Процессы изготовления изделий из конструкционных ПКМ в последние годы характеризуются заметным удешевлением компонентов, значительным увеличением производительности за счет снижения времени формования и переходом от традиционных способов изготовления технологической оснастки к более простым и бюджетным решениям. Таким решением стала композитная оснастка на основе стандартных и сравнительно недорогих древесноволокнистых плит МДФ и двухкомпонентного эпоксидного связующего ММ25 (ТУ 20.16.40-112-59846689-2023) (см. рисунок).
Что такое ММ25
Данное доступное связующее стоимостью всего 1600 руб/кг (без НДС) существенно дешевле стандартных высокотемпературных связующих типа ТО200 и ТО-29-2 стоимостью 5000–6000 руб/кг (также без НДС), используемых, например, для изготовления углепластиковой оснастки с температурой эксплуатации до 200 оС. Но переход к применению ММ25 основан не только на факторе дешевизны, но и на понимании нецелесообразности изготовления дорогостоящей оснастки из металла или ПКМ для первых опытных изделий, когда впоследствии может потребоваться переработка конструкторской документации на продукцию после изготовления первых технологических комплектов изделий из ПКМ и (или) проведения их испытаний.
Важным требованием к композитной оснастке является монолитность – или всей оснастки в целом, или, как минимум, ее рабочего поверхностного слоя со стороны заготовки будущего изделия, изготавливаемого, например, методами вакуумной инфузии или вакуумного или автоклавного формования. Во всех этих случаях требуется поддержание глубокого вакуума под вакуумным мешком без утечек воздуха через негерметичную оснастку. Именно это требование выполняет связующее ММ25, обладающее низкой вязкостью (всего 100 мПа×с), что позволяет качественно и быстро пропитать пористые плиты МДФ.
Массовое соотношение компонентов А:В в ММ25 составляет 100:37, технологическое окно благодаря длительной жизнеспособности при комнатной температуре – около 4 ч, плотность в смешанном состоянии при той же температуре – 1,07 г/см3.
Принципиально возможны два подхода к изготовлению композитной оснастки на основе связующего ММ25 – с пропиткой пакета плит МДФ на всю их глубину или только поверхностного слоя.
Пропитка всего пакета плит МДФ
В данном случае используется метод вакуумной инфузии, важной стадией которого является сборка технологического пакета с плитами МДФ, вакуумным мешком для подачи связующего и вторым мешком для создания вакуума. Еще важно то обстоятельство, что при использовании ММ25 отсутствует необходимость дополнительного соединения плит МДФ между собой, поскольку это связующее при сквозной пропитке плит выполняет одновременно роль и клея (предварительная стыковка плит по толщине осуществляется в данном случае при помощи деревянных шкантов). Кроме того, связующее ММ25 не требует дегазации при пропитке пористого МДФ, содержащего большое количество воздуха, что значительно ускоряет технологический цикл изготовления оснастки.
Следует, однако, принимать во внимание то, что пакет-заготовка из МДФ, собранный для пропитки, не должен превышать по толщине в среднем 450 мм. В противном случае из-за низкой теплопроводности МДФ будет слишком длительным процесс охлаждения оснастки и, соответственно, цикл изготовления будущих изделий из ПКМ, формуемых при повышенной температуре.
В любом случае важным моментом пропитки крупногабаритных пакетов-заготовок из МДФ является контроль температурного режима из-за возможной экзотермической реакции ММ25, характерной для всех эпоксидных связующих в силу механизма их отверждения. Кроме того, при полной сквозной пропитке плит МДФ достигается массовое соотношение МДФ к ММ25, как 1:1, что зачастую делает готовую крупногабаритную оснастку достаточной массивной.
После пропитки и перекрытия трубки подачи отвердить заготовку при комнатной температуре в течение 12 часов. Далее необходимо отвердить сборку при температуре 40℃ в течение 12 ч или при температуре 50 ℃ в течение 8 ч. После отверждения разобрать технологический пакет. Существенно снизить расход связующего перед пропиткой можно также за счет предварительной «черновой» обработки пакета-заготовки из МДФ.
Пропитка поверхностного слоя МДФ
Альтернативным способом является ручная пропитка плит МДФ путем нанесения ММ25 кистью или валиком при температуре 30-40 оС, что позволяет пропитать только верхний слой пакета на глубину 20–30 мм. Однако незначительная глубина пропитки может привезти к снижению глубины вакуума и изменению геометрии такой оснастки при формовании изделий при повышенной температуре.
Заключение
Готовая мастер-модель твердостью по Шору 81 (метод D), изготовленная на основе плит МДФ и ММ25, пригодна как к дальнейшему производству полноценной высокотемпературной композитной оснастки, так и к непосредственному формованию изделий. Как показывает практика, она позволяет многократно формовать, например, изделия из препрегов при температуре 150 оС в автоклаве. Безусловно, количество съемов будет ограничено качеством данной мастер-модели и длительностью ее эксплуатации. Для еще большего улучшения качества поверхности композитных оснасток ООО «ИТЕКМА» серийно производит порозаполнители марки Сардоникс 399 (ТУ 20.59.59-166-59846689-2025).
Таким образом, использование ММ25 – это не только дешевый способ изготовления мастер-моделей, но и полноценный метод изготовления высококачественной композитной оснастки с минимальной стоимостью, что особенно актуально в настоящее время.
С.А. Гусев, ООО «ИТЕКМА»
Справка о компании
ООО «ИТЕКМА» – российский разработчик и производитель полного комплекса материалов и компонентов для высококачественных изделий из композиционных материалов для авиакосмической, оборонной, строительной, судо- и машиностроительной, спортивной и других отраслей промышленности. Все материалы разрабатываются с учетом требований соответствующей отрасли и проходят строгий контроль качества на каждом этапе. Ассортимент продукции «ИТЕКМА» включает:
- ткани и ленты (из углеродного волокна российских и зарубежных производителей c поверхностной плотностью от 60 до 600 г/м2);
- связующие (эпоксидные, бисмалеимидные, фталонитрильные с температурой эксплуатации от – 100 до +400 °С);
- пасты и клеи (пленочные, вспенивающиеся, тиксотропные, конструкционные и напыляемые для временной фиксации);
- материалы для изготовления композитной оснастки и для ремонта, интерьерные, вспомогательные материалы и пр.
Долгосрочные партнерства строятся на технологической надежности нашей продукции и точности исполнения заказов.
ООО «ИТЕКМА»
142181, Московская обл., г. Подольск,
мкр-н Климовск, ул. Заводская, д. 2, корп. 121;
+7 (495) 133-26-78; sales@itecma.ru; www.itecma.ru
How to Make Composite Mould Easier and Cheaper
Composite tooling is increasingly being used in the production of products made of polymer composite materials based on continuous reinforcing fibers. The quality and cost of future products, respectively, largely depend on its quality and cost of composite tooling. Therefore, ITEKMA LLC answered the question posed in the title of the article by using standard MDF boards and, most importantly, a low-viscosity MM25 epoxy resin developed by INUMiT JSC and mass-produced by ITEKMA LLC for the manufacture of composite tooling.
Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 4 (323) 2026 г., с. 6-7.
