При формовании с эластичной диафрагмой (мембраной) получают композиционные материалы и клееные композиции, которые представляют собой армированную волокном органическую матрицу. Диапазон применения композиционных материалов очень широк: от украшений и декоративных архитектурных панелей до высококачественных несущих конструкций сложной формы. Усовершенствование технологии и определение оптимальной конструкции изделия очень часто позволяет получать методом формования с эластичной диафрагмой такие композиты, которые по эксплуатационным характеристикам оказываются конкурентоспособными по сравнению с другими типами конструкционных материалов.
Конструкция композитов и возможность использования метода формования с эластичной диафрагмой (мембраной) взаимосвязаны и определяются как производственными задачами и необходимостью минимизировать заводскую себестоимость, так и требованиями к изделию в процессе эксплуатации.
Существует несколько методов формования с эластичной диафрагмой:
Рисунок 1 - Формование с эластичной диафрагмой под давлением:
1 - эластичная диафрагма; 2 - крышка формы; 3 - канал для подачи сжатого газа; 4 - боковое выпускное отверстие; 5 - канал для соединения с атмосферой или вакуумом; 6 - композиционный материал; 7 - вертикальное выпускное отверстие.
Диафрагмы, т. е. тонкие эластичные мембраны или формы из силоксанового каучука, отделяют стеклопластик от находящихся под давлением газов в процессе отверждения материала. Из герметичной полости, образующейся между стеклопластиком и диафрагмой, откачивают воздух, чтобы давление там было ниже, чем приложенное к диафрагме. Благодаря образующемуся перепаду давлений с разных сторон диафрагмы происходят придание изделию необходимой формы и уплотнение материала. Затвердевание наблюдается при соединении вместе отдельных слоев препрегов и подложек (если они имеются) стеклопластика. Уплотнение композиции происходит в результате устранения пустот и удаления избытка смолы. При отверждении изделий, получаемых формованием с эластичной диафрагмой, необходимо избегать образования пузырей в композите, а также тщательно контролировать давление, температуру и массовое соотношение между волокном и смолой.
Уплотнение материала при вакуумном формовании с эластичной диафрагмой может быть достигнуто с использованием атмосферного давления путем вакуумирования слоев стеклопластика в процессе его отверждения. При формовании под давлением и автоклавном формовании сжатие композитов во время отверждения производится горячими газами. Вентиляционные отверстия, связанные с атмосферой или вакуумом, предназначены для вывода летучих побочных продуктов реакции и захваченного воздуха из отверждающегося стеклопластика. Из трех перечисленных выше методов формования с эластичной диафрагмой вакуумный способ менее других лимитируется размерами получаемого изделия. В некоторых случаях отверждение композитов при вакуумном формовании с эластичной диафрагмой происходит при комнатной температуре. Однако для улучшения свойств изделия отверждение, как правило, проводится при нагревании. При этом лучше всего использовать воздушные сушилки, но применяются также сушильные установки с инфракрасными нагревателями, а также конвекционные сушилки пассивного типа.
