Композитный колесный диск, не победить складки ⁂

[мымыкл]

⁂ КАТАЛОГИЗИРОВАНО ⓂⒶⓈⓉⒺⓇⒸⓄⓂⓅⓄⓈⒾⓉ ⁂

Доброго времени суток.
Пытаюсь сделать сборный колесный диск из углеткани и стекла. Метод вакуумная инфузия. Материалы для первого эксперимента: 2 слоя угля твил 200гр, 14 слоев стекла 400 гр. смола эпоксидная Resoltech.
Матрица обратная, отсюда как я понимаю все проблемы, но лицевая сторона диска именно внутренняя.
При вакуумировании пакета уголь и стекло съёживает и появляются складки,








на второй половинке использовал два слоя угля 200 и 7 слоев стекла 600 и если в первом варианте складки были видны только с внутренней стороны то с толстым стеклом они вылезли наружу через уголь! ck











Буду рад критике, советам, как избежать образования складок? и сильно эти складки повлияют на конечную прочность диска?

[Палыч]

Крутая затея! У вас перед пленкой есть какие то еще слои, жертвенный, впитывающий, проводящая сетка? Мне кажется что пленка сильно цепляется за верхний слой угля и утягивает его за собой
Куда такие диски если не секрет?

[Тигирь]

Опишите подробно процесс укладки.
И надеюсь, Вы понимаете, что композитный диск при превышении допустимых нагрузок (скажем при наезде на кирпич низкопрофильной шиной) моментально аннигилирует и превратится в мочалку. Не страшно? Для таких вещей есть хорошая кованина и аквапечать.
Здесь давал ссылку на настоящие композитные диски мастерфорум.композиты.рф/viewtopic.php?f=7&t=353&p=4872&hilit=%D0%B4%D0%B8%D1%81%D0%BA%D0%B8#p4872
Обратите внимание на прочностные испытания

[m-plastic]

посмотрите внимательно видео https://www.youtube.com/watch?v=PGGiuaQwcd8, обратите внимание на внутреннюю сторону диска .
складки образуются из за излишка ткани этот излишек возникает при обжиме ткани когда сжимаются слои ткани и волокна.
как мне кажется, необходимо спрогнозировать их появление спровоцировав появление сориентировать в нужном направлении и кол-ве.
заинфузить лицевую сторону, отвердить, затем перед укладкой ткани установить утолщения которые организуют складки и будут компенсировать излишек ткани натягивая ткань между утолщениями

[мымыкл]

Опишите подробно процесс укладки.
И надеюсь, Вы понимаете, что композитный диск при превышении допустимых нагрузок (скажем при наезде на кирпич низкопрофильной шиной) моментально аннигилирует и превратится в мочалку. Не страшно?

Нет не понимаю. Самое главное я не понимаю, что есть допустимая нагрузка. Наезд на кирпич я думаю не почувствую совсем. А резина не совсем низкопрофильная. Не страшно, СБХ не предполагает движение со скоростями более 50 км*час. Есть мысли перейти на арамидную ткань, она дешевле и вроде бы лучше сопротивляется ударам. Уже прикупил на пробу 10 метров. Вообще было бы Здорово услышать квалифицированной мнение о наилучшем сочетании арматуры для моей затеи! сколько слоев чего и в какой последовательности уложить? На мой взгляд в настоящее время, видится так: 2 слоя угля по 200, 3 слоя арамида по 200, 3-4 слоя стела по 600 и 3 слоя арамида по 200.

Для таких вещей есть хорошая кованина и аквапечать.

Хорошей (как в прочем и плохой) кованины посадочным диаметром 25 дюймов и шириной 21 дюйм, я найти в природе не смог. Главная идея диска не внешний вид, а масса. У меня выходит около 15 кг. Стальной аналог 38 кг.

Опишите подробно процесс укладки.

полированная матрица, на ней остались риски, 8-11 слоев воска neywax.



шаблон-выкройки



раскрой ткани, вот тут как мне кажется первая проблема, дело в том что, при таком раскрое ткани, плетение при укладки на матрицу меняется от 90 до 45 гр, относительно ориентации плетения ткани. т.е. часть выкройки имеет подвижность в 45 гр плоскости , а часть там где плетение под 90 гр к направлению укладки нет.





Ткань в пакет собираю на специальный аэрозольный клей. Каждый последующий слой сдвигаю на 360/кол-во слоев = градусов.

разделяющая пленка



проводящая сетка



вакуумный мешок

[мымыкл]

Куда такие диски если не секрет?

не секрет. Снегоболотоход.

[мымыкл]

посмотрите внимательно видео https://www.youtube.com/watch?v=PGGiuaQwcd8, обратите внимание на внутреннюю сторону диска .

Спасибо! Перед тем как начать я смотрел этот видик раз 10! Там препрег и автоклав. Мне оно к сожалению не доступно. Только Вакуумная инфузия и камера постотвеждения.

