Preformă - semifabricat de material de armare uscat ( carbon , sticlă , fibre organice sau țesătură). Ulterior, este plasat într-o unealtă de turnare și impregnat cu un liant folosind una dintre tehnologiile de transfer: RTM (Resin transfer Molding), VaRTM (Vacuum assisted resin transfer molding) sau infuzie în vid. Rezultatul este un produs din material compozit .
Utilizarea preformelor oferă un avantaj față de tehnologia tradițională de așezare manuală a materialului de armare utilizat în turnarea prin contact, deoarece simplifică fabricarea structurilor cu profil complex cu o suprafață curbată de formă complexă, iar procesul de fabricație poate fi automatizat.
Metode de fabricare a preformelor:
Preformele împletite sunt un semifabricat sub formă de „manșon moale”, o țesătură sau o împletitură cu dorn multistrat, dacă este necesar, cu diametru variabil. Ele pot fi atât închise - sub formă de manșon, cât și deschise - sub formă de bandă.
Există două scheme principale de armare utilizate la fabricarea preformelor țesute - biaxiale și triaxiale. Unghiul de armare al unei preforme împletite afectează direct proprietățile viitoare ale unui produs realizat din acest material. Variind unghiul, se pot obține anumite proprietăți care sunt necesare într-un anumit proiect, în funcție de tipul de sarcină - torsiune, forfecare, compresie sau combinații complexe ale acestor sarcini. Odată cu creșterea unghiului de țesere, rezistența și modulele de tensiune și compresie scad atunci când o sarcină este aplicată în direcția zero. Când o sarcină este aplicată în direcția de 90 de grade, se observă o creștere a rezistenței și a modulelor de elasticitate în tensiune și compresie. Acest lucru face posibilă producerea unei preforme a cărei schemă de armare este adaptată optim la tipul de sarcină al viitoarei structuri.
Spre deosebire de preformele țesute în vrac, care sunt o structură cu mai multe straturi, preformele de țesut vă permit să creați o structură tridimensională reală - două sau mai multe seturi de fire (urzeală și bătătură) sunt împletite pentru a forma o țesătură. Formarea celei de-a treia axe se realizează prin furnizarea de fire suplimentare de urzeală și bătătură în direcția de creștere a grosimii.
În prezent, există două abordări principale ale țeserii volumetrice, determinate de alegerea mașinii pentru producția de preforme - acestea sunt războaie largi (țesut „larg”) sau țesut cu panglici (țesut „îngust”). Aceste războaie, la rândul lor, sunt împărțite în navetă și fără navetă.
La țeserea „largă”, mașinile așează firul de bătătură în lungimi egale cu lățimea țesăturii, adică de fiecare dată când firul de bătătură este așezat prin șopronul de țesut, acesta este tăiat. Prin urmare, la marginile țesăturii, o țesătură tridimensională complexă se va sfărâma și este necesar să se facă marginile (marginile) țesăturii cu țesături non-tridimensionale pentru a fixa capetele bătăturii (transversale) fire și împiedică împrăștierea marginilor țesăturii. Este practic imposibil să se obțină o preformă 3D țesătură solidă, deoarece va trebui să fie tăiată din partea centrală a țesăturii 3D obținute pe un războaie de țesut, ceea ce înseamnă că structura de armare 3D nu va fi completă.
Pe războaiele cu navetă largi , este posibil să se obțină preforme voluminoase sub formă de panouri țesute solide cu margini bine definite și o lățime corespunzătoare lățimii mașinii. Cu toate acestea, aceasta este o sarcină tehnologică foarte dificilă, în special pentru filamentele de carbon, sticlă, cuarț, care vor fi deteriorate de o navetă care zboară liber.
Răsăturile înguste (panglici) fără navetă nu sunt foarte potrivite pentru produsele țesute tridimensionale, deoarece pinza introduce un fir de bătătură sub formă de buclă și, pe de o parte, are o prindere tricotată la același nivel, adică mecanismul mașinii fără schimbarea acestuia nu permite producerea de preforme volumetrice.
Cele mai optime pentru obținerea preformelor de armare de volum țesute solide sunt mașinile de țesut cu navetă. În țesutul navetă, firul de bătătură este continuu. Se desfășoară la marginea produsului și merge la următorul șopron, astfel încât produsul țesut este complet format și tras împreună cu un singur fir de bătătură fără sfârșit. Țeserea navetă - datorită inversării unui fir de bătătură continuu - permite formarea de produse complexe tridimensionale țesute solide cu margini verticale sau înclinate (pereți). Un alt avantaj al războaielor cu bandă pentru navetă este că naveta se mișcă mecanic, pe o traiectorie clară, mereu aceeași și nu are o etapă de zbor. Acest lucru vă permite să reglați procesul tehnologic, astfel încât naveta să nu atingă firele de urzeală și să le deformeze. Pentru lucrul cu filamente de carbon, sticlă și cuarț, acest lucru este deosebit de important, deoarece permite păstrarea maximă a proprietăților fizice și mecanice ale acestor filamente în produsul finit (preforma țesătură solidă).
Tehnologia se bazează pe înfășurarea fibrei pe un dorn.
Tehnologia se bazează pe așezarea unei fibre de armare pe un substrat de-a lungul unui traseu predeterminat. Fibra de armare este fixată (cusută) de substrat cu un fir suplimentar. După finalizarea instalării, suportul poate fi îndepărtat sau poate fi lăsat în preformă. Îndepărtarea suportului poate fi realizată într-o varietate de moduri, cum ar fi prin dizolvarea suportului în apă sau alt solvent.
După ce numărul necesar de preforme este colectat, acestea sunt plasate în echipamentul de formare și impregnate cu un liant folosind tehnologia RTM. Așezarea fibrei pe substrat poate fi fie cu un singur strat, fie cu mai multe straturi.
Beneficii :
Este realizat din semifabricate predecupate din material de armare. Așezarea se poate face atât direct în instrumentul de modelare, cât și în echipament suplimentar, cu transfer ulterior la instrumentul de modelare. Când sunt stratificate, straturile de material de armare pot fi cusute. Cusătura se poate face fie cu un fir transversal (Tufting) pentru a îmbunătăți caracteristicile interstratului piesei compozite, fie cu o cusătură oarbă (Blind stitch) pentru a preveni deplasarea stratului. Fixarea suplimentară a straturilor în timpul așezării poate fi efectuată folosind o compoziție adezivă (adeziv pulverizat), care este aplicată pe materialul de armare sub formă de aerosol sau folosind un liant. Liantul poate fi sub formă de pulbere care se aplică pe materialul de armare, sau sub forma unui fir deja inclus în țesătură. Liantul are aceleași proprietăți ca și liantul, astfel încât prezența acestuia nu afectează caracteristicile de rezistență ale piesei finite. Pentru a activa proprietățile liantului, este necesar să se efectueze încălzirea suplimentară a materialului de armare, deoarece liantul nu are proprietăți adezive în stare rece.