Smc материал что это

Технология SMC (Sheet Mould Compound)

Композитные материалы все активнее захватывают лидерство во многих отраслях промышленности. Использование современных легких материалов на основе стекловолокна позволяет изготавливать сложные детали специфической геометрии крупными сериями.

Одним из передовых и активно развивающихся методов переработки композитных материалов является технология SMC.

Отличные свойства конечных изделий из SMC обуславливают применение данной технологии в таких областях, как:

производство автомобилей (кузовные детали);

бытовая техника, осветительные приборы;

посадочные места на стадионах, спортивный инвентарь;

предметы мебели, например шкафы;

инженерные коммуникации, корпуса приборов.

Особенности сырья

Исходным сырьем при данной технологии является SMC- материал (препрег). Внешне материал напоминает многослойные листы. В структуру материала входят следующие о сновные компоненты:

— стекловолокно ≈ 2 5 %;

— наполнитель (тальк) ≈ 40%;

— смола (полиэфирная, винилэфирная) ≈ 30%;

Каждый из компонентов композита влияет на конечные характеристики материала.

Полиэфирная смола является основой, обеспечивает связь всех компонентов в единое целое и отвечает за трехмерное сшивание, которое происходит в процессе переработки.

Минеральные наполнители обеспечивают необходимые для переработки технологические свойства, позволяют придать материалу специфические свойства (огнестойкость, электропроводность, плотность и др.), регулируют термо-деформационные процессы, снижают стоимость материалаэ

Компенсаторы усадки позволяют получать изделия с высоким качеством видовой поверхности без утяжек и короблений от внутренних ребер.

Стекловолокно придает изделию механическую прочность, теплостойкость, размерную стабильность.

Катализаторы инициируют процесс трехмерного сшивания. Для получения деталей высокого качества очень важен подбор правильного катализатора.

Процесс производства

Изготовление изделий из SMC осуществляется методом прямого прессования на гидравлических прессах в стальных обогреваемых пресс-формах.

Технологический процесс включает следующие основные этапы:

укладка раскроенного материала в пресс-форму, при необходимости, укладка закладных;

прессование материала и отверждение изделия при температуре 140 ÷ 170 ° С;

раскрытие пресс-формы и съем готового изделия;

удаление облоя, при необходимости, механическая обработка.

Обычно процесс прессования занимает не более пяти минут и зависит от максимальной толщины изделия.

Соблюдение технологических режимов должно строго контролироваться на всех этапах производственного процесса, так как от этого зависит качество конечного изделия.

Изготовленные изделия могут подвергаться дальнейшей покраске.

Почему так популярна эта технология?

Отличительные свойства изделий из SMC:

Идеальная точность обработки, изделию почти не требуется дополнительная шлифовка;

Поверхность гладкая и ровная, устойчивая к истиранию и износу, минимальное количество пор способствует чистоте и не вредит внешнему виду изделия;

Поверхн ость легко окрашивается и покрывается лаком, что позволяет придать изделию любой вид, задуманный дизайнером;

Изделия отлично ведут себя на открытом воздухе: под воздействием морозов и ветров они не трескаются и не ломаются;

Низкий коэффициент усадки;

Малый коэффициент термического расширения;

Устойчивость к химическим веществам, в том числе агрессивным;

Низкий вес делает транспортировку и установку удобной и быстрой;

Отличное качество изделия, товарный внешний вид сразу из-под пресса;

Устойчивость к перепадам температур и нагреву;

Стойкость к образованию коррозии;

Низкие расходы на обслуживание и эксплуатацию изделий;

Долгий срок службы;

Высокий диапазон рабочих температур;

Прочность, сопоставимая по значениям с конструкционными материалами и даже их превосходящая;

Низкая себестои мость производства при выпуске крупных партий;

Экологичность – изделия из SMC не токсичны;

Источник

SMC И BMC

SMC И BMC

Пропитка осуществляется таким образом, чтобы максимально реализовать физико- химические свойства армирующего материала, обеспечить заданные электротехнические, механические и др. параметры. Препреги с ориентированным расположением волокон изготавливают на специальных установках вертикального (шахтного) или горизонтального типа. При изготовлении препрега на основе тканей, сеток и т.п. материал поступает из разматывающего устройства, разглаживается, пропускается через ванны со смолой, тщательно отжимается при помощи системы специальных прецизионных валов, высушивается в специальных сушилках, а затем сматывается в рулон или разрезается на листы заданного размера. Сушильно пропиточные линии представляют собой крупногабаритные и технически сложные инженерные системы, обеспечиваемые современными средствами автоматического управления, безопасности.

