Procedee de elaborare a pieselor pentru automobile din materiale compozite stratificate

Introducere

Aparitia pe piata de materiale a unui mare numar de mase plastice a condus la o larga dezvoltare a acestora in industria automobilelor, in special prin armarea cu fibra de sticla sau carbon. Materiale compozite polimerice au gasit aplicabilitate in constructia urmatoarelor subansamble: sasiu si suspensie 1,7%; transmisie si motor 2%, elemente de electricitate 2%; elemente interioare 16,3%; elemente sub capota 20,7%; elemente de caroserie 56%. Procesul de obtinere a materialelor compozite stratificate consta in unirea pe cale chimica si mecanica a straturilor de material de armare din fibre de sticla prin impregnare cu rasina. Punerea in forma a pieselor stratificate, prezinta particularitati care au determinat procedee specifice. Metodele si procedeele de formare a pieselor compozite se aleg in functie de natura materialului matricei si a armaturii, de proprietatile acestora, de geometria armaturii si de exigentele cerute produsului de executat.

1. Procedeul de formare prin contact

Aceasta este cea mai veche metoda de punere in forma a compozitelor. Permite

prelucrarea in general a compusilor epoxidici si poliesterici, folosind ca materiale de armare maturile si tesaturile de fibre de sticla. Procedeul de formare (figura 1) consta in aplicarea pe o forma (matrita) concava sau convexa a unui material de armare decupat la dimensiunile necesare, apoi impregnarea manuala cu rasina lichida aditionata in prealabil cu catalizator si accelerator de intarire.

Aerul inclus in material este indepartat prin trecerea unei role canelate care in plus face ca rasina sa patrunda printre ochirile materialului de armare si sa asigure o buna omogenitate a compozitului. Ca avantaje ale acestui procedeu pot fi amintite urmatoarele: simplitatea operatiilor pretinde mana de lucru mai putin calificata si un minim de scule; dispozitivele utilizate sunt din materiale ieftine; se pot realiza piese de mari dimensiuni. Prezinta insa si dezavantaje: manopera relativ mare ca volum si viteza de lucru mica; calitatea produsului depinde aproape integral de pregatirea si constiinciozitatea lucratorului; produsele obtinute comporta o singura suprafata neteda, aceea aflata in contact cu matrita, apar variatii nedorite ale grosimii si proprietatilor produselor, aparitia unor defecte ascunse (incluziuni de aer) imprevizibile si imposibil de controlat. Procedeul formarii manuale este lent si se preteaza in cea mai mare masura la obtinerea pieselor de dimensiuni mari, in serii mici sau prototipuri, pentru executarea matritelor, si in general cand investitiile mari nu sunt justificate.

Se realizeaza in mod curent, in serii restranse, caroseriile automobilelor de competitie, ale caravanelor, autobuzelor, camioanelor, rezervoare si carcase de masini.

2. Procedeul de formare prin proiectie simultana

Acest procedeu este unul derivat din formarea prin contact. Depunerea pe forma a matricei si armaturii se realizeaza practic prin proiectia cu ajutorul unui pistol a rasinii aditivate si a fibrei de sticla taiate la o lungime determinata ( figura 2). Ca si la formarea prin contact, trecerea unei role canelate permite evacuarea aerului inclus. Se poate deasemenea folosii gelcoat pentru finisarea suprafetei. Este posibil ca intre doua operatii de proiectie sa se incorporeze o alta tesatura obtinandu-se o imbunatatire a proprietatilor mecanice.

Avantajele acestui procedeu sunt: cresterea cadentei de lucru fata de formarea prin contact, chiar daca timpii de intarire la rece sunt identici; raportul sticla/rasina este constant; se pot realiza piese complexe, cu variatii importante ale grosimii; matritele utilizate sunt de acelasi tip, foarte putin costisitoare. Inconvenientele acestui procedeu sunt: grosimea obtinuta este neuniforma, daca muncitorul ne este abil; viteza de proiectie implica, pentru un consum rezonabil de material muncitori experimentati; caracteristicile mecanice ale materialelor sunt mai slabe ca la formarea prin contact, deoarece lungimea fibrelor de armare este mica. Formarea prin proiectie simultana are aceleasi aplicatii ca formarea prin contact cu posibilitatea realizarii de piese si mai mari.

3. Procedeul de formare prin injectia rasinii

Procedeul ofera posibilitatea realizarii, in conditiile economice ale unor serii mari, de piese care sa raspunda exigentelor privind complexitatea, precizia dimensionala si calitatea suprafetelor. Materialul utilizat pentru armare este mat-ul sau tesatura din fibre de sticla perfect uscate. intarirea pieselor