[мымыкл]

как мне кажется, необходимо спрогнозировать их появление спровоцировав появление сориентировать в нужном направлении и кол-ве.
заинфузить лицевую сторону, отвердить, затем перед укладкой ткани установить утолщения которые организуют складки и будут компенсировать излишек ткани натягивая ткань между утолщениями

Супер! я то же думал в эту сторону, тоже хотел заинфузить в два этапа, но вот идея с прогнозируемым складкообразованием отличная! спасибо! Как думаете кевларовый трос 6-8 мм удовлетворит требованиям?

[Тигирь]

Ясно. Если для Трэкола, то одобряю. Меня смутили размеры и хромированные центра под спортивную гайку.
А вот что не одобряю, так это бездумные шараханья с выпученными глазами. Вдохните носом, считайте до 10 и думайте. Если у Вас морщит даже гладко уложенный на клей конструктив, то какие в пень складкообразователи? На них будет ткань виснуть, как семейные трусы тракториста Степана. Складки-то там обязательно образуются, вот только и в других местах их появление не исключено. Почему? Да всё просто - причину их возникновения Вы так и не поняли, а значит и не устранили. Даю вопрос-подсказку. Подача смолы у Вас от обода к фланцам?

И выкройку я бы поменял на узкие сектора, градусов по 55-70. Лишние 10 градусов, это по 5 на нахлёст. И слои с разбежкой. Во-первых, это даст правильную ориентацию армирования, во-вторых, сильно оптимизирует расход ткани при раскрое. И если уж хотите непременно использовать уголь, то лучше использовать ткани не из Е-стекла, а из S. Т.к. прочностные характеристики у него ближе к углю. Или конструкционный базальт. Он тоже хорош, при этом дешевле S-стекла и более доступен.
Насчёт арамида не уверен. Возможно, имеет смысл дать немного в районе соединительных фланцев, но ... Арамид, штука хитрая. Может усилить, а может и ослабить. В любом случае, по всей плоскости его фигачить не имеет смысла.

А допустимая нагрузка, это нагрузка, при превышении которой начинаются необратимые изменения конструкции. Для металла это превышение предела текучести, когда начинаются пластические деформации, а для композита - разрушение. Начинается с расслоения, а дальше по-разному

[m-plastic]

Даю вопрос-подсказку. Подача смолы у Вас от обода к фланцам?

по личным наблюдениям...
как мне кажется , образование складок не зависит от расположения магистралей , а зависит в данном случае от геометрии изделия на которую укладывается сухая ткань.
при укладке ткани на тело циллиндрической формы складка всегда образуется вдоль оси вращения именно при опрессовке и до начала процесса ввода смолы .
делали матрицу инфузией, кол-во слоев ткани около 25, складки появились при опрессовке, магистрали расположены вдоль продольной оси детали и находятся именно на окружности
т.е складки вдоль линии фронта смолы у топикстартера складки поперек фронта




при изготовлении сухая ткань укладывалась на отвержденный гелькоут и несколько отвержденных слоев ткани таким образом удалось минимизировать влияние складок на лицевую рабочую сторону матрицы

[мымыкл]

. Почему? Да всё просто - причину их возникновения Вы так и не поняли, а значит и не устранили. Даю вопрос-подсказку. Подача смолы у Вас от обода к фланцам?

Да, к сожаления до конца так и не понял, только догадки. Как написал выше M-Plastik складки образуются сразу после опрессовки до подачи смолы, и под вакуумом через пакет на сухую их не разгладить а вот когда пропитано смолой их удается уменьшить раскатывая резиновым валиком. но не до конца. Касаемо подачи смолы, на первом образце смола шла от фланца к ободу, т.е. сверху вниз, на втором от обода к фланцу т.е. снизу вверх. Результат одинаково плохой. Еще я думаю что несет свой вклад форма матрицы в виде усеченного конуса, и пакет арматуры немного подтягивает снизу вверх отсюда лишняя ткань, хотя на фланце я в диаметральной плоскости лишней ткани и складок именно в диаметральной плоскости не наблюдаю.

[мымыкл]

И выкройку я бы поменял на узкие сектора, градусов по 55-70. Лишние 10 градусов, это по 5 на нахлёст. И слои с разбежкой. Во-первых, это даст правильную ориентацию армирования, во-вторых, сильно оптимизирует расход ткани при раскрое. И если уж хотите непременно использовать уголь, то лучше использовать ткани не из Е-стекла, а из S. Т.к. прочностные характеристики у него ближе к углю. Или конструкционный базальт. Он тоже хорош, при этом дешевле S-стекла и более доступен.
Насчёт арамида не уверен. Возможно, имеет смысл дать немного в районе соединительных фланцев, но ... Арамид, штука хитрая. Может усилить, а может и ослабить. В любом случае, по всей плоскости его фигачить не имеет смысла.

