Nowa metoda produkcji innowacyjnych i ekologicznych powłok dla części kompozytowych
Materiały kompozytowe dla sektora transportu i przemysłu motoryzacyjnego muszą spełniać określone wymogi dotyczące masy, koszów i tempa produkcji. Tradycyjne materiały kompozytowe używane w branży samochodowej wymagają najczęściej zastosowania drogich technologii w procesie utwardzania w autoklawie lub produkcji tłoczyw arkuszowych SMC (ang. Sheet Moulding Compound). Wykorzystując metodę RTM (Resin Transfer Moulding), można jednak zapewnić procesowi optymalną wydajność pod względem kosztów i tempa produkcji, utrzymując przy tym identyczne właściwości i jakość produktów. W ramach finansowanego ze środków UE projektu ECOGEL CRONOS (High productivity manufacturing process of composite parts based on zero emissions fast curing coatings and heated moulds) opracowano metodę RTM z zastosowaniem żelkotów proszkowych. Ponadto stworzono też nowe technologie formowania. Pierwszym krokiem w kierunku opracowania żelkotu proszkowego przez partnerów projektu było zaprojektowanie systemu wykorzystującego żywicę proszkową. Przygotowano szereg zmodyfikowanych żywic, aby zwiększyć przyczepność żelkotów proszkowych, opracować żelkoty przewodzące służące do produkcji form, a także zwiększyć odporność termiczną żywic epoksydowych używanych do formowania naskórka na gorąco. W procesie produkcyjnym wykorzystano półfabrykaty. Zespół projektu ECOGEL CRONOS ocenił wpływ zastosowanych półfabrykatów na czas trwania cyklu. Dowiedziono, że w znaczny sposób przyczyniają się one do skrócenia czasu trwania cyklu dzięki wdrożeniu procedur automatyzacji. W celu wyboru optymalnej struktury formy RTM oraz określenia progowych bodźców elektrycznych dla przewodzących żelkotów proszkowych, badacze wykorzystali symulacje komputerowe. Sporządzono receptury żelkotów nieprzewodzących i przewodzących, a następnie zastosowano technologię wykorzystującą podgrzewanie elektryczne, aby wyprodukować formy demonstracyjne. Technologie formowania na gorąco naskórków przewodzących prąd elektryczny opierają się na laminatach wykonanych z tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknem węglowym, które znajdują zastosowanie w seryjnej produkcji części dla urządzeń rolniczych i branży transportu towarowego. Na ostatnim etapie projektu przeprowadzono ocenę cyklu życia żelkotu proszkowego. Żelkoty proszkowe opracowane dzięki inicjatywie ECOGEL CRONOS przyniosą zakładom produkcyjnym stosującym metodę RTM znaczne korzyści pod względem kosztów, bezpieczeństwa, wpływu na środowisko naturalne i elastyczności procesów. Czas utwardzania został znacznie skrócony w porównaniu z tradycyjnymi, płynnymi żelkotami. Zastąpienie tradycyjnych rozwiązań nieprzewodzącymi żelkotami proszkowymi może ograniczyć emisje potencjalnie szkodliwych oparów znanych pod nazwą lotnych związków organicznych o współczynnik wynoszący 30. W zakładach pracy pozwoli to rozwiązać problem ulatniającego się z żelkotów styrenu.
Słowa kluczowe
Części kompozytowe, żelkoty proszkowe, RTM, ECOGEL CRONOS