Готовый препрег обычно представляет собой рулоны или пакеты ленточного калиброванного материала с разделительной пленкой между слоями. В таком виде препреги могут храниться до нескольких недель, однако для увеличения срока хранения, их хранят при пониженных температурах. Полученные препреги в дальнейшем подвергаются плоскому или фасонному формованию, а так же реализуются другим предприятиям в виде товарной продукции. Препрег, полученный на специальных пропиточных установках, обладает высоким качеством пропитки наполнителя связующим, минимальными механическими повреждениями наполнителя, равномерным «наносом» связующего в наполнитель при оптимальном процентном содержании связующего. Отсутствие сколько-нибудь заметной липкости при нормальной температуре позволяет автоматизировать процесс нанесения препрега методами намотки, выкладки, делать технологически «чистыми» процессы ручной выкладки сложных изделий, проводить автоматизированный раскрой препрега на станках с программным управлением, например, на лазерных или ультразвуковых установках раскроя материала. Таким образом, технологический процесс получения изделий из композиционных полимерных материалов делится на два этапа: получение заготовки заданной конфигурации и ее формование для достижения высокой прочности и жесткости. ПКМ, состоящие из смолы, волокон и других наполнителей, после отверждения являются твердыми телами. Характеристики готового изделия (такие как габаритные размеры, форма, величина серии) обусловливают выбор состава композиции, способа ее получения и формования.

Источник

Материалы

Полиэфирный стеклонаполненный прессматериал SMC (SheetMouldingCompound, препрег)

Представляет собой листовой прессматериал, с двух сторон защищенный полимерной пленкой. В его состав также входят полиэфирные ненасыщенные смолы, рубленое стекловолокно, дисперсный минеральный наполнитель, инициатор, пигменты и прочие добавки.На сегодняшний день изделия из SMC материала практически не имеют себе равных по соотношению стоимости и характеристик. Помимо высоких прочностных характеристик, изделия из SMC обладают термической (более 200о С), химической и коррозийной стойкостью.

BMC (Bulk moulding compound).

Основным отличием ВМС от SMC является технология производства. ВМС представляет собой механическую смесь тех же основных компонентов. При этом применяется более короткое волокно (от 3 до 12 – 15 мм) и более высокая степень наполнения, что обеспечивает, с одной стороны, лучшую текучесть, а с другой стороны, возможность получения материала с более высокой огне- и химической стойкостью. Использование различных типов смол и других основных компонентов (минеральные наполнители, компенсаторы усадки, усиливающие волокна, пигменты и пр.) делают ВМС одним из наиболее разнообразных и многогранных технических конструкционных материалов в мире полимеров и позволяют реализовывать изделия с самыми разнообразными свойствами и характеристиками.

Непрерывный процесс изготовления SMC заключается в следующем.

Среди их преимуществ отличное соотношение прочности к весу, низкая (вплоть до нулевой) усадка, высочайшее качество получаемой поверхности изделий, легкость создания интегральных конструкций и низкая стоимость по отношению к другим материалам с высокими эксплуатационными характеристиками. Изделия из этих материалов могут проходить высокотемпературную постобработку (пайка, окрашивание). При этом они долговечные, крепкие и надежные, не ржавеют и не выгорают, морозоустойчивы, трудно горючи.

По прочности класс нагрузки для нашей продукции, аналогичен классу металлических изделий. К тому же существенными преимуществами изделий из SMC по сравнению со сталью является высокая коррозионная стойкость и низкий удельный вес, что облегчает транспортировку и монтаж.

Под действием пламени продукт не плавится и не образует ни капель, ни обильного дыма. Продукт не содержит галогенов и тяжелых металлов.
Материал обеспечивает превосходное качество поверхности при окраске принятой в автомобильной промышленности для кузовных панелей.
Такие дефекты как: волнистость, пропечатывание волокон,»апельсиновая корка», при применении данного продукта не имеют места.

