В период с 27 по 29 марта 2012 г. делегация ФГУП «ВИАМ», в составе канд. техн. наук Д.И. Когана и инженера П.Н. Тимошкова посетили выставку JEC Europe 2012, проходившую в Париже, Франция
Выставка по композиционным материалам JEC Europe 2012, являющаяся самой крупной в мире выставкой в области композитов. JEC Europe объединяет более 250 000 профессионалов из 96 стран мира. В выставке приняли участие более 1 000 участников и около 30 000 посетителей.
В настоящее время мировой рынок композиционных материалов составляет более 60 млрд. евро и активно развивается. Многие компании в Европе и США уже сегодня вышли на докризисный уровень. В ближайшие годы прогнозируется рост рынка композитов на уровне 5-20% в год. При этом, помимо традиционных отраслей применения композиционных материалов, таких как авиакосмическая отрасль, кораблестроение, строительство, спорт, активно развивается автомобильная промышленность. Композиционные материалы всё больше применяются в так называемом массовом сегменте автопрома. По оценкам экспертов именно развитие автопрома приведёт к активному развитию технологий и снижению себестоимости изделий из композитов.
В ходе посещения были отмечены следующие новинки в области полимерных композиционных материалов.
Рынок полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе волокон растительного происхождения развивается очень динамично. Основным исходным сырьём для таких материалов являются лён, конопля, бамбук и др. Более 20 компаний, таких как Composites Evolution Ltd. (Великобритания), Libeco (Бельгия) и др., предлагают жгуты и ткани на основе волокон льна и конопли различной поверхностной плотности всех типов плетения (полотно, сатин, саржа и др.). Достоинствами таких волокон являются низкая стоимость, возможность рециклинга, высокие удельные упруго-прочностные характеристики.
Большой интерес проявляется к так называемым биополимерам - полимерам на основе натурального сырья, а также синтетическим полимерам с добавками, способствующими быстрому его разложению в естественной среде. Компании DSFibers (Бельгия), Entropy Resins (Испания), DESaedeleir (Бульгия) предлагают связующие на основе полимолочной кислоты (PLA), полипропилена (PP), полиэтилентерефталата вторичной переработки, полученного из пластиковых бутылок (RPET), а также эпоксидные и полиэфирные связующие с добавлением (до 50%) биокомпонентов. Биокомпозиты перерабатываются как по препреговой технологии, так и с использованием технологии RTM, инфузии и пултрузии.
Технология объёмного плетения заготовок ПКМ - одна из наиболее интенсивно развивающихся технологий изготовления деталей из ПКМ. Главное преимущество данной технологии - возможность получения заготовок из любого типа волокон практически неограниченной формы и размеров. В настоящее время на рынке заготовок, получаемых способом плетения представлены крупные компании (SGL Group (Германия)) и специализированные небольшие фирмы (Eurocarbon (Нидерланды), SILTEX Flecht und Isolier technologie Holzmüller GmbH & Co.KG (Германия), Teufelberger GmbH (Австрия), A&P Technology (США) и др.). С использованием технологии объёмного плетения выпускаются ленты, рукава, жгуты, заготовки деталей типа балка, тавр, труба и т.д. Благодаря возможности оплетания сложнопрофильных заготовок данная технология применяется для изготовления лопастей, патрубков систем вентиляции, элементов автомобильных двигателей и т.д.
Интенсивно развивается также и технология пултрузии. Мировой рынок пултрузии составляет около 2 млрд. долларов в год и постоянно растёт, осваивая новые области применения. Для изготовления деталей по технологии пултрузии применяются эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные связующие. По данной технологии изготавливаются балки различного сечения (тавр, двутавр, швеллер и т.д.), профили, стержни (в том числе строительная арматура), панели. Основными рынками данной продукции является железнодорожный транспорт (ограждения, защитные кожухи и т.д.), строительство (арматура, конструкции опалубки, несущие балки, профнастил, элементы лестниц, строительные леса, ограждения).
Значительный интерес у посетителей и участников выставки вызвали технологии производства ПКМ и представленные образцы производственного технологического оборудования.
Компания Quickstep является производителем оборудования для безавтоклавного формования ПКМ. На стенде была представлена лабораторная установка, которая позволяет формовать образцы ПКМ размером до 400х400 мм из препрегов, предназначенных для автоклавного формования, без применения собственно автоклава. Это становится возможным благодаря специальным мембранам, которые обеспечивают передачу избыточного давления до 85 КПа, создаваемого жидким теплоносителем, на формуемый образец, находящийся под вакуумом. Система термостатирования обеспечивает очень высокие скорости нагрева и охлаждения (до 10оС/мин), при этом поддерживая равномерность температурного поля. Всё это позволяет достичь низкой пористости и высоких показателей физико-механических свойств отформованного ПКМ, что соответствует результатам, полученным при помощи автоклава.
На стенде компании SAT были представлены образцы промышленных печей различного назначения: печи для формования ПКМ, промышленные печи для прокаливания и отжига, печи для разогрева продуктов в емкостях, промышленные туннели непрерывной обработки и др. Компания предлагает печи для формования ПКМ объемом от 1 до 12 м3 с рабочим интервалом температур от 20 до 650оС, при этом однородность температурного поля поддерживается на уровне ±2оС, печи обладают полной теплоизоляцией и имеют контроль вакуума и давления.
Довольно широко на выставке были представлены компании-производители оборудования и инструмента для механической обработки ПКМ. В их числе были такие компании, как Sandvik Coromant, SGS Solidcarbidtools, MAKA, MAPAL и др. Среди их продукции были представлены твердосплавные фрезы и сверла очень высокой износостойкости с покрытием из поликристаллического алмаза (PCD) для ручной и автоматической сверловки и фрезеровки углепластиков, пакетов «углепластик/металл». Также довольно широко представлены высокоточные автоматические 5-осевые станки для механической обработки ПКМ различных размеров и функционала.
Помимо традиционного оборудования для механической обработки ПКМ были представлены установки гидроабразивной резки. Компания Flow вживую продемонстрировала на своем стенде работу одной из таких машин. Резка ПКМ в таких устройствах ведется посредством тонкой водно-дисперсионной струи под огромным давлением (4000-6000 бар). Преимуществами такого метода обработки являются: высокая точность обработки, нет нагрева обрабатываемой поверхности, не происходит расслаивание обрабатываемого ПКМ, отсутствие механической пыли в воздухе, длительный срок службы инструмента с сохранением точности обработки, полное отсутствие вибрации.
Большим интересом пользовались стенды компаний-производителей материалов для формования ПКМ. Среди них стоит отметить стенды компаний Airtech, Diatex, UMECO и др. Основу ассортимента продукции этих фирм составляют различные пленки для вакуумного мешка, разделительные пленки и ткани, жертвенные ткани, герметизирующие жгуты, дренажная ткань, штуцеры, переходники, вакуумные насосы и проч.
Также на выставке проходило награждение лауреатов ежегодной премии Jec Innovation Awards 2012 за достижения в области композиционных материалов. Среди победителей стоит выделить работы компаний Accionia Infraestructuras работой, посвященной созданию длиннейшего в мире секционного моста, где в качестве основного нагруженного элемента служат предварительно натянутые кабели из углепластика, и компания Axon с разработкой каркаса из угленаполненного ПКМ, весящего 50 кг, для перспективного городского автомобиля, обладающего высокой прочностью и невысокой стоимостью.