1

От идеи до серийного производства изделий

2

Проектирование, производство прототипов

2 - копировать

Особо ответственные, нагруженные детали

2 - копировать - копировать

Высокопроизводительные технологии

2 - копировать - копировать - копировать

Любая степень сложности и габариты

previous arrow
next arrow

Крупногабаритные мастер-модели и оснастка (матрицы)

Неотъемлемой частью производственного процесса изготовления деталей из композитных материалов является технологическая оснастка, в том числе формообразующая оснастка (матрицы) и мастер-модели. Одной из наших основных специализаций является проектирование и производство крупногабаритных мастер-моделей и оснастки (матриц) из МДФ, стеклопластика, углепластика, модельных плит и других материалов. Если деталь из стеклопластика, или углепластика имеет большие размеры, то при проектировании и изготовлении оснастки для производства таких композитных изделий необходимо учитывать множество особенностей, например:

  • крупногабаритные мастер-модели / оснастка, а также заготовки для мастер-моделей имеют большую массу. В их конструкции необходимо предусматривать узлы для подъема и кантования, при проектировании необходимо также учесть возможные деформации под собственной массой в процессе эксплуатации, транспортировки, и кроме того в процессе производства (например, при механической обработке – фрезеровке на станках с ЧПУ). Одним из вариантов уменьшения таких деформаций (увеличения жесткости) является интегрирование в заготовку для мастер-модели, в саму мастер-модель или оснастку силовых структур, например в виде металлических рам, либо композитного каркаса или введение ребер жесткости (рис. 1). Если предполагается, что оснастка или мастер-модель в процессе производства деталей из стеклопластика (или углепластика) подвергается нагреванию, то необходимо принять во внимание температурное расширение вводимых в конструкцию усиливающих элементов.

Рис. 1. Примеры усиливающих элементов в виде металлической рамы на мастер-модели и заготовке, ребер жесткости из углепластика на углепластиковой матрице.

Рис.2 Пример конструкции рамы для крупногабаритной матрицы из стеклопластика.

  • для достижения высокой точности изготовления оснастки для композитов необходимо учитывать возможные температурные деформации оснастки, это особенно важно в случае производства крупногабаритной оснастки и мастер-моделей. Для этого учитываются коэффициенты термического расширения материалов мастер-моделей, матриц, производимых на них изделий из композитов, и температурных режимов их формования. Наша компания производит матрицы и мастер-модели с учетом указанных особенностей из таких материалов как эпоксидные и полиуретановые модельные плиты, МДФ, ППС, стеклопластик и углепластик, алюминий, а также из специальных карбонизированных плит с низкими значениями КЛТР (для авиационных применений) (Рис.3).

Рис.3. Примеры крупногабаритной оснастки из модельной плиты, МДФ, стеклопластика.

  • В цикле изготовления крупногабаритной оснастки для композитов важным фактором определяющим качество и точность являются размеры области обработки станка с ЧПУ (помимо его точности). В нашем производстве мы используем фрезерный станок с областью обработки более 6,5х2.5х1.3м3. Это позволяет нам изготавливать мастер-модели очень больших размеров зацело (то есть за одну установку заготовки на станок без разбиений на части) либо с минимальным количеством разбиений на составляющие части. Это влияет на точность изделий, качество поверхности матриц (минимальное количество швов) и предоставляет нам возможность давать низкие цены на данную продукцию. Точность изготовления производимых нами крупногабаритных матриц мы подтверждаем методами лазерного и оптического сканирования (рис.4).

 

Рис.4. Мастер-модель из МДФ кабины катера из составных частей (слева) и единой деталью (справа). Примерные габариты кабины около 3х4.5х1.3м.

Фотографии матрицы из углепластика, процесса сканирования и результатов контроля точности полученной матрицы (диапазон цветовой шкалы +0,4…-0,4мм). Примерные габариты матрицы 4х4х1.5м.

Фотографии матрицы из углепластика, процесса сканирования и результатов контроля точности полученной матрицы (диапазон цветовой шкалы +0,4…-0,4мм). Примерные габариты матрицы 4х4х1.5м.

  • Зачастую технологией производства стеклопластиковых и углепластиковых деталей предусмотрен нагрев оснастки (матрицы). Однако большие габариты оснастки затрудняют использование печей полимеризации. Для этих случаев нашей компанией разработан ряд подходов, позволяющих изготавливать матрицы со встроенной системой обогрева (рис.5). Нагрев производится в этом случае от внешнего источника тока за счет встроенных в структуру матрицы тканевых, пленочных либо сетчатых нагревателей.

Рис.5. Пример обогреваемой матрицы для производства опор освещения из стеклопластика: 1 – Мастер-модель опоры освещения. 2 – установка нагревателей. 3 – готовая обогреваемая матрица, длина 9м.