопласты AIREX и их температуры термоформования

Пенопласт Состав Диапазон температур

AIREX® T90/T92 Полиэтилентерефталат ПЭТ 155-175°C

AIREX® R82 Полиэфиримид PEI 205-215°C

AIREX® R63 Линейный поливинилхлорид ПВХ 90-110°C

AIREX® C70 Поперечносшитый поливинилхлорид X-ПВХ 115-135°C

AIREX® C52 Полиуретан ПУ 140-160°C

Рисунок 2. образец AIREX T92 при компрессионном формовании

до формования

после формования

Page 44: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201544

ТЕРМОФОРМОВАНИЕ AIREX® T90/T92

Для всех описанных выше процессов AIREX® T92 — один из самых простых в использовании пенопла-стов, доступных на рынке. Обладая хорошей про-греваемостью и охлаждаемостью, этот материал позволяет существенно сократить производствен-ные циклы. Этот материал позволяет изготавливать самые сложные формы с упругим возвратом формы близким к нулю. Далее будет подробнее рассмотрен процесс деформации AIREX® T92 с помощью ком-прессионного и сдвигового воздействия.

КОМПРЕССИОННОЕ ФОРМОВАНИЕ

После прогрева в конвекционной печи при тем-пературе 170°C листовой материал компрессионно деформируется до получения нужной формы. После короткого охлаждения готовый образец извлекается из оснастки. Структура образца остается однородной, а форма не стремится вернуться к первоначальной.

Пенопласт деформирован в нескольких областях, что означает, что в некоторых из них плотность мате-риала существенно выше, а ячейки пенопласта значи-тельно деформированы. Структура ячеек поперечного сечения деформированного образца была исследована под микроскопом и сравнена со структурой недефор-мированного материала (Рисунок 3).

Другие исследования также показывают, что стен-ки ячеек не разрушаются в процессе нагружения даже при температуре 105°C. Следовательно, отсутствуют следы повреждений, которые могут привести к умень-шению прочности материала. Более того, механиче-ские характеристики даже улучшаются, благодаря по-вышению плотности материала в процессе формовки.

ГЛУБОКАЯ ВЫТЯЖКА

Термоформование глубокой вытяжкой — это про-цесс, при котором термопластичный лист продав-ливается в формообразующую матрицу путем ме-ханического воздействия пуансона. Комбинация широких возможностей метода формования и про-грессивных материалов открывает новые возмож-ности производства термоформованных изделий при коротком производственном цикле и постоян-ном качестве. Для получения точных толщин с ми-нимальными допусками рекомендуется использо-вать закрытые формы.

Как пример использования этой технологии, ком-пания Plastika Balumag AG изготовила образец из AIREX® T92.100 толщиной 10 мм. Лист размерами 800х500 мм закреплялся на крепежном столе, при этом две галогеновые лампы нагревали лист с двух сторон до нужной температуры. Галогеновые источ-ники света обеспечивают равномерный нагрев всего объема листа. После нагрева до 170°C, источник на-грева выключается, и нагретая до 80°C оснастка за-крывается на 3 секунды. Охлаждения в течение 20 секунд достаточно для предварительного отвержде-ния, изделие можно снимать с оснастки.

ТЕРМОПЛАСТИЧНАЯ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЬ

Прочность и жесткость балки может быть значи-тельно увеличена путем добавления небольшого количества низкоплотного заполнителя между на-ружными слоями. Такие сэндвич-конструкции ведут себя как бесконечный двутавр, в котором наружные слои удалены друг от друга для обеспечения гиб-кости, и при этом требуют меньше материала, чем

ТЕХНОЛОГИИ

Рисунок 3. AIREX T92 исходный (А) и деформированный (Б) образцы

Рисунок 4. Образец AIREX T90/T92, термоформованный глубокой вытяжкой

А Б

Page 45: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 45

в цельных структурах. При увеличении толщины сэндвич-конструкции вдвое, панель станет в 4 раза жестче и в 2 раза прочнее при практически том же весе. Преимущество сэндвич-конструкций состоит в том, что при заметном увеличении толщины, вес увеличивается незначительно.

Выбор материалов для использования в сэндвич-структурах очень широк. Далее представлено иссле-дование термопластичных наружных слоев в сочета-нии с термопластичными пенопластами AIREX® T90/T91, а также представлено сравнение с термоусадоч-ными материалами.

ПЕНОПЛАСТЫ

Еще одним преимуществом сэндвич-панелей, по-мимо веса и жесткости, является способность на-

полнителей поглощать ударные нагрузки. В стан-дартных наполнителях, как, например, бальза или пенопласт, наружный слой находится в постоянном контакте с наполнителем, благодаря чему, в случае ударного воздействия, энергия удара распространя-ется по большей площади. Но это справедливо не для всех наполнителей. Сотовые заполнители, например, прочнее и жестче, однако имеют меньшую ударную прочность из-за ограниченного контакта наружного слоя с заполнителем.

КОМПОЗИТНЫЕ НАРУЖНЫЕ СЛОИ

Большинство композитных наружных слоев со-стоит из двух компонентов: армирующая ткань и матрица. Армирующая ткань (стекло-, угле-, ара-

ТЕХНОЛОГИИ

СРАВНЕНИЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ И ТЕРМОУСАДОЧНЫХ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ

ТЕРМОУСАДОЧНЫЕ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ

Преимущества Недостатки

Просты в производстве Часто дегазируются перед отверждением

Не требуют нагрева для отверждения Не могут быть переработаны

Как правило прочнее термопластов Короткое время жизни смеси

Как правило лучше подходят для высокотемпературных применений

Неидеальное качество поверхности

Типы термоусадочных смол Типы традиционных наполнителей

Эпоксидная

Бальза

Полиуретан (PU)

Поливинилхлорид с поперечными связями (PVC)

Полиэфирная

Винилэфирная

Полиуретановая

Фенольная

ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ

Преимущества Недостатки

Высокая ударная прочность

Как правило размягчаются при нагреве

Хорошее качество поверхности

Могут быть переработаны

Нет газоотделения

Могут соединяться с другими термоплатами

Могут быть повторно использованы после нагрева

Типы термопластичных смол Типы традиционных наполнителей

Полибутилентерефталат (ПБТ)

Полиэтилентерефталат (ПЭТ)

Линейный поливинилхлорид (ПВХ)

Полиэфиримид (PEI)

Полиэтилентерефталат (ПЭТ)

Поликарбонат (ПК)

Полипропилен (ПП)

Page 46: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201546

мидная ткань) сплетена из прочных нитей, каждая из которых состоит из тысяч мелких филаментов, что делает ткань легкой и невероятно прочной. Од-нако сама по себе ткань имеет недостаточную жест-кость, чтобы выдерживать нагрузки. Для того, чтобы сэндвич-панель была по-настоящему эффективной, ткань должна быть пропитана смолой, которая после застывания образует жесткую матрицу, не позволяя ткани менять свою конфигурацию.

Типы матриц могут быть разбиты на две категории: термоусадочные и термопластичные. Термоусадочные смолы, как правило, имеют жидкую структуру и отвер-ждаются после смешивания с катализатором. Термо-усадочные молекулы образуют поперечные связи во время отверждения, поэтому после отверждения струк-тура не поддается изменению. Молекулы в термопла-стичных матрицах не образуют поперечных связей, что означает, что материал может быть повторно нагрет до температуры плавления и использован снова. Как пра-вило, после отверждения термопластичных материалов не происходит никаких химических изменений.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС

Все термопластичные сэндвич-конструкции с ар-мированными наружными слоями и термопластич-ными наполнителями могут представлять интерес для производственных процессов со временем цик-ла менее 1,5 минут.

Оборудование и технология производства схожи с процессом термоформования, описанным выше. Следующий раздел описывает два наиболее часто используемых метода производства сэндвич-пане-лей с трехмерной кривизной.

ФОРМОВКА ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Сборка сэндвич-конструкции должна быть завер-шена до помещения её в оснастку. Материал оснаст-ки должен быть термостойким, так как повышенная температура применяется ко всей системе при на-греве в конвекционной печи. Оснастка должна под-держивать постоянное давление для обеспечения равномерной деформации панели при достижении необходимой температуры. Температура плавления матрицы термопластичного наружного слоя долж-на быть ниже температуры размягчения пенопласта. Компрессионная прочность пенопласта должна быть достаточной для создания необходимого уровня ад-гезии между ним и наружным слоем, что достигается только путем приложения достаточного давления.

После того как сэндвич-панель была выдержана под давлением в течение нескольких минут в закрытой ос-настке, система охлаждается, после чего можно произ-водить съем.

РАЗДЕЛЬНЫЙ НАГРЕВ ПЛАСТИН

Этот производственный процесс используется для большинства промышленных производств термо-пластичных сэндвич-панелей из-за короткого вре-мени производственного цикла. Нагревом пластин резестивным способом, инфракрасным или галоге-новым излучением можно достичь очень высоких температур без нагрева пенопласта. Такой способ позволяет использовать более высокотемператур-ные наружные слои сэндвич-панели в сочетании с низкотемпературными пенопластами.

Нагретая пластина должна быть быстро прижата

ТЕХНОЛОГИИ

Рисунок 5. Образцы сформованных под давлением термопластичных панелей

Рисунок 6. Процесс формовки под давлением

Page 47: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 47

к холодному пенопласту. Часто для этой технологии необходим автоматизированный процесс: высо-кая температура пластин должна поддерживаться вплоть до их контакта с пенопластом. Контролируе-мая адгезия между пластиной и пенопластом может быть достигнута только путем выдержки необходи-мых параметров процесса. Сам пенопласт обычно не требует дополнительного нагрева: поверхность пенопласта достигает температуры термоформиро-вания после контакта с горячими пластинами. Хотя могут быть и ограничения в зависимости от толщи-ны наполнителя и сложности формы.

Применяться эта технология может при произ-

водстве интерьеров, ящиков, контейнеров, в общем, любых сэндвич-приложений, требующих короткого цикла производства.

ТЕРМОСКЛЕЙКА СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ

Склейка — важнейший этап в производстве ком-позитных изделий, потому что при этом процессе в структуре могут возникнуть концентраторы напря-жений, которые могут привести к ослаблению из-делия. Во всех композитных сэндвич-конструкциях обязательно должна использоваться смола или дру-гое связующее для соединения наполнителя и внеш-

ТЕХНОЛОГИИ

Рисунок 7. Термопластичные сэндвич-панели, изготовленные методом нагрева пластин

Рисунок 9. Термосклееная сэндвич-панель с алюминиевыми пластинами

Рисунок 8. Процесс производства термопластичных сэндвич-панелей методом нагрева пластин

Рисунок 10. Процесс термосклеивания сэндвич-панели с алюминиевыми пластинами.

Page 48: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201548

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методы работы с ПЭТ-пенопластом, описанные в этой статье, исследованы в очень простых экспери-ментах. Эти базовые тесты позволяют понять инно-вационные процессы, которые на сегодняшний день не самым широким образом используются в компо-зитном производстве. Новое оборудование, матери-алы и связанные с ними технологии откроют двери для многочисленных новых применений композит-ных материалов.

Все описанные производственные методы исполь-зуют преимущества термопластичности пенопласта AIREX® T90/T92, такие как: превосходная пластич-ность ПЭТ-пенопласта при достижении им темпера-туры термоформования, отличное взаимодействие с другими термопластичными материалами, напри-мер, армирующими тканями с матрицей из поли-мерных смол, или хорошая агдезия расплавленного ПЭТ-пенопласта для производства сэндвич-панелей без клея.

Всю необходимую детальную информацию о представленных в статье продуктах и других материалах Вы можете получить у наших специалистов по телефону: +7 (495) 508-3718 или по электронной почте: [email protected], или на сайте: www.skm-polymer.ru.

них слоев сэндвич-конструкции. Соединение плавлением считается наиболее под-

ходящим для термопластичных композитов. Это про-цесс соединения двух деталей путем плавления кон-тактных поверхностей с последующим охлаждением, что обеспечивает создание надежного соединения.

Следующий эксперимент показывает возможно-сти создания алюминий-ПЭТ сэндвичей без добав-ления какого-либо адгезива.

В этом эксперименте алюминиевые пластины на-грели до 300°C, после чего прижали с обеих сторон к листу AIREX® T92. Необходимо поддерживать по-стоянную температуру пластин при их прижатии к пенопласту, благодаря чему, между ним и пластиной образуется расплав ПЭТ. Нагрев продолжается в тече-ние нескольких секунд после контакта для того, чтобы расплавить 1,5 мм наполнителя. После этого система охлаждается до комнатной температуры в течение не-скольких секунд при сохранении давления.

Получившаяся сэндвич-панель демонстрирует хороший уровень адгезии между наполнителем и пластинами. Результаты испытаний на раздир пред-ставлены на рисунке 9.

Преимущество этого метода изготовления сэнд-вич-панелей состоит в коротком производственном цикле, минимальной подготовке алюминиевых па-нелей и экономии веса. В промышленном произ-водстве возможно создание непрерывной линии по нагреву, прессованию и охлаждению при помощи электрического метода нагрева.

ТЕХНОЛОГИИ

Page 49: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 50: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201550

Ветроэнергетика обладает огромным потенциа-лом. С повышением технологичности ветрогенера-торов этот потенциал только увеличивается. Доля получения электроэнергии от ветра постоянно рас-тет как в России, так и в мире в целом. По самым гру-бым подсчётам, мировое количество произведенной с помощью ВЭУ электрической энергии удваивается каждые 3–4 года. При изготовлении ВЭУ произво-дители наряду с традиционными материалами всё чаще применяют продвинутые продукты на основе полимерных композитов, что крайне положительно сказывается на их конечных свойствах.

Идя навстречу изготовителям подобных энер-гогенерирующих установок, производители ком-понентов для полимерно-композитных процессов предлагают продукты и решения, позволяющие не просто замещать традиционные материалы с мак-симальной эффективностью, но и также увеличи-вать долю их присутствия в конструкции в целом, тем самым повышая эксплуатационные показатели.

Концерн Хантсман (Huntsman Advanced Materials), являясь пионером в области производств химиче-ских материалов, в частности компонентов на эпок-сидной основе, всегда старается идти в ногу со вре-менем и постоянно предлагает решения на основе своих продуктов практически для всех производ-ственных сегментов: от технологичных материалов для строительства, до инновационных решений для авиации и космоса. Данный производитель уделил должное внимание ветроэнергетической отрас-ли также, выделив материалы для ВЭУ в отдельный

сегмент. Причём для этого Хантсман предлагает не просто линейку материалов. Продукты данно-го концерна позволяют реализовать полноценную технологию изготовления элементов ВЭУ как сово-купность последовательных этапов: от подготови-тельных процессов изготовления оснастки до непо-средственного производства самих элементов ВЭУ и окончательной сборки. Более того, в зависимости от производственных возможностей изготовителей ветрогенерирующих установок, Хантсман предлага-ет на выбор различные методы переработки своих материалов до состояния готового изделия.

