Utwardzanie tworzyw sztucznych mikrofalami
MAC to metoda utwardzania wykorzystująca materiały termoutwardzalne, takie jak poliester, winylester i żywice epoksydowe. Materiały termoutwardzalne stają się po utwardzeniu wytrzymałe i odporne na działanie wysokich temperatur, dzięki czemu znajdują zastosowanie między innymi w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. Technologie MAC-RTM i MAC-RTM Light zostały opracowane w ramach finansowanego ze środków UE projektu "Microwave assisted curing for resin transfer moulding" (MAC-RTM) . Użytkownicy końcowy określili wymagania i wybrali do produkcji dwie skomplikowane trójwymiarowe części: małą maskę silnika oraz aktywny element silnika elektrycznego. Aby wykonać te części, naukowcy musieli wybrać odpowiednie materiały do zbudowania formy, które byłyby transparentne dla promieniowania mikrofalowego, a także pochłaniające mikrofale dodatki i żywice. W pierwszej kolejności zbudowano jednostkę w skali laboratoryjnej, wyposażoną w wybraną konstrukcję elektrycznej anteny i czujników prądowych, aby ocenić parametry procesu w linii produkcyjnej. W oparciu o wyniki badań laboratoryjnych ukończono prace nad konstrukcją formy i układu do napełniania (do wtryskiwania żywicy do formy). Skalibrowano i przetestowano systemy czujników, których zadaniem jest monitorowanie procesu utwardzania, temperatury itp. Do zwizualizowania procesu MAC podczas produkcji bardzo skomplikowanych części badacze wykorzystali system kamer na podczerwień. Dzięki temu możliwe było zbudowanie urządzenia wykorzystującego proces MAC-RTM o skali przemysłowej. Równolegle prowadzono prace związane z symulacją i walidacją procesu MAC poprzez porównywanie symulowanych danych z danymi pochodzącymi z eksperymentów. Testy w skali przemysłowej potwierdziły, że technologia MAC-RTM spełnia istotne wymogi środowiskowe i normy bezpieczeństwa. Ważną cechą systemu o formie zamkniętej jest zmniejszenie emisji lotnych związków organicznych, takich jak styren, o około 85%. W porównaniu z konwencjonalnymi technikami wykorzystującymi nagrzewanie na pomocą pieca, MAC umożliwia dużo tańsze, bardziej jednorodne i szybsze utwardzanie. Ponadto utwardzanie części epoksydowych RTM jest dużo bardziej kompletne, co pozwala zwiększyć wydajność ich wytwarzania około 3,5-krotnie. Technologia MAC-RTM cechuje się także o 40% niższym zużyciem energii niż konwencjonalny proces ogrzewania żywic epoksydowych. MAC-RTM pozwoli skrócić czas wprowadzania produktów na rynek oraz zwiększyć akceptację i zaufanie ze strony konsumentów. Technologia ta przyczyni się wreszcie do poprawy konkurencyjności europejskich firm na światowym rynku materiałów kompozytowych i otworzy przed nimi wiele nowych szans rynkowych.
Słowa kluczowe
Utwardzanie mikrofalowe, formowanie przetłoczne żywicy, epoksydowa, system wypełniania, kompozyty, termoutwardzanie
