Вакуумная инфузия против ручной выкладки: масса и доля волокна

Разница сводится к доле волокна

Прочность и жёсткость ламината несёт волокно; смола только передаёт нагрузку между волокнами и всё остальное время работает балластом. Поэтому ключевая цифра технологии — объёмное содержание волокна.

Ручная выкладка с прикаткой даёт 30–40 %. Выкладка с вакуумным мешком поверх — 50–55 %. Инфузия — 55–60 %, автоклавный препрег — 60–65 %.

В массе это видно сразу: панель из одной и той же углеткани 200 г/м² в шесть слоёв весит около 2,4 кг/м² при ручной выкладке с долей волокна 40 % и около 1,85 кг/м² при инфузии с 55 %. Четверть массы ламината — на планере это уже минуты полётного времени.

Чем платят за инфузию

Смолой другого класса. Нужна вязкость 200–400 мПа·с и жизнеспособность, заведомо большая времени пропитки: смола, вставшая на середине детали, означает потерю и детали, и разводки.

Герметичностью. Любая протечка в мешке останавливает процесс, а найти её на большой детали за оставшиеся минуты жизнеспособности почти нереально. Оснастку приходится делать герметичной и проверять вакуум на утечку до замеса.

Расходниками. Проводящая сетка, спиральный шланг, жертвенная ткань, разделительная плёнка, герметизирующий жгут — всё это одноразовое и по стоимости на маленькой детали сопоставимо со смолой.

В каталоге полный набор расходников для инфузии есть у JLON и UTEK. Отдельно стоит мембрана VAP у JLON: она пропускает воздух, но не смолу, и откачивает воздух со всей площади детали, а не только с края, — на крупных деталях это заметно снижает пористость.

Где проходит граница

Единичные и мелкие детали, ремонт, сложные локальные накладки — ручная выкладка. На детали площадью меньше примерно 0,3 м² расходники и подготовка съедают весь выигрыш.

Панели, обшивки, крупные корпуса, серия от нескольких штук — инфузия. Там повторяемость и масса окупаются, а разводка проектируется один раз на всю серию.

Промежуточный вариант, который недооценивают: обычная ручная выкладка, накрытая вакуумным мешком на время отверждения. Даёт большую часть выигрыша по массе и пористости почти без нового оборудования — нужен только насос и мешок.

Что проверить до первой инфузии

Смачивание ткани выбранной смолой на образце 20×20 см под тем же вакуумом. Аппрет ткани и вязкость смолы решают скорость фронта сильнее, чем схема разводки.

Время открытой выдержки. Ткань, пролежавшая ночь в открытой форме или в негерметичном мешке, набирает влагу из воздуха; влага в инфузии даёт пузыри по всей площади, а не локально.

Глубину вакуума. Полный вакуум не всегда лучший: при остаточном давлении ниже примерно 30 мбар часть систем начинает кипеть растворёнными летучими, и в детали появляется пористость. Многие технологи ведут пропитку на частичном вакууме и добирают его только после.