В современной ветроэнергетике найдется место для ВЭУ самой различной конструкции, применимости и природы происхождения. Все виды ветрогенерато-ров имеют лопасти как обобщающий элемент уста-новки. Лопасти ВЭУ являются самым ответственным элементом и требуют соответствующего подхода: от достижения максимально эффективной технологич-ности процесса изготовления (скорость и простота), до надлежащих свойств (эффективность преобразования, транспортабельность, лёгкость монтажа, долговечное сохранение эксплуатационных свойств под воздей-ствием влияния негативных факторов окружающей среды). Именно от качества изготовления лопастей зависит, как долго и в каком количестве можно будет получать энергию с вала генератора. Профиль лопасти подобен профилю крыла самолета и имеет дополни-тельный изгиб на кручение. Именно поэтому крайне важно воспроизвести максимально эффективный ра-бочий профиль лопасти. Полимерные композиты Хан-

www.korsil.ru

ТЕХНОЛОГИИ

Повышение эффективности ветроэнергетическихустановок

Ветроэнергетика в том виде, в каком она существует сейчас, обладает большой универсально-стью. Она может приносить пользу как на оптовом рынке, где ветроэнергетические установки (ВЭУ), объединены в парки и сети, обеспечивая электроэнергией большие населённые пункты и целые регионы, так и в розничном сегменте, который позволяет применять для частного поль-зования только ВЭУ или совмещать их с другими возобновляемыми источниками: солнечными панелями, биогазовыми установками и сверхмалыми ГЭС.

Page 51: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 51

тсман, наряду с предлагаемой технологией производ-ства, позволяют изготавливать лопасти с надлежащим качеством и требуемой геометрией. В связи с этим, хотелось бы более подробно осветить основные про-изводственные подходы и материалы, применяемые при изготовлении композитных лопастей. Производство можно разбить на 3 основных этапа:• Изготовление оснастки

(мастер-модель матрица);• Изготовление частей лопасти,

как готовых элементов; • Сборка элементов лопасти

в единое готовое изделие.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОСНАСТКИ

Основательный подход к выбору материалов и надлежащая производственная реализация данно-го этапа позволяет получить долговечную оснастку и снять с неё необходимое количество деталей без потерь в качестве поверхности и геометрии на про-тяжении всей серии. На данном этапе максимально эффективный результат достигается применением модельных паст и литьевых смол на полимерной основе. Для изготовления оснастки и готовых эле-

ментов лопасти компания HUNTSMAN предлагает, в зависимости от производственных возможностей изготовителя, материалы для изготовления изделий тремя основными процессами (рисунок 1).

Изготовление оснастки происходит в два этапа:Изготовление мастер-модели. При изготовлении ма-стер-модели для последующего изготовления матрицы выявляется следующая закономерность: чем больше габарит выполняемого изделия, тем целесообразнее изготавливать оснастку с использованием модельной пасты. Другими словами: изготовить мастер-модель лопасти длиной в несколько десятков метров, исполь-зуя материалы только естественного (природного) про-

ТЕХНОЛОГИИ

Рисунок 1. Три основных процесса для изготовления оснастки и готовых элементов лопасти.

Рисунок 2. А — вакуумирование мешком, Б — нанесение модельной пасты.

А B

БЕСШОВНЫЕ ПАСТЫ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОСНАСТКИ

RenPaste® SV 4503-1/ Ren® HV 4503-1

RenPaste® 4666/Ren® 4666

Типичная применимость Дизайн и моделированиеМоделирование

и штамповка

Цвет Коричневый Темно-серый

Плотность г/cм3 0,7–0,8 0,95–1,0

Пропорция 100 : 100 100 : 100

Твердость Шор Д 55–60 60–65

Коэффициент теплового расширения 10-6/K-1 100–105 75–80

Теплостойкость °C 45–5050–55/80

после постотверждения

Прочность на сжатие MПa 10–12 20

Модуль сжатия MПa 550–600 1 100–1 200

Предел прочности на изгиб MПa 11–12 19–20

Линейная усадка мм/м 1 (0,1%) 0,4 (0,04%)

Page 52: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201552

ТЕХНОЛОГИИ

БЕСШОВНЫЕ ПАСТЫ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОСНАСТКИ

RenPaste® SV 4503-1/ Ren® HV 4503-1

RenPaste® 4666/Ren® 4666

Типичная применимость Дизайн и моделированиеМоделирование

и штамповка

Цвет Коричневый Темно-серый

Плотность г/cм3 0,7–0,8 0,95–1,0

Пропорция 100 : 100 100 : 100

Твердость Шор Д 55–60 60–65

Коэффициент теплового расширения 10-6/K-1 100–105 75–80

Теплостойкость °C 45–5050–55/80

после постотверждения

Прочность на сжатие MПa 10–12 20

Модуль сжатия MПa 550–600 1 100–1 200

Предел прочности на изгиб MПa 11–12 19–20

Линейная усадка мм/м 1 (0,1%) 0,4 (0,04%)

ИНФУЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ С ТЕПЛОСТОЙКОСТЬЮ 120–150°C

RenLam® LY 113/Ren® HY 98 RenLam® LY 120/Ren® HY 99

Типичная применимость Изготовление форм Изготовление форм

Процесс переработки Мокрая выкладка/Инфузия Инфузия

Вязкость при 25°C мПа*сек 300 300–350

Время жизни 100 мл мин 90–100 210–230

Время извлечения из формы часы 12 при 23°C 24 при 40°C

Цикл отверждения °C 120 150

Температура стеклования °C 120–125 153–158

Предел прочности MПa 127–130 120–126

Удлинение % 7,0–7,6 7,0–7,1

ИНФУЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ С ТЕПЛОСТОЙКОСТЬЮ 180–200°C

RenLam® LY 5210/Ren® HY 5212

RenLam® LY 5210/Ren® HY 5213

Araldite® LY 8615/Aradur® 8615

Araldite® LY 8615/XB 5173

Типичная применимостьИзготовление

формИзготовление

формИзготовление

формИзготовление

форм

Процесс переработки Мокрая выкладка Мокрая выкладка Инфузия Инфузия

Вязкость при 25°C мПа*сек 2 000 1 800 480–580 300–350

Время жизни 500 мл часы 12 2–2,5 14–16 (100 мл) 210–230

Время извлечения из формы

часы 14 при 40°C 14 при 40°C 24 при 40°C 24 при 40°C

Цикл отверждения °C до 200 °C до 180 °C до 180°C до 180°C

Температура стеклования

°C 230–238 170–180 210–220 210–220

Предел прочности MПa 88 126 82–86 113–117

Удлинение % — — 2,7–3,7 4,1–5,1

исхождения, затруднительно, а порой и невозможно. На фоне этого факта, модельная паста на полимерной основе позволяет получить прочную, точную, долговеч-ную оснастку сколь угодно большого размера, с равно-мерными свойствами по всему объёму.

Из пасты набирается необходимый габарит будущей модели и после отверждения обрабатывается на фрезер-но-координатном 3D станке, согласно прописанной про-грамме воспроизведения поверхности рабочего профи-ля. В результате обработки получается мастер-модель. В случае с лопастями изготавливается две мастер-модели, как две половинки: лицевой и задний профиль.

Изготовление матрицы. После изготовления этих половинок, мастер-модели проходят необходимую обработку и надлежащую подготовку для дальнейше-го изготовления матриц на их основе инфузионным процессом и методом влажной выкладки. Оба этих процесса, которые достаточно хорошо известны и отработаны, позволяют получать матрицы надлежа-щего качества для дальнейшего воспроизводства по-ловинок лопастей, как готовых изделий.

В качестве армирующих материалов применяют-ся стеклоткани. Для изготовления высокотемпера-турной матрицы могут использоваться углеткани. В

Page 53: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 53

зависимости от этого, литьевые смолы для процес-сов переработки могут быть обычной или повышен-ной теплостойкости.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЛОПАСТИ

Изготовив матрицу можно переходить к этапу из-готовления элементов лопасти.

Снаружи лопасть состоит из лицевой (фронталь-ная половина) и задней (опорная половина) сторон. Именно от их геометрии зависит насколько эффек-тивно такое природное явление, как ветер, будет преобразовываться во вращательное движение и генерировать энергию. Как было сказано выше, все эти элементы могут быть изготовлены влажной вы-кладкой, инфузией или препрегами. В качестве ар-мирующего материала используются стеклоткани, предпочтение отдается мультиаксиальным, кото-

рые превосходно работают при разнонаправленных, знакопеременных нагрузках. Лопасти с повышен-ными эксплуатационными требованиями, помимо стеклоткани, могут иметь в своем составе углеткани.

Крупногабаритные лопасти (с длиной от несколь-ких метров) изнутри усиливаются лонжероном. Дан-ный элемент увеличивает жёсткость конструкции и принимает на себя изгибающие нагрузки набегаю-щего воздушного потока. Профиль сечения лонжеро-на определяется исходя из геометрии профиля лопа-сти и её комля. Изготовление внутреннего силового элемента лопасти производится методом намотки. В качестве армирующего материала может использо-ваться как стеклонить, так и готовые стеклоленты.

Как видно из таблиц выше, практически все ли-тьевые системы для изготовления элементов лопа-сти имеют сертификацию Germanisher Lloid (GL), как официальное практическое подтверждение годности этих продуктов для ветроэнергетической отрасли.

ТЕХНОЛОГИИ

СМОЛЫ ARALDITE® ДЛЯ МОКРОЙ ВЫКЛАДКИ

Внешние свойства Свойства отвержденного состава

ЖелированиеВязкость

смеси

Температура стеклования Mеханические свойства

Отверждение t стекл. Отверждение t стекл. Предел

прочностиУдлинение

Ударная вязкость

Условия при 80°C при 25°C при 23°C G1C

Единица измерения мин. мПа*сек дни °C часы °C MПa % Дж/м2

НИЗКОВЯЗКИЕ СИСТЕМЫ

Araldite® LY 3505/Hardener XB 3403

36–48 300–400 8 49–534/60°C +6/80°C

78–833 100–3 300

10,5–13 250–280

Araldite® LY 3505/Hardener XB 3404-1

11–18 550–800 8 48–524/60°C +6/80°C 76–81

3 450–3 600

6,5–9,5 160–200

Araldite® LY 3505/Aradur® 3405

5–111 000–1 200

8 55–604/60°C +6/80°C 87–92

3 450–3 600

7,0–9,0 150–190

СИСТЕМЫ ПОВЫШЕННОЙ ВЯЗКОСТИ ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО НАНЕСЕНИЯ

Araldite® LY 1556 /Aradur® 3405

6–91 500–1 800

4/60°C +6/80°C

92–983 100–3 400

9–11 130–170

Все приведенные выше системы сертифицированы по Germanischer Lloyd (GL) для ветроэнергетики.

СМОЛЫ ARALDITE ДЛЯ ПРЕПРЕГОВПРОСТОТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, РЕГУЛИРУЕМАЯ РЕАКТИВНОСТЬ,ДЛИТЕЛЬНЫЙ СРОК ГОДНОСТИ, ОТВЕРЖДЕНИЕ ПРИ 80–90°C

Внешние свойства Свойства отвержденного, неармированного состава

ЖелированиеВязкость

смесиВремя жизни

Температура стеклования Mеханические свойства

Отверждение t стекл. Предел прочности УдлинениеУдарная вязкость

Условия при 25°C при 23°C при 23°C при 120°C G 1C

Единица измерения мПа*сек часы недели часы °C MПa % Дж/м2

Araldite® LY 1556/ Aradur® 1571/Accelerator 1573/Hardener XB 3403

4 000–6 000 24–48 > 6 2 105–110 2 900-3 100 7-10 130-170

Resin XU 3508/ Aradur® 1571/Accelerator 1573/Hardener XB 3403(упрочненная)

6 650–7 100 24 > 4 4 120–125 2 650–2 800 5,5-8,0 850-915

Все приведенные выше системы сертифицированы по Germanischer Lloyd (GL) для ветроэнергетики.

Page 54: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201554

ТЕХНОЛОГИИ

СМОЛЫ ARALDITE® ДЛЯ ИНФУЗИИ И НАМОТКИ

Внешние свойства Свойства отвержденного, неармированного состава

ЖелированиеВязкость

смеси

Температура стеклования Mеханические свойства

Отверждение t стекл. Отверждение t стекл. Предел

прочностиУдлинение

Ударная вязкость

Условия при 80°C при 25°C при 50°C при 80°C G 1C

Единица измерения мин. мПа*сек часы °C часы °C MПa % Дж/м2

Araldite® LY 1564/ Aradur® 3486

33–43 200–300 15 66–70 8 80–842 900–3 050

10,5–12,5 260–310

Araldite® LY 1564/ Aradur® 3416

20–27 200–320 15 68–73 8 80–852 900–3 050

10–12 260–310

Araldite® LY 1564/ Aradur® 3487 инфузия

18–25 220–320 15 68–73 8 81–862 950–3 100

10–12 255–305

Araldite® LY 1568/ Aradur® 3489

43–46 200–300 15 61–65 8 77–802 910– 3 010

9–10 170–210

Araldite® LY 1568/ Aradur® 3491 инфузия

39–41 200–300 15 63–67 8 74–802 980–3 080

9–10 170–210

Araldite® LY 1568/ Aradur® 3492 инфузия

23–25 250–350 15 74–78 8 80–852 900–3 100

7–7,5 210–230

Все приведенные выше системы сертифицированы по Germanischer Lloyd (GL) для ветроэнергетики.

КОНСТРУКЦИОННЫЕ АДГЕЗИВЫ ARALDITE ®Пропорция Время жизни LSS* T стеклов Макс. шов Отверждение Целевая применимость

Условия 23°C/100 гр Tg (толщина)

Единица измерения мин. MПa °C мм часы

Araldite® AV 4076-1/ Hardener HV 5309-1

1 : 1 50–6520–24

70–80 2–523°C или 4 ч/60°C

Вклеивание комля лопасти во флянец на валу привода

Araldite® 2015** 1 : 1 45–60 15–18 70–80 2–723°C или 4 ч/60°C

Монтаж молниеотвода, датчиков. Склеивание разнородных материалов

Araldite® 2031 1 : 1 50–6520–24

70–80 2–523°C или 4 ч/60°C

Для сборки лопасти из углепластика, работа с карбоном

Araldite® 2014-1** 2 : 1 50–65 15–18 75–85 523°C или 4 ч/60°C

Склеивание и заполнение кромок. Для узлов и элементов работающих при повышенной температуре

Araldite® AW 5047-1/ Hardener HW 5067

100 : 45 65–8020–22

70–80 < 0,5 1 час/80°CЖидкая клеевая система, идеальна для металлов D

Araldite® AW 4510/ Hardener HW 4511

2 : 1 85–100 14–16 110–125 102

часа/110°C

Пастообразный клей без усадки, для вертикальных поверхностей

* LSS: прочность на сдвиг (на алюминии).

** Системы сертифицированы по Germanischer Lloyd (GL) для ветроэнергетики.

ПРИМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ АДГЕЗИВОВ ARALDITE®

Page 55: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 55

СБОРКА ЭЛЕМЕНТОВ ЛОПАСТИ В ЕДИНОЕ ГОТОВОЕ ИЗДЕЛИЕ

Изготовив все элементы лопасти, можно приступать к её сборке. Выполненные из полимерно-композит-ных материалов, элементы изделия собираются в еди-ное целое, используя клеевые материалы конструкци-онной прочности (структурные адгезивы).