Не думаю что переход на узкие сектора изменит ситуацию. Хотя попробую. Касаемо правильной ориентации, по моему мнению, ориентация и является правильной, т.к. часть нитей работает на сжатие и растяжение в поперечной плоскости, а те что расположены под 45 гр. перераспределяют напряжение в диске по нормали. Раскрой ткани меня не сильно беспокоит. Изделие штучное, на серию не претендующее. Хобби в общем.
Уголь у меня это просто для красоты и хотел попробовать, что это за материал.
Где прочитать про Е и S стекло не встречал такого деления?

[мымыкл]

А допустимая нагрузка, это нагрузка, при превышении которой начинаются необратимые изменения конструкции. Для металла это превышение предела текучести, когда начинаются пластические деформации, а для композита - разрушение. Начинается с расслоения, а дальше по-разному

Это вроде бы понятно. Не понятно другое, я спрашивал уже на нескольких форумах но ответа так и не получил. Понятно с пределом текучести металлов, понятно что если стальной диск толщиной 2 мм будет работать долго и надежно, то с большой доле вероятности 3-4 мм алюминиевый (АМГ-5 допустим) диск то же удовлетворит требованиям прочности, но вот как это перенести на композиты? Сколько нужно толщины при угле? а при стекле? при арамиде? понимаю что вопрос не совсем корректен, но вот такого внутреннего чувства материала касаемо композитов у меня нет.
Можно кинуть в меня ссылкой, или рассказать мне тут, что не так просто с арамидом? и какую шутку он может сыграть?

[мымыкл]

т.е складки вдоль линии фронта смолы у топикстартера складки поперек фронта

Все правильно, у меня то же складки именно вдоль линии фронта смолы.

[m-plastic]

]
Все правильно, у меня то же складки именно вдоль линии фронта смолы.

может быть я , несколько сбивчиво донес свою мысль...
у вас складки как раз поперек фронта распространения смолы, у меня вдоль фронта распространения...
я, хотел сказать что ориентация складок не зависит от направления распространения смолы , а зависит от геометрии детали... на конусообразной части складки есть , на фланце складок нет...

[Тигирь]

В общем, моё дело предложить - Ваше отказаться. Хотите мумукаться дальше, дело хозяйское. В формовке изделий слишком много нюансов, понимание взаимного влияния которых приходит лишь с опытом. Или не приходит. Комплекс из направления армирующих волокон, коничности изделия и направления инжекции как-раз из этой оперы. Возможно есть ещё ошибки, которые по картинкам не видно. Возможно, придётся ещё уплотняющий фланец или бандаж сделать на время обжатия.
А что касается прочностных расчётов, то при производстве композитов слишком много переменных, определить которые можно только эмпирически. Если они определены для конкретных материалов, то дальше расчёт стандартными методами - конечных элементов например. Но в любом случае, это лишь приблизительные расчёты, правильность которых проверяется прочностными испытаниями.
Почитайте книгу "Полимерные композиционные материалы" для начала. Много вопросов отпадёт и по материалам, и по работе композитов

[мымыкл]

[
у вас складки как раз поперек фронта распространения смолы, у меня вдоль фронта распространения...

все же вдоль

[мымыкл]

В общем, моё дело предложить - Ваше отказаться. Хотите мумукаться дальше, дело хозяйское. В формовке изделий слишком много нюансов, понимание взаимного влияния которых приходит лишь с опытом. Или не приходит. Комплекс из направления армирующих волокон, коничности изделия и направления инжекции как-раз из этой оперы. Возможно есть ещё ошибки, которые по картинкам не видно.
А что касается прочностных расчётов, то при производстве композитов слишком много переменных, определить которые можно только эмпирически. Если они определены для конкретных материалов, то дальше расчёт стандартными методами - конечных элементов например. Но в любом случае, это лишь приблизительные расчёты, правильность которых проверяется прочностными испытаниями.
Почитайте книгу "Полимерные композиционные материалы" для начала. Много вопросов отпадёт и по материалам, и по работе композитов

Я правильно понял, что суть предложения укладывать ткань сегментами по 55-70 гр? это все? и как правильно подавать смолу как на первом изделии или на втором?
И я работал методом инфузии, инжекция это RTM технология же? когда смола под давлением подается?