Для доводки изделия до рабочей кондиции ис-пользуются вспомогательные клеевые материалы. Подобные адгезивы также используются в качестве ремонтно-восстановительных материалов при про-ведении технического обслуживания ветроэнерге-тической установки и устранения неисправностей, возникающих в процессе её эксплуатации.

В пределах данной статьи затруднительно уместить все подробности и нюансы, касающиеся изготовле-ния лопастей и применения материалов в технологии производства этих изделий. За подробностями и разъ-яснениями просим обращаться в компанию Корсил Трейд, которая является официальным дистрибьюто-ром HUNTSMAN в России.

Подробно ознакомиться с техническими характеристиками материалов данного производителя, в частности, указанных выше реше-ний для ветроэнергетики, можно на сайте: www.huntsman.com/advanced_materials или на электронном ресурсе компании КОРСИЛ ТРЕЙД: http://www.korsil.ru.

ТЕХНОЛОГИИ

КЛЕЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СБОРКИ И РЕМОНТА

СБОРКА, КЛЕЕВОЙ МОНТАЖ• Конструкционные адгезивы• Вспомогательные клеи для сборки и ремонта

Page 56: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201556

Главной стратегией группы компаний «Европей-ские Технологии» является внедрение инновацион-ных решений на рынке. Высокий уровень знаний и неоспоримый опыт группы в области разработки, технологий и обслуживания предоставляют ей воз-можность использовать три подразделения для ре-шения производственных задач во многих наиболее сложных отраслях промышленности. Опыт в аэро-космической промышленности каждой из ее дочер-них компаний обеспечил группе возможность раз-вития в композиционной отрасли путем создания специального подразделения. Компания «Европей-ские Технологии» является членом EMC. Совместно с Научно-исследовательским и технологическим ин-ститутом им. Жуль Верна, наша компания участвует в разработках новых технологий и решений.

Ультразвуковая сварка термопластов существует в течение нескольких десятилетий и широко при-меняется в промышленности. Уже более десяти лет «Европейские Технологии» совместно с дочерней компанией «СОНИМАТ» разрабатывают решения по сборке композиционных материалов с термо-пластичной матрицей. Уже первые результаты были многообещающими, но вскоре стало ясно, что свой-ства ультразвукового напряжения армированных пластиков значительно отличаются от свойств неар-мированных полимерных материалов.

На сегодняшний день сварка композитных мате-риалов широко применяются в авиакосмической и автомобильной промышленности, например, в про-изводстве армирующих панелей с ребрами жест-кости, усиливающих элементов с металлическими вставками, а также для фиксации слоёв при созда-нии преформы изделия.

Чтобы охватить наиболее разнообразные варианты применения, компания «СОНИМАТ» поставила перед собой задачу создания непрерывных процессов, для

обеспечения максимальной универсальности в пла-не размеров и формы изделий. В первую очередь для понимания процесса сварки важно понимать законы переноса энергии, которые применимы для данных материалов, с целью разработки алгоритма ком-плексного контроля системы производства.

Процесс спаивания двух термопластичных мате-риалов основан на молекулярном соединении двух поверхностей при температуре их плавления. Когда поверхность материала нагревается, устойчивость полимерных макромолекул нарушается. Это ведет к отсоединению молекул полимера и освобождению концевых групп цепи у поверхности раздела (по-верхностному сползанию). Если соединить две дета-ли в таком состоянии, то пластикация на границе их раздела создает условия для высокопрочной спайки.

Для выполнения шва необходимо нагреть поверх-ность под сварку, а также создать условия для непо-средственного контакта. В качестве источника энер-гии могут использоваться различные способы. Эти способы можно разделить на три группы: тепловые, по проводимости или конвекции являются самыми про-стыми; излучение, такое как инфракрасное, лазерное или индуктивное; и трение, которое может возникать в результате вращения, вибрации, или ультразвука. Перенос энергии трением — самый быстрый из этих способов, и позволяет передавать энергию одновре-менно со связующим (склеивающим) напряжением между двумя поверхностями. Ускорения, передавае-мые на материал ручным ультразвуковым инструмен-том (сонотродом) также обеспечивают переплетение цепей молекул.

ОБРАЗОВАНИЕ ВОЛНЫ

Ультразвуковая волна образуется в результате пьезоэлектрического эффекта. Генератор преоб-

Эрик Виоло

Генеральный директор

«Европейские Технологии» —

«СОНИМАТ»

Виктория Руппель

Генеральный директор

АО «СТЕВИК»

ТЕХНОЛОГИИ

Использование ультразвука в композиционной про-мышленности открывает новые горизонты. Ультра-звуковая сварка — идеальный метод сборки компо-зиционных изделий с термопластичной матрицей, армированных длинными волокнами. Сочетая такие параметры как энергия, время воздействия и свар-ки, эта технология предлагает значительные преиму-щества, высокую повторяемость и управление про-цессом в реальном времени. Ультразвуковая резка позволяет выполнять операции по раскрою техноло-гических тканей и армирующих наполнителей в руч-ном и автоматическом режимах.

Холл F3Стенд B20

Page 57: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 57

разует электрическую энергию в высокочастотный сигнал (> 20 кГц), и пьезоэлектрический излучатель, получающий сигнал преобразует его в механиче-скую энергию с той же частотой. Бустер (усилитель) увеличивает скорость передачи, а специально при-меняемый инструмент (сонотрод) передает высоко-частотные вибрации на деталь. Чтобы максимально увеличить эффективность вибрации, комплект ис-пользуется (возбуждается) в режиме собственных колебаний (Рисунок 2) вдоль рабочей оси. Амплиту-да колебаний очень высокая, и требует немного на-чальной энергии. Сужения и расширения на каждом периоде колебаний искажают каждый отрезок по-луволны. Ускорения, получаемые на кончике соно-трода огромны (несколько тысяч G’s), обеспечивают прибор очень высокой потенциальной энергией.

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Детали, которые необходимо соединить, устанав-ливаются между опорой и акустической системой, которая передаст колебательную энергию на дета-ли. Напряжение сжатия используется для обеспече-ния контакта между сонотродом и деталью сверху, а также между этими двумя деталями. Вибрационный эффект от акустической системы вызывает дефор-мацию материалов (Рисунок 3).

Модель Кельвина-Фойгта используется для моде-лирования результатов (эффектов) синусоидальной деформации на вязкоупругом материале (Рисунок 4).

Средняя энергия, преобразованная в единицу вре-мени может быть выражена следующим образом:

r = 2ωε20 Ep

ω0 — амплитуда деформации;Ep = ωμ — модуль механических потерь при сдвиге.

Чтобы использовать модель, особенно для анизо-тропного материала, идентичного композитному ма-териалу, необходимо провести длительные исследова-ния изменения жесткости и вязкости во время цикла.

Взаимодействие между параметрами частоты/тем-пературы/жесткость и модулем механических потерь при сдвиге не совместимы с поведенческими закона-ми, которые типичны для простой сварки термопла-стичных материалов.

Что касается детали из термопластичного монома-териала, то резкое снижение жесткости в зависимости от температуры делает регулирование энергии отно-сительно простым, по мере приближения к Tg, энер-гии передается меньше, а затем не передается совсем.

В пределах статического процесса, время стано-вится переменной, что позволяет достигать целево-го уровня энергии.

Для непрерывного процесса постоянный пере-ходный режим должен быть интегрирован в контур управления (Рисунок 5). Цикл будет напрямую зави-сеть от множества параметров процесса.

ТЕХНОЛОГИИ

Рисунок 2. Режим собственных колебаний.Рисунок 1. Ультразвуковая система.

Рисунок 3. Деформация.Рисунок 4. Модель Кельвина-Фойгта —

линейные вязкоупругие свойства.

Page 58: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201558

ПОЛНЫЙ КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ

В данном процессе, контролировать только пара-метры ультразвуковой частоты и амплитуды не до-статочно.

Важно определить и контролировать вязкоупругие свойства материалов, контактные свойства (геометрия), материал сонотрода и опоры (фактор теплового пере-носа), напряжение, действующие в зоне обмена энер-гии, и скорость, которая определяет время процесса.

Максимальная температура достигается у поверх-ности раздела между двумя деталями (Рисунок 6).

Для достижения полного управления процессом были определены алгоритмы контроля, позволяю-щие учесть все значительные параметры процесса. Были отобраны наиболее варьирующиеся параме-тры, обеспечивающие контроль, требований к паре: изделие/оборудование.

График на рисунке 7 показывает влияние параме-тров времени скорости/контакта в зависимости от температуры в непрерывном процессе (другие па-раметры фиксированы). Как видно из графика, нет линейной зависимости достигнутой температуры от скорости. Конечные калории, требуют более высоко-го энергетического уровня, но обеспечивают более точной системный контроль. Также нужно отметить, что температура резко понижается после воздей-ствия ультразвуковым исполнительным элементом. Использование изоляции или принудительного ох-лаждения позволяет контролировать кристаллиза-цию полимера после сварки.

В дополнение к статической сварке мелких изде-лий, на сегодняшний день уже используются процессы непрерывной сварки для соединения металлических вставок и композиционных материалов, в серийных процессах формования резистивных обшивок. Сварка рёбер жёсткости подразумевают более сложный про-цесс отработки критериев, о которых упоминалось выше для перехода на индустриализацию процесса.

ПРИМЕНЕНИЕ

В настоящий момент, связанные соглашением о неразглашении конфиденциальной информации с нашими промышленными партнерами, мы не име-ем права ссылаться на конкретные примеры приме-нения, в связи с высокой добавленной стоимостью технологии. Однако мы можем сказать, что данная технология уже используется, например, при изго-товлении деталей для авиационной промышлен-ности, для точечной сварки небольших, высокотех-нологичных изделий с термопластичной матрицей (например, PA, PEEK, PEI), обработке косой линейча-той поверхности как часть непрерывного процесса или соединения металлических вставок и компози-ционных материалов при формовании обшивок.

Рисунок 8 показывает пример автоматизированной ультразвуковой сварочной головки. Головка и оснастка разработаны в соответствии со спецификой процесса. Робот перемещает головку по сварочному пути. На про-тяжении всего процесса робот, генератор ультразвука и все датчики на сварочной головке взаимокоммуници-

ТЕХНОЛОГИИ

Рисунок 5. Энергия, преобразованная при заданной скорости под ультразвуковым давлением.

Рисунок 6. Температура в узлах.

Рисунок 7. Энергия, рассеянная при данной скорости под сверхзвуковым давлением p=p0sin (2πft).

Рисунок 8. Роботизированная ультразвуковая пайка.

Page 59: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 59

руют, контролируя и настраивая параметры пайки. Для процессов с высоким энергетическим потреблением головка может поставляться как мультифункциональ-ная. Одна головка может совмещать функцию выклад-ки на оснастку сложной геометрической формы и пай-ки армирующего наполнителя или ленты.

РЕЗКА

Предлагаемое оборудование компании «СОНИМАТ» для ультразвуковой резки позволяет выполнять точ-ный и сложный крой самых разнообразных матери-алов: сухих и импрегрировнных, технологических тканей, армирующего и сотового наполнителя, моно-слоёв, а также пакетов материалов и преформ.

Ультразвуковой генератор прибора работает по технологии, основанной на IGBT (биполярном тран-зисторе с изолированным затвором) 4-го поколения.

Генерируемые ультразвуковые волны приводит карбидное лезвие в вибрацию на частоте от 20 до 40 кГц. Эта вибрация позволяет сократить прилагаемое усилие и оптимизировать качество резки. В приве-дённом выше графике показана зависимость каче-ства резки от используемой частоты ультразвука и прилагаемого усилия резки (Рисунок 9).

Ещё одним важным факторов, влияющим на ка-

чество резки, является геометрия лезвия. Много-летние исследования в данном направлении и рас-ширение номенклатуры лезвий позволили добиться высоких результатов резки монослоя, а также пре-форм, толщиной до 80 мм.

Для решения различных задач, в зависимости от требования заказчика, предлагается оборудование двух видов: для ручного и автоматизированного кроя.

В таблицах 1, 2 и 3 приведены результаты по ско-рости резки различных типов материалов в зависи-мости от толщины, волокна и матрицы.

По сравнению с контактной резкой ножами, ос-новными преимуществами УЗ-резки являются:• Отсутствие роспуска переплетения;• Снижение усилия реза на 50% по сравнению

с обычными лезвиями;• Повышение долговечности лезвий;• Возможность установки на роботе или плоттере;• Возможность обрезки преформы

непосредственно после выкладки прямо на оснастке;

• Высокое качество резки независимо от направления волокна;

• Высокая скорость резки (до 70м/мин);• Отсутствие/минимальное загрязнение ножа —

простота и минимальное время на облуживание.

ТЕХНОЛОГИИ

Рисунок 9. Зависимость качества резки от используемой частоты ультразвука

и прилагаемого усилия резки.

Таблица 1. Резка сотового наполнителя.

Вид Толщина Скорость резки

Алюминий 50 мм 24 м/мин

NOMEX 25 мм 24 м/мин

Таблица 2. Резка материалов с термореактивной матрицей.

Вид Толщина Армирующий наполнитель Матрица Скорость резки

Монослой 0,4 мм углеволокноЭпоксидная

не полимеризованная70 м/мин

Преформа 10 мм углеволокноЭпоксидная

не полимеризованная24 м/мин

Преформа 25 мм углеволокноЭпоксидная

не полимеризованная3 м/мин

Преформа 8 мм углеволокноЭпоксидная частично

полимеризованная24 м/мин

Page 60: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201560

На сегодняшний день, возможно интегрировать ультразвуковую технологию спайки как термопла-стичных, так и многокомпонентных материалов в процессы серийного производства.

В то же время продолжается непрерывное разви-тие данного направления, особенно на этапах раз-работки процессов производства конечного изделия из тех или иных материалов.

Благодаря неоспоримым преимуществам, таким как сокращение цикла при минимальных требованиях к набору оборудования, непрерывный контроль, возмож-но производить объемные/геометрически сложные из-делия за один проход, для серийного производства в аэрокосмической и автомобильной промышленностях.

Компания «СОНИМАТ» имеет более чем 20-й лет-ний опыт работы в области изготовления изделий из термопластичных материалов с использованием различных технологий. Благодаря доскональному знанию как единичных, так комбинированных про-цессов спайки, SONIMAT готов предложить опти-мальное решение для любых, даже самых высоко-технологичных промышленных проектов.

Для более подробной информации:www.stevik.fr www.vist-composite.ruwww.europetechnologies.comКонтактная информация:[email protected] [email protected]

Таблица 3. Резка материалов с термопластичной матрицей.

Вид Толщина Армирующий наполнитель Матрица Скорость резки

Лист 0,17 мм Однонаправленное волокно PA66 24 м/мин

Пластина 1,4 мм Стеклоткань PPS 24 м/мин

Пластина 2 мм Стеклоткань PA6 10 м/мин

Пластина 8 мм Однонаправленное волокно PPS 3 м/мин

Пластина 1 ММ Углеткань PEEK 3 м/мин

ТЕХНОЛОГИИ

Page 61: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 62: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201562

Ожидается, что к 2018 году глобальный рынок препрега достигнет величины 6,1 миллиардов дол-ларов или 350,9 миллиардов рублей, благодаря его применению в коммерческих самолетах, ветряках и автомобильной промышленности с целью умень-шения веса и экономии топлива, и в соответствии с правилами, регулирующими выбросы двуокиси углерода в атмосферу.

Микросам АО завершил работу над созданием ли-нии для непрерывного производства fabric prepreg, UD prepreg и Tow термопластичного препрега из углерод-ных, стеклянных и арамидных армирующих материа-лов высокого качества. Линия имеет большую скорость производства, в процессе которого осуществляется контроль и регулировка натяжения ленты; строгий кон-троль количества термопласта, применяемого в виде гранул на поверхности армирующего материала; обе-спечивает правильное соединение гранул термопласта в процессе плавления с помощью точного, поградусо-вого контроля температуры; обеспечивает формиро-вание плёнки и точное каландрирование под высоким давлением с целью улучшенной пропитки термопласта в армирующий материал (Рисунок 1). Кроме линии для производства препрега, в которой применяется термо-пласт в виде гранул, Микросам АО также закончил ра-боту над созданием линии для производства термопла-стичного препрега с применением экструдера.

Размеры машины для производства термопластич-ного препрега и её характеристики (скорость, натяже-ние ленты, вес препрега и т.д.) зависят от конкретных потребностей клиента, с тем, что максимальный по-верхностный вес конечного препрега является изме-няемой величиной.

Процесс пропитки, разработанный Микросам АО, состоит из шести этапов: движение упрочняющего материала, его натяжение, равномерное рассеива-ние термопласта в виде гранул на пропитываемую поверхность, процесс плавления термопласта, двой-ная пропитка термопласта с помощью каландров и намотка термопластичного препрега или непосред-ственное производство термопластиковых труб.

Рассеивание гранул на подвижную ткань регули-руется в диапазоне 10–100% веса, с точностью ±10 g/m2. Целая линия управляется логически програм-мируемой системой, контролирующей каждый узел отдельно. С помощью системы SCADA создается от-чёт о качестве произведенного препрега, в котором отображаются все ключевые параметры производ-ственного процесса.

Машине для производства термопластичного пре-прега не требуются дополнительные пoдключения в цеху — достаточно основных подключений к подаче электричества и воздуха. Кроме того, что машина сконструирована таким образом, чтобы на ней было легко работать, дополнительно обеспечивается и техническая поддержка, благодаря которой клиент обучается работе на машине и обретает знания как произвести продукт хорошего качества с разумной себестоимостью (Рисунок 2).

В сотрудничестве с Институтом современных композитов и робототехники (ИСКР) из Македо-нии, Микросам АО не только создает машины, но и обеспечивает поддержку при конструировании и производстве композиционного изделия. При ис-пользовании в качестве матрицы кристаллических термопластов, большое влияние на качество конеч-

ОБОРУДОВАНИЕ

Технологияпроизводстватермопластичногопрепрегас высокими характеристиками

В последние годы термопластичные препреги повышенной прочности находят широкое примене-ние как в авиа, так и в военной и в космической промышленности, именно благодаря высокой эф-фективности конечного композита. Но тем не менее, здесь необходимо упомянуть и высокую цену этих препрегов, которая зависит не только от высокой цены термопластичного сырья (PEEK, PPS, PES, PEK, PES, PSU, PA6 и другие) и армирующих материалов (например карбоновых), но и от цены производства, зависящей от высокой температуры плавления термопласта или от применения рас-творителя. Высокая цена препрега ограничивает их применение в коммерческих целях.

Д-р Светлана Ристеска

М-р Мая Стефановска

Институт современных

композитов

и робототехники (ИКР)

www.iacr.edu.mk

Самоил Самак

М-р Бильяна Костадиноска

Микросам А.О.

www.mikrosam.com

ЗАЛ FСтенд № B2b

Page 63: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 63

ного продукта имеет процент кристаллизации, за-висящий от температуры и скорости охлаждения самого термопласта в течение технологического процесса. Также, из-за высокой вязкости термо-пластиковой матрицы, её пропитка в армирующий материал является достаточно сложным процессом в условиях существующих технологических проце-дур производства, из-за появления дефектов, точ-нее пор, являющихся главными виновниками де-

ламинации (расслоения) изделия. Именно по этой причине, машины для производства препрега ста-новятся более современными и обеспечивают авто-матизированное управление и контроль процесса производства препрега. Применяются высокоплав-кие и вязкие матрицы, с целью получения хорошего термопластичного препрега, на котором отсутству-ют дефекты расслоения и равномерно распределя-ется матрица (Рисунок 3).

ОБОРУДОВАНИЕ

Рисунок. 1. Линия непрерывного производства термопластичного препрега.

Рисунок. 2. Препреги произведенные на машине для термопластичного препрега.А — Fabric prepreg;Б — Tow and UD prepreg.

Рисунок. 3. СЭМ изображение fabric prepreg PPS/ карбоновая ткань.

А

Б

Page 64: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201564

Уже более 40 лет стеклопластик используется для изготовления коррозионностойкого оборудования, предназначенного для обогащения полезных иско-паемых. Рабочие условия, характерные для подобных процессов, весьма жесткие и требуют применения конструкционных материалов, которые могут успеш-но противостоять кислотам и хлоридам при высоких температурах. Такие условия работы не совместимы с большинством металлических конструкционных ма-териалов. Необходимый уровень коррозионной стой-кости обеспечивают лишь очень дорогостоящие ме-таллические сплавы. Использование стеклопластика на основе эпоксивинилэфирных смол Derakane™ для производства электрохимических ячеек, хранилищ, реакторов, кислото и абразивостойких трубопрово-дов обеспечивает надежное и экономичное реше-ние. Сегодня все больше разработчиков рекомендуют

стеклопластиковые композиты для использования в процессах гидрометаллургии.

Обогащение полезных ископаемых остается очень важной отраслью, показывающей высокие темпы роста. В соответствии с отчетом Lucintel, к 2017 году объем мировой горнодобывающей промышленно-сти достигнет 1 783 млрд. долларов, причем годовой темп роста (CAGR) составит 7,4%.

За последние пять лет основные инвестиции в гор-нодобывающую промышленность были сделаны в Северной Америке. Сюда относится комплекс Vale Long Harbour (Ньюфаундленд) переработки никеле-вой, кобальтовой и медной руды с шахт Voisey Bay, завод по обогащению никеля/кобальта Baja Mining El Boleo (Мексика), а также завод по переработке редкоземельного сырья MolyCorp Mountain Pass в Калифорнии. Общим для этих весьма различных

ПРИМЕНЕНИЕ

Мировой опыт использования коррозионностойких стеклопластиков в горно-обогатительной отрасли

Уже более 40 лет стеклопластик используется для изготовления коррозионностойкого оборудова-ния, предназначенного для обогащения полезных ископаемых. Рабочие условия, характерные для подобных процессов, весьма жесткие и требуют применения конструкционных материалов, кото-рые могут успешно противостоять кислотам и хлоридам при высоких температурах. Такие условия работы не совместимы с большинством металлических конструкционных материалов. Необходи-мый уровень коррозионной стойкости обеспечивают лишь очень дорогостоящие металлические сплавы. Использование стеклопластика на основе эпоксивинилэфирных смол Derakane™ для про-изводства электрохимических ячеек, хранилищ, реакторов, кислото и абразивостойких трубопро-водов обеспечивает надежное и экономичное решение. Сегодня все больше разработчиков реко-мендуют стеклопластиковые композиты для использования в процессах гидрометаллургии.

Группа компаний «Композит»

Россия, Санкт-Петербург

Октябрьская наб., 104

+7 (812) 322-91-69

+7 (812) 322-91-70

[email protected]

www.composite.ru

Комплекс переработки никеля Vale’s Long HarbourОтстойники со стеклопластиковыми крышками

(производства Plasticon Canada) на заводе Long Harbour

Page 65: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 65

производств являются агрессивные гидрометаллур-гические процессы, используемые для извлечения металлов из руд и как следствие — широкое исполь-зование стеклопластикового оборудования, которое обладает высокой коррозионной стойкостью.

LONG HARBOUR

Ожидается, что завод Long Harbour будет перераба-тывать более 50 000 т/год никелевой руды, поступаю-щей с шахты Voisey Bay в Лабрадоре. Не смотря на то, что гидрометаллургические процессы индивидуаль-ны, они в значительной степени используют соляную кислоту при повышенной температуре для извлече-ния никеля из руды. Обычно стандартные материалы, такие как, углеродистая сталь и большинство сплавов нержавеющей стали, не рекомендуется для изготов-ления оборудования, контактирующего с подобны-ми средами. Однако тщательно спроектированные и изготовленные стеклопластиковые ламинаты на основе эпоксивинилэфирных смол Derakane успешно выдерживают воздействие подобных сред, как и ука-зано в таблице 1.

Компания Plasticon Canada (AC Plastiques Canada), была одним из многих производителей, выбранных для обеспечения проекта Vale Long Harbour. Благодаря поддержке ECC Corrosion (Wisconsin Rapids), Plasticon Canada изготовила для этого проекта широкий ряд стеклопластикового оборудования, включая:

• 64 цилиндрических стеклопластиковых емкости диаметром от 1,5 до 6,1 м и высотой до 9,1 м;

• 6 прямоугольных стеклопластиковых емкостей, размерами 11 x 5,2 x 5,2 м каждая весом от 16 до 21 тонны;

• 4 стеклопластиковых скруббера диаметрами от 0,3 до 1,8 м и высотой до 9,1 м;

• 18 стеклопластиковых туманоуловителей диаме-трами от 0,5 до 2,7 м и высотой до 5,5 м;

• 1 скруббер на основе двойного ламината, состо-ящего из хлорированного ПВХ и стеклопластика, размерами 1,8 x 9,7 м;

• 3 стеклопластиковых дымохода высотой 27 м; • 13 циркуляционных отстойников со стеклопла-

стиковыми крышками диаметром от 3,5 до 30 м, общим весом 117 тонн;

Все перечисленное выше оборудование на основе стеклопластикового и двойного ламината было из-готовлено с использованием эпоксивинилэфирных смол Derakane от Ashland, что обуславливалось кор-розионной опасностью рабочих сред.

Группа компаний Denali, включая Ershigs, Fabri-cated Plastics и Belco, поставила в общей сложности 64 емкости для проекта Long Harbour. Хранилища проектировались для работы с различными корро-зионными средами, в том числе соляной кислотой, гипохлоритом натрия и борной кислотой. Емкости изготавливались намоткой на предприятиях Belco и

ПРИМЕНЕНИЕ

Таблица 1. Химическая стойкость эпоксивинилэфирных смол Derakane по сравнению с металлическими сплавами.

Материалы Серная кислота Соляная кислота Хлориды

Стеклопластик на основе смол Derakane

100°C до 30%

80°C до 15% 100°C Все концентрации

2205 нержавеющая сталь30°C

до 30%60°C до 1%

65°C до 2000 промилле при низком pH

Сплав C-276 100°C до 30% 80°C до 15%65°C до 50M промилле

при низком рН

Прямоугольные стеклопластиковые ёмкости производства ECC

Огромные емкости для соляной кислоты производства Ershigs

Page 66: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201566

Fabricated Plastics. Их размеры — до 5,5 м диаметром и более 8,4 м в высоту.

Однако очень многие емкости имели гораздо боль-ший диаметр (до 13,4 м) и высоту до 15,65 м. Изна-чально специалисты Vale сомневались, что такие большие емкости можно сделать из стеклопластика. Однако компании Ershigs удалось в конце концов убе-дить их, что емкости подобного размера можно изго-товить и транспортировать. Одним из весьма убеди-тельных аргументов стало посещение установок по десульфурации дымовых газов на электростанциях, куда Ershigs и Augusta Fiberglass поставили огром-ные стеклопластиковые структуры. Текущий рекорд по размерам принадлежит шести струйным пузырь-ковым реакторам диаметром 119 футов, располо-женным на главной электростанции на Юго-Востоке США. После того, как специалисты Vale посетили эти установки по контролю за загрязнением воздуха и изучили громадные реакторы, осуществимость заду-манного проекта больше не ставилась под сомнение.

Компания Corrosion Technology International (CTI), крупнейший мировой производитель электрохимиче-ских ячеек из полимербетона, в партнерстве с Capital Precast (CP) из Ньюфаунленда, изготовила 332 ячей-ки для никеля, кобальта и меди. Электрохимические ячейки для никеля (NiEw) и кобальта (CoEW) весили каждая более 10 тонн, что делало их крупнейшими в своем классе. Помимо ячеек, CTI/CP также разработа-ли и изготовили структурные балки для мостов.

Однако производство стеклопластикового оборудо-вания для проекта Long Harbour на этом не закончи-лось. Компания Ershigs и ряд других фирм изготовили километры кислото- и абразиво-стойких трубопрово-дов для гидрометаллургического завода, а компания Bateman поставила огромное количество смесите-лей-отстойников. Специалисты Universal Fan изго-товили более 70 огромных вытяжных вентиляторов. Множество компаний занимались поставками сте-клопластиковых труб, кожухов, охладительных ба-шен и реакторов.

В конечном итоге для проекта Long Harbour было изготовлено более 4,5 млн кг стеклопластиковых из-делий.

EL BOLEO

Проект The Boleo в Мексике на полуострове Baja — еще один крупный гидрометаллургический ком-

плекс с активным использованием стеклопластико-вого оборудования. Ожидается, что этот проект сто-имостью 1,4 млрд $ будет производить 60 000 тонн/год меди, 3100 тонн/год кобальта, 36 000 тонн/год цинка и 100 000–250 000 тонн/год карбоната марган-ца. Хотя этот проект не столь масштабный, как завод Long Harbour, для его осуществления понадобились десятки стеклопластиковых реакторов и хранилищ, а также километры кислото и абразиво стойких тру-бопроводов.

Для гидрометаллургического завода Boleo было из-готовлено огромное количество стеклопластиковых емкостей. Многие из них были настолько больши-ми, что их следовало изготовить на месте. Компания Ershigs получила заказ на изготовление 9 емкостей для этого проекта, размерами 11,5 м в диметре и 12,5 м в высоту, с куполообразными крышками и пло-скими днищами. Эти емкости проектировались с учетом кислой коррозионной среды, используемой для извлечения целевых металлов из руды. Augusta Fiberglass также поставила 25 емкостей на этот за-вод. В состав коррозионностойкого барьера некото-рых емкостей был введен карбид кремния, что уве-личивало их стойкость к абразивному воздействию пульпы. Другие емкости, изготовленные на основе эпоксивинилэфирной смолы Derakane 510N, облада-ли свойствами пожаростойкости. Размеры емкостей варьировались от 3 до 4,5 м в диаметре и от 3,5 до 12,3 м в высоту. Все емкости компаний Ershigs и Augusta изготавливались на основе эпоксивинилэфирных смол Derakane производства Ashland.