[Тигирь]

Складки вдоль движения и поперёк фронта. Но не принципиально.
На Вашем месте, я бы не портил зря материалы. Для начала нужно избавиться от складок, а только потом формовать изделие. Смола и уголь не 3 копейки стоят, чтобы переводить их на мусорное ведро

[Тигирь]

Инжекция, это впрыск по-нашему. Не важно РТМ, или инфузия. Можно эжекцией назвать, на конечный результат не повлияет.
Да, кроить армирование секторами и начинать обжимать пакет со стороны обода. Попробуйте ещё резиновый бандаж на цилиндрическую часть сделать. Смысл в том, чтобы обжатие происходило в 2 этапа - сначала откачивалось по ободу, предотвращая сползание, а потом уже коническая часть.
Ещё, возможно, не стоит приклеивать слои по всей площади. Тогда ткань получит свободу для самовыравнивания. В общем, только поэтапные "экскрименты" покажут, как с этим бороться. Лучше 10 раз переложить пакет всухую, чем каждый раз гробить материал. И тренироваться лучше без угля, а то растерзаете ткань зазря.
Снимите процесс откачки с контролем разрежения.
Вот сколько всем говорю, не сосите до усрачки. Бесполезно. Посмотрите, у Вас даже через технические слои всё бугристое. Вы же ламинат сушите насмерть и армирование деформируете, не говоря уже о вскипании смолы.
И фото на аватар поставьте, проявите уважение к собеседникам, раз уж плотно заобщались

[мымыкл]

бондаж поверх вакуумного пакета? типа ремня?
первый раз я израсходовал почти полный баллон клея около 300 гр. клеил всю плоскость
на втором я приклеивал только обод, стык ткани, и фланец. клея ушло грам 100-150 и результат был хуже.
Про ткань уголь и перекладку пакета и раскрой понял! Спасибо! буду пробовать.
т.е. пропитывать сверху вниз? MTI шнура много уйдет, но все равно , как Вы правильно заметили дешевле чем уголь + смола.

[Тигирь]

Перечитайте сообщение выше, поправил кое-что.
Резиновый жгут. Нужно создать резкий градиент давлений на переходе к конусу.
Клея много не лейте, нужно лишь слегка припылить поверхность для фиксации. Опять же, на стадии отработки можете взять клей 3М № 77, он очень экономно расходуется.
Про герметизирующую ленту почитайте в верхней теме по ремонту судов. Фирменная Вам напрочь не упёрлась, чай не автоклавный процесс.
Нужно поймать тонкий баланс между фиксацией ткани и свободой смещения. Если бы по месту посмотреть на весь процесс, подсказал бы больше, а так, слишком много неизвестных

[m-plastic]

т.е. пропитывать сверху вниз?

мое мнение, тянуть смолу снизу вверх более правильно...
зачем МТI тратить? увеличьте расстояние от ткани до вакуумной магистрали путем подымания вакуумной магистрали в складке пленки , в складку уложите пилплай ,смола "тормознется" и позволит выровнять фронт смолы исключив уход смолы в вакуумную магистраль и ловушку...

[
у вас складки как раз поперек фронта распространения смолы, у меня вдоль фронта распространения...

все же вдоль

да не вдоль фронта у вас , а поперек т.е фронт это линия раздела между смолой и сухой тканью и у вас форнт движется сверху вниз соответственно складка поперек

[мымыкл]

Про герметизирующую ленту почитайте в верхней теме по ремонту судов. Фирменная Вам напрочь не упёрлась, чай не автоклавный процесс.

Киньте в меня ссылкой пожалуйста? а то пока плаваю по этому форуму...

[Тигирь]

мастерфорум.композиты.рф/viewtopic.php?f=6&t=1018&start=90
Не пробовали ещё укладывать?

Классный аватар. Я ещё по первым картинкам отметил упакованность металлообрабатывающим оборудованием. Скромно, но со вкусом. Поворотный столик симпатичный мелькал. А тут токарничек. Мечта идиота расшириться на металлообработку, но пока площади не позволяют.

З.ы. Открыл доступ в читальню. Качайте, читайте

[m-plastic]

.

Киньте в меня ссылкой пожалуйста?

https://www.vikar-germetik.ru/site/lenta-lb
http://isospan.gexa.ru/vlago-paroizolja ... isospan-sl

[мымыкл]

Тигирь, нет ещё не пробовал, тут возникли ещё сложности, у колеса посадочный диаметр 635 мм, диски трэкол делает 640мм, я то же сделал 640мм, а вчера пробовал собрать колесо оно болтается на диске 6-7 мм по диаметру, надо доматывать и снова пришлифовывать посадочное. Потом внесу корректировки в толщину пакета на посадочном. Сейчас вручную добавлю, соберу колесо, и займусь выкладкой нового диска.
M-plastic спасибо за ссылки.

[Тигирь]

Посмотрел характеристики бутиловых лент. 3 часа при 180 градусах, куда с добром. Вполне подходит для автоклавирования. И идут лесом все эти фирмовые, здесь взял 100-150 метров на рубль и работай спокойно

[мымыкл]

Собрал на выходных экспериментальный диск. Теперь нужно вносить коррективы и пробовать избавится от складок.

[Тигирь]

Красиво. Теперь главное, это добиться надёжности