Компании Fiber-Tech Industries и Structural Com-posite Technologies объединили усилия для изготов-ления стеклопластиковых компонентов, требуемых для защиты 12 бетонных осадителей и 6 емкостей противоточной декантации. Эти специальные ем-кости, используемые для извлечения металлов, в по-перечном сечении превышают 60 м. Они имеют бе-тонное основание и толстой стеклопластиковой футеровкой (изготовленной Fiber-Tech), придающей емкостям отличную кислото и абразивную стойкость. Structural Composite Technologies поставили около 200 стеклопластиковых желобов для этих емкостей.

RPS Composites также получили контракт на по-ставку кислото и абразиво стойких трубопроводов для завода Boleo, включая: • 30 000 фитингов;• 46 000 м трубопроводов;

ПРИМЕНЕНИЕ

Гидрометаллургический завод Boleo

Ёмкости производства Ershigs для гидрометаллургического завода в Boleo

Page 67: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 67

• 7500 стеклопластиковых накладок износа и упор-ных колец;

• 12 000 специально разработанных стальных опор.

Рабочие среды — влажный газообразный хлор, со-ляная кислота, плакирующие реагенты, биоциды, во-дные органические растворы, гидроксид натрия, бор-ная кислота и хлорид натрия. Для работы с такими средами выбрали трубы производства RPS, посколь-ку они обладали рядом преимуществ по сравнению с другими материалами, такими как углеродистая сталь с резиновой футеровкой, нержавеющая сталь или сплавы с высоким содержанием никеля. Эти пре-имущества включают в себя пониженные расходы на установку, низкую стоимость жизненного цикла, луч-шую стойкость к широкому ряду химических сред.

Для изготовления этого оборудования выбрали эпоксивинилэфирные смолы Derakane от Ashland. Роберт Хоукин, президент RPS Composites President, рассказывает «Мы остановили свой выбор на смолах Ashland, обладающих уникальным послужным спи-ском работы с агрессивными смолами, а также от-личной перерабатываемостью. Своевременная тех-ническая поддержка со стороны Ashland помогла нам полностью использовать преимущества композици-онных материалов».

Фактически RPS Composites поставили около 700 тонн стеклопластиковых изделий для завода по обо-гащению минерального сырья.

Компания Plásticos Industriales de Tampico (PITSA) также получила заказ на производство более чем 500 тонн композитных проводящих и непроводя-щих труб и запчастей для проекта Boleo. Проводя-щие трубы и запчасти предназначались для работы с органическими средами, при их производстве при-менялась проводящая углевуаль и эпоксивинилэ-фирные смолы Derakane 510 N с добавкой 5% сурьмы (для удовлетворения требований стандарта ASTM 84 класс I по пожаростойкости).

MOUNTAIN PASS

Проект Mountain Pass стоимостью 1,4 млрд дол-ларов, начал производить оксиды редкоземельных элементов в 2012 году в количестве от 8 000 до 10 000 тонн/год, с потенциальным ростом до 40 000 тонн в 2014 году, в зависимости от потребностей рынка. В

таком случае MolyCorp будет поставлять около тре-ти текущего мирового количества редкоземельных элементов.

Гидрометаллургический завод Mountain Pass име-ет задачу не только извлекать из руды редкоземель-ные элементы, но также и разделять их после извле-чения. Это потребовало использования не только агрессивных реагентов, но и большого числа реакто-ров. И снова проектировщики обратились к стекло-пластику. Проект потребовал десятки стеклопласти-ковых экстракторов и разделителей, большинство из которых было изготовлено на месте компаниями Plas-Tanks Industries и Daniel Company. Plas-Tanks по-ставили 23 емкости размером от 22 700 до 132 500 литров, используя эпоксивинилэфирные смолы Derakane. Большинство емкостей имели диаметр от 3,5 до 4,2 м, а самые крупные имели высоту 9,5 м. Емкости предназначались для работы с соляной кислотой, гидроксидом натрия и гипохлоритом на-трия (отбеливателем). Daniel Company изготовили 17 емкостей диаметром 4 и высотой 7,5 м.

Химическая среда, характерная для процессов обогащения полезных ископаемых, одна из самых агрессивных в мире. При проектировании и изго-товлении оборудования проводятся испытания с использованием реагентов, используемых при экс-тракции металлов.

Стеклопластик на основе эпоксивинилэфирных смол Derakane стал во всем мире стандартом качества для изготовления коррозионностойкого оборудования для химической промышленности, водоподготовки, контроля загрязнения воздуха и горнодобывающей промышленности. Эти смолы невозможно заменить аналогами при доказанной надежности. Проектиров-щики во всем мире полагаются на экспертов по кор-розии компании Ashland и стеклопластик на основе эпоксинилэфирных смол Derakane.

Для получения более подробной информации Вы можете обратиться в Группу компаний «Композит» по телефонам в Санкт-Петербурге: +7 812 322 91 69, +7 812 322 91 70 или в любом региональном представительстве. А также, обратившись в представительство Ashland Inc в России по телефонам: +7 916 577 78 51, +7 495 644 16 21

ПРИМЕНЕНИЕ

Гидрометаллургический завод MolyCorp’s в Mountain Pass

Ёмкости для хранения реагентов производства Plas-Tanks на основе смол Derakane

Page 68: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201568

Вторая Мировая война была в разгаре, и берего-вая авиация Великобритании предпринимала без-успешные попытки защитить торговые и военные суда стран антигитлеровской коалиции от атак не-мецких субмарин. Были необходимы авиабазы, располагавшиеся непосредственно в водном про-странстве — на расстояниях, которые можно было преодолеть быстрее, чем с суши. На построение ме-таллических авианосцев в военное время не хватало металла, а потому шёл активный поиск альтерна-тивных вариантов, среди которых лидировала идея использования в качестве авиационных баз есте-ственных айсбергов: на их вершинах предполага-лось изготавливать взлётно-посадочные площадки. Однако эта мысль была отвергнута ввиду малых раз-меров «ледяных гор».

Джеффри Пайк предложил проект, который, по-

жалуй, до сих пор способен удивить каждого, о нём не слышавшего. Его идея заключалась в строитель-стве гигантского авианосца с корпусом, изготов-ленным из пайкерита — замороженной смеси воды и опилок (рисунок 1). Это колоссальное сооружение высотой с 20-этажный дом должно было вмещать на своей взлётно-посадочной площадке 200 истребите-лей; притом его предполагаемая стоимость была в разы меньше цены корабля из металла.

ЧТО ЖЕ ТАКОЕ ПАЙКЕРИТ?

Это дисперснонаполненный композиционный ма-териал, в котором наполнителем является целлюлоз-ная масса (чаще всего опилки), а матрицей служит лёд (60–80% от массы всего композита). На рисунке 2 представлен блок пайкерита.

ПРИМЕНЕНИЕ

Удивительный композит — пайкерит

Рисунок 1.

План проекта

«Аввакум»

с характеристиками

проектируемого

авианосца

Кравчук А. Н.

бакалавр

Лысенко В. А.

доктор технических наук,

доцент кафедры НВКМ

Санкт-Петербургский

государственный университет

технологии и дизайна

Ледяной композиционный материал. Звучит, без сомнения, красиво, и больше похоже не на научный термин, а на нечто, берущее своё начало в произведе-ниях жанра фантастики. Однако композиционный материал на основе льда действительно существует. Он был предложен в 42-м году прошлого века британским журналистом, разведчиком и изобретателем Джеффри Натаниэ-лем Пайком.

Page 69: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

Благодаря введению наполнителя лёд приобрета-ет следующие свойства:

1. Более высокая прочность.Испытания пайкерита на сжатие показали, что

его прочность более чем в два раза превышает проч-ность чистого льда.

2. Удароустойчивость.Это испытание, проведённое адмиралом Луисом

Маунтбаттеном, буквально шокировало американ-ских союзников Великобритании на конференции в Квебеке. Лорд Маунтбаттен поставил рядом два рав-ных по размерам блока: из пайкерита и из чистого

льда; затем выстрелив в каждый из револьвера. Пуля, выпущенная в ледяной блок, расколола его на куски; а от блока из пайкерита срикошетила, оставив на нём лишь вмятину. Оказалось, что по удароустой-чивости ледяной композит сравним с бетоном, что, несомненно, положительно характеризовало его как материал, предназначенный для военных целей.

В 2010 году ведущие научно-популярной теле-передачи «Разрушители легенд» повторили опыт Луиса Маунтбаттена (рисунок 3), тем самым ещё раз подтвердив удивительную способность пайкерита сопротивляться взрыву.

ПРИМЕНЕНИЕ

Рисунок 2. Блок пайкерита Рисунок 3. Кадры из телепередачи «Разрушители легенд».

Вверху — блок пайкерита до и после выстрела в него

из пистолета. Внизу — лёд до и после выстрела.

Page 70: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201570

готовления из него габаритных судов. В декабре 2014 года в Финляндии было начато стро-

ительство пайкеритного аналога испанского Храма Святого Семейства, более известного в мире как Са-града Фамилиа (Temple Expiatori de la Sagrada Família). Проект являет собой реализацию научной работы учё-ных и студентов Эйндховенского технического уни-верситета (Голландия) по свойствам и качествам пай-керита в строительстве зданий и сооружений. Ледяная копия памятника архитектуры в 4 раза уменьшена в сравнении с оригиналом: самая высокая её точка рас-полагается на расстоянии 40 м от земли, тогда как вы-сота настоящей башни Иисуса составляет 170 м.

Методом изготовления ледяных сооружений было выбрано напыление тонких слоёв опилок на надувные каркасы с последующим замораживанием (рисунок 6).

Для эффективного замерзания пайкерита была необходима температура не выше 15 градусов ниже нуля. Именно поэтому местом размещения ледяной композиции стал финский город Юука.

После того, как все слои пайкерита были нане-сены на каркас, из него выпускали воздух, а затем снимали его, расчищали внутреннее пространство и обустраивали интерьер внутри ледяного храма. На рисунках 7 и 8 показана завершённая ледяная Са-града Фамилиа.

Ледяная Саграда Фамилиа, без сомнения, при-влекла к себе внимание тысяч туристов из многих стран, также доказав, что пайкерит возможно при-менять в целях строительства.

Стоит ли искать новые области применения для пайкерита? Несомненно, да. «Безумная» идея про-шлого в наше время может стать серьёзным пово-дом для исследований.

3. Низкая теплопроводность.И, как следствие, меньшее время, необходимое для

таяния. Прототип авианосца «Аввакум», опытный об-разец, построенный на озере Патриция для проверки свойств пайкерита, без поддержки температуры с по-мощью охладительных систем полностью растаял в течение трёх лет.

«Видят народы и крайне удивляются! Поскольку работа, что делается в ваши дни, такова, что вы не поверили бы, если бы кто-то про это сказал!». Это слова пророка Аввакума, именем которого Уинстон Черчилль назвал столь приглянувшийся ему проект — слова, в полной мере описывающие первоначальные впечатления от пайкеритного корабля. Однако гран-диозный план оказался настоящим провалом: для изготовления одного боевого корабля требовалось превратить в опилки все леса Канады. Кажущаяся де-шевизна материалов обернулась катастрофическими затратами, и проект был закрыт, а о пайкерите забы-ли на несколько десятков лет.

В 2009 году участники британской телепередачи «Bang Goes The Theory» восстановили эксперимент, построив из пайкерита лодку (рисунок 4). Смесь, со-стоящая из 5000 литров воды и опилок, была залита в подготовленную форму и замораживалась в тече-ние трёх недель. Эксперимент не удался: проплыв 30 метров, лодка пошла ко дну (рисунок 5).

Специалисты тут же указали участникам передачи на ошибку: сопротивление материала было рассчи-тано неверно, и, как следствие, неверно было подго-товлено само судно. Корабли из пайкерита держатся на плаву только при наличии большой опорной пло-скости, а сам материал больше предназначен для из-

ПРИМЕНЕНИЕ

Рисунок 4. Спуск на воду пайкеритной лодки.

Рисунок 6. Нанесение пайкерита на надувные каркасы.

Рисунок 7. Ледяной храм изнутри. Рисунок 8. Ледяной храм снаружи.

Рисунок 5. Лодка терпит крушение.

Page 71: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 72: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201572

Композитные материалы находят все более ши-рокое применение в машиностроении, а также при производстве авиационной и ракетной техники. В составе конструкционных композитов волокна яв-ляются основным компонентом (около 75–80% объ-ёма) и обеспечивают их прочностные характеристи-ки. Цена армирующих волокон в составе композитов во многом определяет их стоимость. Для производ-ства композитов применяют стеклянные, химические, углеродные и базальтовые непрерывные волокна. Сравнительные характеристики и стоимость непре-рывных волокон представлены в таблице 1.

В машиностроении используют в основном недо-рогие стеклянные волокна. Углеродные и арамидные волокна применяют для наиболее ответственных изделий, где экономически оправдано применение дорогих армирующих волокон. Технико-экономи-ческий анализ показывает, что базальтовые непре-рывные волокна (БНВ) и материалы на основе БНВ (ровинги, ткани, препреги, нетканые материалы) наиболее приемлемы для производства и примене-

ния в композитах. БНВ, благодаря сочетанию своих характеристик и стоимости, являются одними из наиболее перспективных материалов для примене-ния в машиностроении и, особенно, в авиационной отрасли.

В области материалов и технологий производства воздушных судов (ВС) существует серьезный кризис. Основные элементы самолетов (фюзеляж, крылья, их силовые элементы и конструкции) производят в ос-новном из алюминиевых сплавов. Применяют тех-нологии самолетостроения времен Второй Мировой войны, например, заклепочные соединения. В мо-стостроении уже давно отказались от клепаных кон-струкций, а в авиастроении — широко применяют.

Для полета утяжеленных конструкций ВС тре-буются мощные двигатели и запасы топлива. В ре-зультате вес перевозимой полезной нагрузки (пас-сажиров, багажа, грузов) по сравнению с взлетным весом ВС незначителен. Для дальнемагистральных пассажирских ВС типа Boing 777, Аirbus 350 доля полезного веса составляет 12–15%, для больших ВС

ПРИМЕНЕНИЕ

Применение материалов на основе базальтовых волокон в авиакосмической отрасли

С. П. Оснос, д.т.н.

«Basalt Fiber Materials Technology

Development Co., Ltd»

Цель данной статьи — проинформировать о характеристиках базальтовых непрерывных волокон (БНВ), обобщить имеющийся опыт применения материалов и изделий на основе базальтовых супер-тонких и непрерывных волокон, наметить пути их применения в авиакосмической отрасли. В буду-щем — провести комплексные испытания и сертификацию БНВ и материалов БНВ, создавать новые производства БНВ и материалов БНВ для их широкого применения в авиакосмической отрасли.

Таблица 1. Сравнительные характеристики непрерывных волокон, применяемых для производства композитов.

Показатели БНВ E- стекло S-стеклоУглеродное

волокноАрамидное

волокно

Прочность на разрыв, мПа3000~4840 3400~5380*

3100~3800 4020~4650 3500~6000 2900~3400

Модуль упругости, гПа 79,3~93,1 72,5~75,5 83~86 230~600 70~140

Растяжение на разрыв, % 1,5–2,6 4,7 5,3 1,5~2,0 2,8~3,6

Диаметр элементарных волокон, микрон

6~21 6~21 6~21 5~15 6~15

Текс ровингов (tex), гр/км 60~4200 40~4200 40~4200 200 - 2400 100–1800

Температура применения, 0C -260~+800 -50~+380 -50 +300 -50~+700 -50~+290

Себестоимость промышленного производства, $/кг

1,1–1,8 1,4–2,0 3,0–3,2 25–30 17–22

Цена продаж, $/кг 2,5–3,0 1,5–2,5 4,0–4,5 35–60 35

Page 73: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 73

типа Boing 747-8 и Аirbus 380 — 15–17%. Очевидно, что снижать вес конструкции планера ВС можно, применив композиты. Это и было сделано для Boing 777, А 320–321; доля композитов от их веса соста-вила 9% и 20% соответственно. Доля композитов в конструкции самых современных Boing 787 и А 350 достигла 50 и 52%. Однако в направлении широкого применения композитов имеются ограничения по их характеристикам и стоимости. Характеристики стекловолокна не позволяют применять композиты на их основе для наружных конструкций, а углерод-ные волокна слишком дорогие.

Стоимость самолетов традиционных конструкций из алюминиевых сплавов с некоторыми элементами композитов (обшивка салона, обтекатели, законцов-ки крыльев, часть оперения и др.) уже достигла пре-дельных уровней. Например, стоимость Boing 737 в зависимости от модификаций на 160–190 пассажиров составляет 70–90 млн $. Применение композитных материалов на основе дорогих углеродных волокон существенно увеличивает стоимость ВС. Boing 787 (на 190–320 пассажиров) стоит 250–290 млн $. Дальше повышать стоимость ВС уже некуда. Авиакомпании просто не смогут окупить приобретаемые ВС.

Выходом из создавшегося положения в аэрокос-мической отрасли может быть применение компо-зитных материалов на основе базальтовых непре-рывных волокон (БНВ). Современные технологии обеспечивают производство БНВ с высокими проч-ностными характеристиками на уровне углеродных волокон и низкую себестоимость промышленного производства БНВ, на уровне стекловолокна.

БНВ обладает высокими эксплуатационными ха-рактеристиками. Химическая, термическая стой-кость и стойкость к воздействию окружающей сре-ды БНВ достаточно известны [1]. Характеристики и стоимость БНВ позволяют создавать на основе ком-позитов БНВ основные конструкции летательных аппаратов, а также отдельные элементы, которые в настоящее время производятся из углеродных и стекловолоконных композитов. В настоящее время развитие технологий и оборудования производства БНВ позволяют обеспечить решения двух основных задач: существенное снижения веса и стоимости конструкции самолетов.

Для применения БНВ в авиакосмической отрасли основными являются следующие факторы:1. Базальтовые волокна (БВ) производятся из основ-

ных базальтовых пород вулканического проис-хождения, обладающих высокими природными термическими свойствами и химической стой-костью. Поэтому БВ присущи исходная прочность, стойкость к воздействию агрессивных сред, высо-кие термостойкость и тепло- звукоизоляционные характеристики, а также низкая гигроскопичность.

Это определяет эксплуатационные качества ма-териалов из БВ: прочностные характеристики, ударную прочность, долговечность и стойкость при воздействии природных факторов, высоких температур, агрессивных сред, стойкость к воз-действию вибраций.

2. Достигнутый в последние годы уровень техноло-гий и оборудования [2] позволяет производить базальтовые непрерывные волокна (БНВ) с низ-кой себестоимостью производства на уровне сте-кловолокна, при прочностных характеристиках на уровне углеродных и арамидных волокон. Это позволяет создавать материалы на основе БНВ по более низкой стоимости и существенно сни-зить цену композитных материалов и изделий. К настоящему времени накоплен достаточно боль-шой опыт применения материалов из базальто-вых волокон в машиностроении, автомобильной промышленности, судостроении, вагоностроении, энергетике, строительстве и дорожном строитель-стве. Работы по применению базальтовых воло-кон в авиакосмической промышленности прово-дились ранее и в последние годы получили еще большее развитие.

3. Комплексные испытания БНВ показали, что они обладают рядом характеристик, которые позволя-ют создавать материалы на основе БНВ с высокими прочностными и эксплуатационными характери-стиками. БНВ имеют наилучшее соотношение по-казателя «цены и качества» по сравнению с други-ми волокнами, применяемыми для производства армирующих материалов и композитов.

4. Накоплен опыт создания промышленных произ-водств БНВ армирующих и композитных матери-алов БНВ на девяти заводах, в том числе крупное производство для авиакосмической промышлен-ности [2].

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРЕИМУЩЕСТВА БНВ

1. Относительно высокая удельная прочность во-

локон на разрыв, в 2–2,5 раза превышающая ле-гированные стали и в 1,4–1,5 раза стекловолокно. В таблице 2 представлены данные по удельной прочности БНВ на разрыв (при разной толщине элементарных волокон) [3].

2. Высокая коррозионная и химическая стойкость к воздействию агрессивных сред: растворов солей, кислот, щелочей. Базальтовые волокна обладают уникальной химической стойкостью. Это свойство базальтовых волокон открывает широкие перспек-тивы их применения для конструкций, работающих десятки лет при воздействии влаги, противообле-денительных жидкостей, растворов солей, кислот-ных и щелочных сред. Базальтопластики заменяют

ПРИМЕНЕНИЕ

Таблица 2.

Диаметр элементарных волокон, мкм 5.0 6.0 8.0 9.0 11.0

Удельная прочность элементарных волокон на разрыв, кг/мм2. 215 210 208 214 205

Page 74: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201574

стальную арматуру, детали и конструкций, кото-рые под воздействием морской воды, химических сред подвержены коррозии.

3. Базальтовые волокна обладают высокой терми-ческой стойкостью. На основе БНВ изготавливают материалы, которые могут длительно работать под воздействием высоких температур. Диапазон применения БНВ от -200°С (для криогенной тех-ники) до 600°С. В диапазоне температур длитель-ного применения от -100°С до + 400°С БНВ прак-тически сохраняет свою исходную прочность. При этом термическое изменение длины композитов БНВ в указанном диапазоне температур составля-ет 1,5–2,5%. Производятся термостойкие БНВ на температуры применения до 900°С.

4. Высокие термо- и звукоизоляционные характери-стики [3].

5. Низкая гигроскопичность — в 6–8 раз ниже, чем у стекловолокон. Поэтому термо- и звукоизоляци-онные материалы только на основе базальтовых супертонких волокон применяют в самолёто и су-достроении.

6. Высокая стойкость и долговечность к знакопе-ременным нагрузкам. Прутки Ф 10 мм на основе БНВ более 14 лет бессменно эксплуатируются на подвеске вибросит мукомольных заводов. БНВ применяют для производства баллонов высокого давления, рассчитанных на десятки тысяч циклов заправки. Композиты БНВ под воздействием дли-тельных знакопеременных нагрузок практически не имеют следов усталостных разрушений — тре-щин и других признаков разрушения. Это более чем важно для создания надежных и долговечных конструкций самолетов.

7. Высокая ударная прочность композитов на основе БНВ. БНВ применяется для производства ударо-стойких дорожных отбойников, бамперов, броне-жилетов. Благодаря ударной вязкости волокнистой основы композитов БНВ, при ударе, не образовы-ваются трещины и не происходит полного разру-шения конструкций.

8. Высокая совместимость с другими материалами: металлами, пластмассами, пластиками. Примене-ние прочных клеевых соединений вместо заклепок и сварки. Это открывает широкую перспективу производства целого спектра комбинированных композитных материалов и изделий: сотовых конструкций, армированных пластмасс, панелей, несущих балок, обшивок, фюзеляжа и др. Возмож-ность производства композитных изделий с гель-коутами — аэродинамически чистых и долговеч-ных внешних покрытий.

9. Эксплуатационные качества материалов и изде-лий из базальтовых волокон, высокая стойкость к

воздействию окружающей среды и агрессивных сред, долговечность эксплуатации.

10. Возможность производств материалов БНВ и из-делий с применением различных технологий: пул-трузии, намотки, формовки, вакуумной формовки, штамповки, напыления и других «холодных тех-нологий». Перспективным направлением являет-ся производство композитов БНВ на основе пре-прегов (предварительно пропитанных связующим ровингов, тканей, нетканых материалов, базаль-товой бумаги). Применение препрегов позволяет производить композитные материалы высокого качества и долговечности, повышенной прочно-сти с низким весом.

11. Низкая себестоимость производства БНВ. Соотно-шение цены и характеристик БНВ по сравнению с другими волокнами наиболее предпочтительное.

12. Создание производств БНВ и материалов БНВ для авикосмической промышленности не требу-ет значительных капиталовложений. Промыш-ленные производства БНВ создаются по модуль-ному принципу с постепенным наращиванием объемов производства [4].

Характеристики (1–10) и низкая себестоимость производства открывает возможности широкого применения материалов БНВ. Проработаны и име-ется опыт производства целого спектра материалов и изделий для авиакосмической отрасли.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН В АВИАКОСМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Теплозвукоизоляционные материалы на основе базальтовых супертонких волокон и иголопробивных материалов. Теплозвукоизоляционные маты (ТМ-19-20, АТМ-10С-20, АТМ-10К-20) на основе базальтовых супертонких волокон благодаря своим высоким зву-коизоляционным характеристикам, низкой гигроско-пичности уже многие годы применяются в авиации, судостроении, для газоперекачивающих станций на базе авиационных двигателей.

Композитные материалы и изделия

1. Композитные профильные материалы и продольные элементы

Композитные профили производятся из ровингов БНВ на пултрузионных линиях. Проводятся работы по изготовлению, проведению испытаний профи-лей для авиации и ракетостроения. Производство продольных силовых элементов: стрингеров, угол-ков, швеллеров, двутавров, труб, квадратных труб,

ПРИМЕНЕНИЕ

Рисунок 1.

Page 75: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 75

профилей сложной формы (рисунок 1 — профили на основе ровингов БНВ).

Профили на основе БНВ имеют высокую стойкость к знакопеременным нагрузкам. Удлинение при пере-падах температур составляет 1,5–2,5%, удлинение при разрыве составляет не более 3%. Соединение профи-лей между собой, с другими элементами и обшивкой осуществляется на основе клеевых соединений.

В настоящее время из ровингов БНВ производят-ся арматура, трубки, профили сложной формы, ван-товые канаты.

Проведены полномасштабные испытания базаль-топластиковой арматуры (испытания на химиче-скую стойкость, стойкость к замораживанию/размо-раживанию) в НИИ Железобетона, НИИ Дорожного строительства. Разработаны рекомендации по при-менению базальтопластиковой арматуры (БПА) в строительстве, приняты государственные стандар-ты: ДСТУ Украины, ГОСТы РФ и КНР, разрабатыва-ется стандарт ЕС и США.

В КНР принята Программа Правительства №863 «Базальтовое непрерывное волокно и композитные материалы БНВ» для создания производств и широ-кого применения материалов БНВ в отраслях про-мышленности и в т.ч. аэрокосмической отрасли.

2. Композитные силовые профили Композитные силовые профили производятся из

ровингов БНВ и препрегов ровингов, лент. Создано оборудование для производства силовых компо-зитных профилей для производства несущих балок мостов для горной местности, столбов освещения и опор ЛЭП.

Для придания дополнительной прочности несу-щим балкам и продольным панелям была специ-ально разработана однонаправленная ровинговая

ткань (продольный армирующий элемент, плоская поверхностная арматура, фото 2.2).

Высота балок у основания h1 может составлять 600, 500, 400 мм, длина L 12, 20, 30 до 50 метров. Возможно создание профилей переменного сечения рисунок 2.2.

Преимущества композитных силовых профилей: высокие прочностные характеристики, при более низ-ком весе (в 8–12 раз ниже по сравнению с легирован-ной сталью), высокая стойкость к знакопеременным нагрузкам, отсутствие усталостных трещин и корро-зии, простота изготовления, нет особых ограничений по изготовлению длинномерных конструкций (за ис-ключением ограничений по их перевозке). 3. Композитные изделия сложной формы и конструкции

В автомобилестроении, машиностроении и мало-мерном судостроении композитные конструкции производятся из материалов на основе стеклово-локна и применяют достаточно широко (бамперы, торпеды, обтекатели, крылья, корпуса лодок, кате-ров, яхт и др.). Для производства таких конструкций используются маты рубленого волокна, ровинговые ткани и ткани из крученой нити. Отработаны техно-логии и накоплен опыт производства композитных изделий сложных конструкции.

При производстве самолетов композитные изде-лия сложной формы применяются: для внутренних облицовочных панелей салона; обтекателей РЛС и антенн; обтекателей ниш шасси, мест стыковки крыльев с фюзеляжем и др.

Применение препрегов, вакуумированных пресс-форм обеспечивают высокое качество формовки и самих композитных изделий.

Преимуществами материалов на основе БНВ по сравнению со стекловолокном являются: более вы-

ПРИМЕНЕНИЕ

Фото 1. Продольные профильные материалы из ровинга БНВ, арматура, трубки, канаты.

Фото 2.1. Столбы базальтопластиковые для уличного освещения (круглый профиль переменного сечения

Ф 350…100 мм, длина 21 метр).Фото 2.2. Структура однонаправленной ткани

на основе ровинга БНВ.

Page 76: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201576

сокая прочность (в 1,4–1,7 раза), низкая гигроско-пичность базальтовых волокон (в 6–8 раз), высокие эксплуатационные характеристики (стойкость и долговечность при воздействии окружающей среды, к перепадам температур, к обработке антиобледе-нительными составами).

Химическая стойкость БНВ позволяет в связую-щих использовать химически активные антипире-ны, неорганические (щелочные) компоненты для снижения горючести композитов. Применение не-органических связующих для производства компо-зитов БНВ позволяет производить новый класс не-горючих композитов. 4. Плоские композитные изделия с отбортовка-ми — нервюры крыльев, шпангоутов (рисунок 4).

5. Плоские панели двух и многослойныеПанели пола, перегородок. Состав панелей: верх-

ний и нижний листовой пластик на основе тканей, или нетканых материалов; между верхним и ниж-ним листами — сотовые панели (рисунок 5-А); сило-

вые продольные элементы (рисунок 5-Б), объемный наполнитель на основе трикотажного препрега (ри-сунок 5-В), вспененный наполнитель (рисунок 5-Г).

Сотовые наполнители применяются в авиастро-ении. Для их производства используют различные материалы от металлической фольги до пластиков.

Вспененные материалы — легкий наполнитель. По-лимерную массу насыщают пузырьками воздуха, га-зов, или применяют пенопласты.

Объемные наполнители на основе трикотажа. Три-котажную ткань пропитывают связующим (создают препрег), формуют объемные конструкции, которые склеивают с панелями и полимеризуют.

6. Конструктивные обшивки фюзеляжей и корпусов летательных аппаратов

Конструктивные композитные обшивки создают-ся на основе тканей, матов рубленого волокна, ба-зальтовой бумаги и продольных силовых элементов, расположенных между обшивками.

Конструктивные обшивки являются прочными,

ПРИМЕНЕНИЕ

Рисунок 2.2. Профиль переменного сечения. Рисунок 3. А — Обтекатель РЛС;

Б — Обтекатели ниш шасси, зализы стыковок крыла.

Рисунок 2.1. Силовые балки. А

Б

Фото 3. Композитные изделия сложной формы.

Фото 4. Пресс-формы с вакуумированием для формовки композитных изделий сложной формы.

Page 77: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 77

несущими жесткими конструкциями. Конструкции с двойной обшивкой отрабатывались при разработке технологий производства труб больших диаметров Ф 2000, 3000, 4000, 5000, 5400 мм. Результаты прове-дения таких работ — высокая прочность труб на из-гиб, сжатие, существенное, в 4 раза, снижение веса труб больших диаметров (по сравнению с традици-онным методом намотки), снижение расхода мате-риалов и стоимости трубы.

На рисунке 6 представлены композитные кон-струкции со сдвоенной обшивкой и с разными ви-дами продольных элементов и наполнителей. Кон-

струкция с двойной обшивкой и гофрированной вставкой (рисунок 6-А). Между внешней (1) и вну-тренней (2) обшивками раcположен продольный гофр, сформованный из препрега ровинговой тка-ни. Обшивки 1 и 2 склеиваются с гофротканью (3) и создают достаточно прочную и жесткую конструк-цию. Конструкция с двойной обшивкой и продоль-ными профилями (рисунок 6-Б). Между внутренней и внешней обшивками закладываются и склеива-ются с обшивками силовые продольные элементы (3) профили (квадратные профили, двутавры и др.). Конструкция с двойной обшивкой и сотами (рису-

ПРИМЕНЕНИЕ

Рисунок 4. Образец плоского силового элемента нервюры крыла с отбортовками.

Рисунок 5. Плоские двухслойные панели с наполнителями (соты, силовые элементы, решетки, вспененные материалы).

Фото 5. Сотовые панели.

Фото 6.1. А — ткани БНВ, Б — мат рубленого БНВ, В — базальтовая бумага.

А Б

В Г

А Б В

Page 78: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201578

нок 6-В). Конструкция с двойной обшивкой и вспе-ненными наполнителями (рисунок 6-Г).

Объемные композитные конструкции с наполни-телями (объемными препрегами, стрингерами, со-тами, вспененными материалами) имеют высокую прочность при минимуме веса, обеспечивают требу-емые прочность и жесткость конструкций фюзеляжа и корпусов летательных аппаратов. Преимущества-ми конструкций со сдвоенными обшивками является создание несущих, жестких и надежных конструкций больших диаметров и габаритов с дополнительными функциями тепло и звукоизоляции. Преимущества таких конструкций для планера самолета и корпуса летательного аппарата очевидны.

7. Объемные полые композитные конструкцииОбъемные полые композитные изделия создаются на

основе препрегов тканей, лент, нетканых материалов.Методы производства: формование под давлени-

ем (в форму с подготовленным препрегом подается под давлением воздух), намотка ровингами и лента-ми. Объемные полые композитные конструкции на основе БНВ достаточно отработаны в производстве и практике применения.

Технологии и оборудования для производства таких изделий используются при производстве лопастей ве-трогенераторов и баллонов высокого давления.

Лопасти ветрогенераторов имеют длину от 6 до 25 метров, испытывают значительные нагрузки, сроки эксплуатации лопастей составляют 25–50 лет.

Баллоны высокого давления из ровингов БНВ для сжатого природного газа (рабочие давления 240 кг/см2, испытания баллонов давлением 500 кг/см2), обе-спечивают многократные смены давлений (тысячи циклов заправок баллонов), безопасны для эксплу-атации на автомобилях. В авиа и ракетостроении объемные полые конструкции могут найти приме-нение при производстве топливных баков, концовок крыла, киля, стабилизатора, элеронов, закрылков, емкостей, объемных конструкций.

8. Комбинированные композитные конструкции с продольными силовыми балками-профилями и стрингерами, попеченными силовыми шпангоутами и двойной обшивкой

В конструкциях фюзеляжа могут быть применены композитные БНВ несущие силовые балки и про-

ПРИМЕНЕНИЕ

Фото 6.2. Композитные трубы больших диаметров Ф 5400 мм. Производство.

Рисунок 6. Композитные конструкции с двойной обшивкой.

А Б В Г

Page 79: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 2015 79

дольные профили (стрингеры), поперечные элемен-ты шпангоуты и сдвоенная обшивка. Соединение элементов конструкций осуществляется на основе клеевых соединений и с помощью болтовых соеди-нений через закладные детали.

Перспективно изготовление фюзеляжа ВС как мо-нолитной композитной конструкции с набором про-дольных цельных силовых элементов стрингеров, без расчленения фюзеляжа на носовую часть Ф1, мидель Ф2 и хвостовую часть Ф3 и их стыковок болтовыми соединениями. Аналогично для крыльев. Это обеспе-чит снижение веса планера ВС в 1,2–1,25 раза.

На пути широкого применения БНВ композитов в авиакосмической отрасли технологические и кон-струкционные задачи в основном решены, однако стоят задачи организационного плана — создания специализированных производств БНВ и компози-тов для авиационной промышленности и сертифи-кации. Технологические и конструкционные реше-ния по композитам и конструкциям БНВ отработаны на подобных композитах из стеклянных и углерод-ных волокон. В области БНВ есть собственные техно-логии и оборудование производства БНВ, имеющие мировой приоритет и опыт создания крупных заво-дов БНВ. Поэтому создание собственных современ-ных производств (заводов) БНВ на основе техноло-гического оборудования четвертого поколения для авиакосмической промышленности дело желания и финансирования. Корпорация «China Aerospace Company» (CASC) в 2003 году пригласила украин-ских специалистов. В итоге, в КНР успешно работает крупный завод по производству БНВ и материалов БНВ «Sichuan Aerospace Tuoxin Basalt Industry Co., LTD». Необходимо проведение комплексных испы-таний композитов БНВ и их сертификация в ВИАМе, или других сертификационных центрах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Композитные материалы находят все более широкое применение в авиакосмической отрасли. Ведущие

авиастроительные компании создают конструкции летательных аппаратов, где композиты становятся одним из основных материалов. Композитные ма-териалы на основе ровингов, лент, тканей нетканых материалов и их препрегов могут составлять значи-тельную часть конструкции фюзеляжа, крыльев, опе-рения летательных аппаратов.

2. По своим прочностным и эксплуатационным ха-рактеристикам БНВ и композиты БНВ наиболее полно отвечают авиационным требованиям, имеют наилучшее соотношение «характеристики — цена» по сравнению с другими армирующими волокнами. Задача широкого применения композитов для ави-акосмической отрасли может быть успешно решена на основе БНВ.

3. Стоимость композитов БНВ в 2,5–3 раза ниже аналогичных конструкций из алюминиевых спла-вов и в 10–12 раз ниже углекомпозитов.

4. Применение материалов БНВ в авиакосмической отрасли позволит снизить стоимость и вес кон-струкции летательных аппаратов, повысить эф-фективность их эксплуатации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Оснос М. С., Оснос C. П. Базальтовые непрерывные волокна: основные преимущества, характеристики, области применения. Композитный мир, №5, 2009.

2. Оснос М. С. Оснос С. П. «Базальтовое непрерывное волокно — вчера, сегодня и завтра. Развитие тех-нологий и оборудования, промышленных произ-водств и сбыта». Композитный мир, №2, 2015.

3. Сборник научных статей «Волокнистые материалы из базальтов Украины». «Наукова думка», Киев —1971 г.

4. Сайт: www.basaltm.com5. Негматуллаев С. Х., Оснос С. П. «Применение матери-

алов на основе базальтовых волокон в строительстве и сейсмостойком строительстве. Результаты иссле-дований, заключения и опыт применения материа-лов БНВ в строительстве». Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века. № 5 – 6, 2015 г.

ПРИМЕНЕНИЕ

Фото 7. Образцы объемных полых композитных изделий, лопастей, баллон высокого давления.

Рисунок 8.1. Конструкция высокоплана с верхней продольными силовыми конструкциями (1), поперечными шпангоутами (2) и двойной обшивкой (3) фюзеляжа.

Рисунок 8.2. Конструкция низкоплана с нижней и верхней продольными силовыми балками-профилями (1) и поперечными силовыми элементами шпангоутами (2) и двойной обшивкой (3).

Page 80: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201580

Арматура, применяющаяся в железобетонных конструкциях и сооружениях делится на: рабочую, распределительную, хомуты, анкерную (рисунок 1) и монтажную (рисунок 2).

Рабочая арматура воспринимает возникающие в железобетоне растягивающие и скалывающие уси-лия от внешних нагрузок и собственного веса кон-струкций. Распределительная арматура удерживает рабочие стержни арматуры в определённом положе-нии и распределяет нагрузку между ними. В тех слу-чаях, когда рабочие стержни располагаются не толь-ко в растянутых, но и в сжатых частях конструкций,

например, в балках, ригелях, арматура называется двойной. Хомуты связывают арматуру в единый каркас и предохраняют бетон от появления косых трещин около опор. Монтажная арматура никаких усилий не воспринимает, служит для сборки арма-турного каркаса и обеспечивает точное положение рабочей арматуры и хомутов при бетонировании.

По профилю арматура делится на круглую, гладкую и арматуру периодического профиля. Арматура пе-риодического профиля представляет собой стержни с равномерным рифлением для улучшения сцепления с бетоном. Выпускается арматура периодического

Исследование характеристик композитной арматуры ООО «СК» и области ее применения

Волков Ю. В.

Соколов А. В.

Муравьев В. Л.

Козютенко А. С.

ООО «СК», Санкт-Петербург

Инженер С. С. Киски

Инженер Ж. С. Теплова

Инженер Д. В. Немова

ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский

государственный политехнический

университет

Арматура — совокупность соединённых между собой элементов, которые при совместной работе с бетоном в железобетонных сооружениях воспринимают растягивающие напряжения.

ПРИМЕНЕНИЕ

Рисунок 1. Анкерная арматура. Рисунок 1. Монтажная арматура.

Page 81: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

профиля с двумя продольными рёбрами и поперечными вы-ступами, идущими по трёхзаходной винтовой линии. Гладкая арматура не имеет рифления.

Арматура бывает поперечной и продольной. Поперечная — это арматура, препятствующая образованию наклонных тре-щин от возникающих косых скалывающих напряжений вбли-зи опор, а также арматура, связывающая бетон сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне. Продольная арматура воспри-нимает растягивающие напряжения и препятствует образо-ванию вертикальных трещин в растянутой зоне железобетон-ных конструкций. В конструкциях, которые воспринимают сжимающие усилия, продольная арматура берёт на себя часть нагрузки, работая совместно с бетоном. При проектировании и возведении монолитных зданий и сооружений возника-ет проблема соединения стержней арматуры [4]. Увеличение числа стержней со случайными свойствами в железобетонных несущих конструкциях приводит к повышению расчётных со-противлений арматуры, по сравнению с принятыми в техни-ческих условиях и определённых по так называемому правилу трёх стандартов. В результате коллективной работы стержней увеличивается общее усилие в арматуре в предельном состоя-нии конструкции, повышается их надёжность работы под на-грузками, снижается вероятность отказа и обрушения зданий с опасными последствиями [5].

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АРМАТУРЫ

Арматура применяется для изготовления всех видов железо-бетонных конструкций, что необходимо для усиления прочност-

Рисунок 3. Арматура: А — стальная, Б — композитная.

А

Б

Page 82: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201582

ных характеристик бетона. В основном, используется стальная гибкая арматура — стержни, сварные сетки и каркасы, но иногда необходима и жёсткая арматура —прокатные двутавры, швеллеры и уголки.

Одним из главных направлений в области ка-питального строительства, позволяющим снизить материалоёмкость конструкций и обеспечить эко-номию стали, цемента, является применение эффек-тивных материалов, к которым относятся бетоны

ПРИМЕНЕНИЕ

Page 83: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

высокой прочности и высокопрочная (без площадки текуче-сти) арматура [1]. Применяемая в конструкциях, стальная ар-матура в последние годы находит серьёзную конкуренцию со стороны высокопрочной стеклопластиковой арматуры (СПА). Полимерные композиционные материалы (ПКМ), представ-ляющие собой большой класс современных конструкционных материалов, конкурируют с классическими, такими как ме-таллы и сплавы, и их применение с каждым годом расширя-ется [10].

Существует ряд проблем, связанных с применением сталь-ной арматуры: она имеет большой удельный вес, высокую те-плопроводность и низкую теплостойкость. Так как сталь яв-ляется проводником электрического тока, в арматуре могут протекать блуждающие токи, что в свою очередь приводит к электрохимической коррозии. Происходит постоянное пере-распределение внутренних усилий при нагружении конструк-ции. При низких температурах основные деформационные напряжения в ж/б конструкциях воспринимает арматура. При повышении температуры свыше 300°С механические свой-ства стали резко падают — все нагрузки воспринимаются бе-тоном, т. е. при воздействии высоких температур происходит разрушение конструкции.

Следовательно, расширение применения армированных бетонных конструкций потребовало создание арматуры, спо-собной выдержать воздействие такой среды (рисунок 3). Кро-ме того, необходимо было обеспечить антимагнитные и ди-электрические свойства некоторых изделий и сооружений. Необходимость облегчения железобетонных конструкций, ограниченные запасы руд, пригодных для получения стали и легирующих присадок, также были причиной, ускорившей применение неметаллической арматуры. Надёжность и эко-номичность — необходимые качества проектируемых, возво-димых и эксплуатируемых конструкций, зданий и сооруже-ний. Обеспечение этих качеств особенно важно при поиске новых конструктивных решений [3]. Знание законов взаимо-действия материалов необходимо для развития теории желе-зобетона, создания новых видов арматуры и бетона с учётом их совместного деформирования [8].

Основным производителем композитной арматуры в Рос-сии является ООО НПФ «УралСпецАрматура». А официаль-ным дистрибьютором на Северо-западе РФ — ООО «СК».

Компания «СК» предлагает использование неметаллической композитной арматуры. Институт «Ленаэропроект» рекомен-дует данную композитную неметаллическую арматуру при-менять при строительстве цементобетонных аэродромных по-крытий, объёмных зданий и сооружений аэропортов. Её можно использовать вместо металлической арматуры класса А3.

Ниже перечень строящихся и реализованных объектов, где материалы ООО «СК» одобрены и внесены в проекты, а также используются в настоящий момент:• жилые 9-ти этажные дома. Посёлок Ленино, Петергофское

шоссе, дом 84;• заводы по производству ЖБИ. Строящийся в настоящий

момент завод находится по адресу: Янино-1, территория завода Пигмент;

• высотный жилой дом, Санкт-Петербург;• объекты Петербургского Метрополитена;• аэропорты (Гражданский аэропорт в Казани);• гидротехнические сооружения;• коттеджные поселки (Ленинградская обл.);• мосты (танковые, Москва);

и другие объекты.

Page 84: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201584

большие серьёзные нагрузки, их армируют сетками, сделанными из композитной неметаллической ар-матуры. В конечном итоге получается очень долго-вечное покрытие, стойкое к высоким нагрузкам и износу. Срок службы железобетонных изделий с ис-пользованием композитной арматуры прогнозиру-ется от 80 лет и более, а ввиду того, что неметалличе-ская арматура значительно дешевле металлической, её использование позволяет значительно экономить деньги на каждом этапе строительства. Композит-ная арматура широко изучается и распространена за рубежом, включая Германию, Нидерланды, Англию, Канаду, а также Японию, где она применяется в строительстве домов, автомобильных и пешеходных мостов, а также для армирования тех бетонных кон-струкций, к которым предъявляются повышенные требования к сейсмостойкости. Композиционные материалы обладают возможностью изменения сво-ей внутренней структуры, что открывает широкие возможности по управлению НДС конструкций, тем самым обеспечивая наилучшие условия их работы [6]. Введение в сжатую зону железобетонных кон-струкций слоя из композита повышает их несущую способность [7].

Расчёт и конструирование бетонных конструкций с композитной арматурой производится в соответ-ствии с СТО-02495307-007-2012 (ОАО КТБЖБ), СТО-83269053-001-2010, ТУ-5769-001-83269053-2010, СНиП 52-01-2003, СНиП 2.03.01-84, СП 52-101-2003, Р-16-78, ТР-013-1-04.

ВЫВОДЫ

С каждым годом в строительной отрасли происхо-дит внедрение новых технологий. Инновации при-званы ускорить процесс, сделать его менее затрат-ным, а также максимально увеличить показатели долговечности, надёжности и комфорта.

Современная технология производства позволила значительно снизить эксплуатационные и трудовые

Композитная неметаллическая арматура также массово применяется в других странах:• США, Канада, Колумбия (мосты, дороги,

гражданское строительство и др.);• Япония (фундаменты зданий);• Европа (жилые дома).

Преимущества материала перед металлической арматурой проявляются в весе (легче в 10 раз), проч-ности (выше в 3 раза), долговечности (не ржавеет), нейтральности к кислотно-щелочным средам и со-лям, хорошей адгезии с бетоном, стоимости (ниже до 30% при равнопрочной замене с учетом доставки), отсутствии свойств экранирования и магнетизма.

В таблице 1 представлены виды профиля, показа-ны их характеристики: расчётная площадь сечения, нормативное и расчётное сопротивление при растя-жении и модуль упругости.

В таблице 2 представлены характеристики неме-таллической арматуры.

В соответствии с проведёнными исследованиями и испытаниями, ввиду широких диапазонов исполь-зования в России, композитная неметаллическая арматура рекомендована к применению в различ-ных сферах строительства, таких как: промышлен-ное строительство, дорожное строительство (мосты, насыпи дорог на грунтах с пониженной прочно-стью, укрепление откосов и др.), гидротехническое строительство (берегозащитные подпорно-удер-живающие сооружения, габионы, геотубы), желез-нодорожное строительство (шпалы, объёмные ар-могрунтовые подпорные стенки, защита от обвала в горах вместо дорогих кольчужных нержавеющих сталей), промышленно-гражданское строительство, капитальное строительство и др. Композитная ар-матура также идеально подходит для армирования бетонных полов и стяжек. Сегодня в чистом виде бе-тонное покрытие практически не используется, ибо само по себе оно имеет низкую прочность и пори-стую структуру. Чтобы бетонные полы выдерживали

ПРИМЕНЕНИЕ

Таблица 1. Виды профиля.

Номер профиля АСП 4 АСП 6 АСП 8 АСП 10 АСП12

Расчетная площадь сечения, АS, мм2 7,85 20,41 39,25 64,37 95,77

Нормативное сопротивление при растяжении, Rsn

, МПа 1300 1300 1300 1200 1200

Расчетное сопротивление при растяжении, RS, МПа 1150 1150 1100 1050 1050

Модуль упругости, ЕS, МПа 75000 75000 75000 60000 60000

Таблица 2. Основные характеристики композитной неметаллической арматуры.

Характеристика АСП АБП

Плотность, кг/м3 1950 2050

Относительное удлинение при разрыве, % 2,2 2,2

Коэффициент температурного расширения 1/°С 1х10-5 1х10-5

Разрушающее напряжение при статическом изгибе, МПа 1200 1400

Удельноеэлектрическоесопротивление,Ом•м 1х1015 1х1015

Электрическая прочность, кВ/мм 14 14

Коэффициент теплопроводности, Вт /м °К 0,45 0,45

Page 85: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

затраты на изготовление данного материала. Для потребителей и строителей это, прежде всего, озна-чает, что на рынке сегодня представлена неметал-лическая арматура, цена на которую гораздо ниже представленных ранее аналогов.

Таким образом, использование в различных об-ластях строительства композитной арматуры по-зволяет на порядок снизить итоговую себестоимость конструкции, здания или сооружения. Кроме того, за счёт использования композитной арматуры увеличи-вается общий срок службы конструкции, так как ма-териал практически не подвержен коррозии. Суще-ствующие нормы проектирования железобетонных конструкций, в частности монолитных конструкций зданий, не учитывают совокупность всех факторов, влияющих на несущую способность, жёсткость и тре-щиностойкость конструкций, что зачастую приводит к неоправданному завышению размеров сечений и значительному (на 20–35%) перерасходу бетона и арматуры [2]. Используя неметаллическую арматуру, можно избежать в последующем капитальных доро-гостоящих работ по ремонту.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Романов С. К. Прочность, жесткость и трещино-стойкость предварительно напряжённых нераз-резных балок, армированных высокопрочной стержневой арматурой. 2002 г.

2. Салов А. С. Оптимизация конструктивных реше-

ний безригельного железобетонного каркаса на основе применения бетонов и арматуры повы-шенных классов прочности. 2011 г.

3. Байрамуков С. Х. Методы расчета и оценки на-дежности железобетонных конструкций с на-прягаемой и ненапрягаемой арматурой. 2001 г.

4. Дьячков В. В. Свойства и особенности примене-ния в железобетонных конструкциях резьбовых и опрессованных механических соединений. 2009 г.

5. Мухин С. В. Сопротивление растяжению армату-ры со случайными свойствами при многостерж-невом армировании железобетонных конструк-ций. 2009 г.

6. Галушко С. К. Прямые и обратные задачи меха-ники упругих композитных пластин и оболочек вращения. 2005 г.

7. Шполтаков В. И. Конструкции из композитных материалов, получаемые с использованием низ-котемпературной плазмы, их исследование и расчет. 2001 г.

8. Веселов А. А. Нелинейная теория сцепления ар-матуры с бетоном и ее приложения. 2000 г.

9. Кляйман М. А. Изгиб предварительно напряжен-ных деревянных клееных балок со стеклопла-стиковой арматурой при длительном действии нагрузок. 1984 г.

10. Блазнов А. Н. Устройства и методы для изучения механических свойств анизотропных стекло-пластиковых стержней. 2009 г.

ПРИМЕНЕНИЕ

Page 86: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

КОМПОЗИТНЫЙ МИР | июль–август | №4 201586

НЕНАХОВ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧНачальник отдела инновационных разработокООО «Профит Центр Плюс», г. Челябинскwww.profitcp.ru

Считаете ли Вы, что российская композитная отрасль может стать самостоя-тельной, инновационной, способной создавать оригинальные разработки, имеющие хорошие коммерческие перспективы?

Инновационной, способной создавать оригинальные разработки, имеющие хоро-шие коммерческие перспективы — безусловно, да. Самостоятельной!? В ближай-шей перспективе сомневаюсь очень.

Считаете ли Вы, что в ближайшей перспективе удел российской композитной отрасли — это лишь «творческая» переработка западных образцов и технологий?

К сожалению, я уверен в том, что это так.

ГРУК АРТЁМ ГЕННАДЬЕВИЧРуководитель отдела регионального развитияООО «Аттика Кемикалс», г. Санкт-Петербургwww.attikarus.ru

Считаете ли Вы, что российская композитная отрасль может стать самостоя-тельной, инновационной, способной создавать оригинальные разработки, имеющие хорошие коммерческие перспективы?

В ближайшей перспективе удел композитной отрасли России - это эхо западного опыта и технологий. Встречаются точечно какие-то новые разработки, но они ин-тересуют, в основном, только их создателей и дальше теории редко доходит дело.

Считаете ли Вы, что в ближайшей перспективе удел российской композитной от-расли — это лишь «творческая» переработка западных образцов и технологий?

На мой взгляд, пока государство не повернулось полноценно лицом к этой от-расли не только научно (кадры и молодёжь), но главное — финансово, это будет ещё долго развиваться внутри страны (возможно, такая косность даже выгодна). С точки зрения клиентов, пока ещё актуально иметь трейдерский бизнес (диле-ры и дистрибьюторы готовых композитных зарубежных изделий), удобно брать как кальку иностранные технологии и немножко адаптировать под себя. Нехватка молодых специалистов-химиков тоже вносит свой негативный тормозящий вклад. Я считаю, что пройдёт ещё лет 5–7 как минимум, чтобы что-то инициативно за-двигалось и стало приносить прикладные результаты. А вынужденная политика импортозамещения, я думаю, заставит уделять внимание композитному направ-лению на государственном уровне.

ТОЧКА ЗРЕНИЯ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ

Page 87: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

ПРОДОЛЖАЕМ ДИСКУССИЮ:

Какая помощь, на ваш взгляд, со стороны государства нужна российской композитной отрасли?

Чем могут помочь отрасли (и могут ли) различные объединения, региональные кластеры и инновационные комитеты?

Покупка западного оборудования и технологий для производства изделий в России и для российского рынка вписывается модный политический тренд под названием «импортозамещение»? Или мы должны развивать и внедрять собственные технологии и оборудование?

Сотрудничает ли ваша организация с ВУЗами по программам целевой подготовки специалистов?

МЫ БУДЕМ ПРИЗНАТЕЛЬНЫ ВАМ ЗА ОТВЕТЫ!

Ответы можно присылать на адрес электронной почты: [email protected]

Page 88: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015
Page 89: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

УВАЖАЕМЫЕ КОЛЛЕГИ!С 4 по 9 октября 2015 года в Московской области

(в пансионате «ГЕЛИОПАРК») пройдет V ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

С МЕЖДУНАРОДНЫМ УЧАСТИЕМ ДЛЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ «МАКРОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ НАНООБЪЕКТЫ

И ПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ».

На конференции будут представлены последние достижения в области синтеза и модификации наночастиц, способов получения полимерных нанокомпозитов, ис-следования их структуры и свойств. Программой конференции предусмотрены пле-нарные доклады ведущих ученых, активно работающих в области полимерного ма-териаловедения и наноматериалов, устные сообщения специалистов и аспирантов, проведение стендовых сессий. Запланировано проведение тематических круглых столов по наиболее острым проблемам создания полимерных наночастиц и нано-материалов с заданными параметрами и свойствами, а также актуальных вопросов повышение уровня подготовки молодых специалистов.

Традиционно на конференции помимо фундаментальных проблем будут обсуждать-ся вопросы по организации сотрудничества в области наноматериалов и нанотех-нологий между учеными ряда смежных отраслей знаний, научными организациями и бизнес-структурами.

Получить дополнительную информацию и задать свои вопросы Вы сможете на сайте конференции: www.ineos.ac.ru/conferences/nano2015e-mail: [email protected]

БУДЕМ РАДЫ ВИДЕТЬ ВАС СРЕДИ ГОСТЕЙ И УЧАСТНИКОВ КОНФЕРЕНЦИИ!

Организаторы:ИНЭОС РАН, ИСПМ РАН, ОТДЕЛЕНИЕ ХИМИИ И НАУК О МАТЕРИАЛАХ РАН,

НАУЧНЫЙ СОВЕТ РАН ПО ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫМ СОЕДИНЕНИЯМ

Информационная поддержка

Page 90: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

РЕКЛАМА В НОМЕРЕ

Название Род деятельности Сайт Стр.

Airtech Advanced Materials Group

Производитель вспомогательных мате-риалов

www.airtechonline.com 82

Ashland Производитель смолwww.derakane.com www.ashland.com

92

Bang&Bonsomer Поставщик сырья и оборудования www.bangbonsomer.com 2, 81, 90

Carbo Carbo Поставщик сырья www.carbocarbo.ru 25, 69

Korsil Поставщик сырья www.korsil.ru 55

Mikrosam Производитель оборудования www.mikrosam.com 83

MVP Производитель оборудования www.mvpind.com 87

SKM Polymer Производитель оснастки www.skm-polymer.ru 48

STEVIK Поставщик сырья и оборудования www.stevik.fr 60

Аттика Поставщик сырья www.attikarus.ru 30

ГК Композит Поставщик сырья и оборудования www.composite.ru 16

ГК Композитные решения Поставщик сырья, оборудования www.carbonstudio.ru 41

Дугалак Производитель сырья www.dugalak.ru 23

ИНТРЕЙ Полимерные Си-стемы

Поставщик сырья, оборудования www.intrey.ru 4-5, 31

Маштест Производитель изделий www.mashtest.ru 85

Полимерпром Поставщик сырья, оборудования www.polymerprom-nn.ru 6

Радуга синтез Производитель сырья www.raduga-sintez.ru 91

Сампол Поставщик сырья, оборудования www.sampol.ru 7

Page 91: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

Группа компаний«Радуга Синтез» — «CoRes System»

совместное Российско-Сербское производственное объединение

Офис:г.Москва, Рязанский пр-т, д. 32 корпус 3, офис 210Тел./факс: +7 (495) 967-65-21

Производство: Московская обл., г. Электроугли, ул. Центральная, д. 110Тел.: +7 (49651) 3-30-02www.raduga-sintez.ruwww.coressystem.ru

RADOPOL• Ненасыщенные полиэфирные смолы• Гелькоуты• Колеровочные пасты• Ускорители и катализаторы• Наполнители

Page 92: журнал "Композитный Мир" №4 (61) 2015

With good chemistry great things happen.™

Компания предлагает целый ряд продуктов, предназначенных для использования при производстве изделий по технологии пултрузии, включая смолы Derakane™, Hetron™, Modar™ и Aropol™.

Данные смолы:• устойчивы к атмосферным воздействиям, УФ-излучению и

коррозии

• подходят для формования изделий различных конструкций, форм и геометрических размеров

• соответствуют требованиям по пожарной безопасности и огнестойкости

Благодаря использованию продукции компании Ashland производители путрузионных изделий получают возможность изготовления с максимальной линейной скоростью и производительностью сложных профилей с высоким качеством поверхности. Линейка смол для пултрузии также включает новые смолы семейства Envirez, содержащие в своем составе биоразлагаемые компоненты, и позволяющие без ухудшения качества смолы повысить экологичность производства.

Дополнительную информацию о продукции компании можно получить на сайтеashland.com и в Представительстве Ashland в России по телефонам: +7-916-577-78-51, +7-495-960-31-50 или email: [email protected].

® Registered trademark, Ashland or its subsidiaries, registered in various countries™ Trademark, Ashland or its subsidiaries, registered in various countries* Trademark owned by a third party© 2012, AshlandAD-11637

Ashland - ваш надежный партнер в производстве изделий методом пултрузии!