Item/Пункт

Specifications/Технические характеристики

Источник

Детали из SMC-материалов

С 2011 года предприятие ведет активную работу по перепрофилированию производства и внедрению новой технологии по изготовлению корпусов электромонтажных щитов и других корпусных изделий из SMC-материалов. С 2013 года началось серийное производство светофоров железнодороных в которых основные детали (головка светофора, козырек, щитки, муфты, путевые ящики) изготавливаются из SMC-материалов.

Область применения:

Разработанные в 50-ые годы реактопластики SMC-материалы используются в первую очередь при производстве низкопрофильных изделий с высокими требованиями к механической прочности и воздействию агрессивных сред:

Существенными преимуществами изделий из SMC по сравнению со сталью является высокая коррозионная стойкость и низкий удельный вес.

О материале:

Каждый из компонентов выполняет важную роль в достижении заданных свойств:

Во избежание испарения стирола (защита химического состава) и для сохранения баланса влаги материал транспортируется в рулонах с двухсторонним покрытием защитной пленкой.

Ниже приведены типичные свойства материалов, используемых для изготовления крупногабаритных изделий (элементы кузовов, монтажные и распределительные шкафы и пр.):

В зависимости от конкретного изделия могут использоваться различные типы

SMC, отличающие по своим характеристикам. Общим для всех является минимальная технологическая усадки, высокая ударная вязкость и возможность лакирования в линии.

Реактопластики относятся к группе термореактивных полимерных материалов, что делает невозможным прямое вторичное использование отходов производства и старых деталей, как это делается при переработке термопластических масс. Однако в настоящее время разработаны технологии вторичного использования отходов путем их размалывания до размера частиц 0,1 – 1,0 мм и использования полученного сырья в дорожном строительстве. С учетом положительного энергетического баланса и отсутствия вредных продуктов сгорания (галоген- или фосфорсодержащих веществ) возможно сжигание отходов вместе с бытовым мусором в мусоросжигательных печах для получения энергии, а также использование в качестве сырья в цементной промышленности.

Технология производства:

Изделия изготавливаются на гидравлическом прессе под действием высокого давления и высокой температуры. Материал под воздействием указанных факторов в процессе полимеризации принимает заданную форму и сохраняет ее после устранения внешнего воздействия.

После извлечения из пресс-формы, удаления облоя и, при необходимости, механической обработки изделие готово для дальнейших вторичных операций: сборка, лакирование, монтаж. Формованные изделия легко поддаются механической обработке (сверление, нарезание резьб, фрезерование) как вручную, используя электроинструмент, так и механически с помощью гравировально-фрезерного станка АР-1325Y.

В настоящее время техника и технология переработки и использования SMC являются одними из наиболее быстроразвивающихся в мире полимерных материалов, и мы надеемся, что представленная информация послужит толчком для поиска новых областей применения этих материалов с бесконечными возможностями.

У нас имеются соответствующее оборудование и специалисты, позволяющие собственными силами изготавливать пресс-формы для прессования по вашим заявками.

Эксплуатационное сравнение материалов:

Стальной лист ( без полимерного покрытия и слоя цинкования)

Аллюминий лист ( без полимерного покрытия и антикоррозионого покрытия)

Источник

SMC и BMC – композиционные конструкционные материалы, используемые в промышленности

В течение последних нескольких десятков лет композитные материалы заняли ведущее место в авиакосмической, транспортной, в том числе автомобильной, электротехнической и многих других видах промышленной деятельности. Стеклопластик и его соединения с углеводородами делают возможным реализацию изделий, отвечающих высоким требованиям к механическим нагрузкам и термостойкости, причем это могут быть и крупногабаритные детали и элементы.

Сегодня распространено использование таких технологических процессов, как ламинирование вручную с использованием формовки путем создания низкого или, наоборот, высокого давления (вакуумная или автоклавная установки). Resin Transfer Moulding (RTM), Reaction Injection Moulding (RIM) обладают доказанными преимуществами в процессе производства изделий небольших и средних габаритов, однако сильно проигрывают при увеличении размера крупносерийной детали. Связано это с тем, что процесс подготовительной работы включает в себя этапы, которые сложно реализовать при большой площади заготовки:

Т.е., как видно, при вышеописанных условиях в геометрической прогрессии будет расти цена на конечные изделия, что отправляет их в сегмент неконкурентоспособных по отношению к аналогичной продукции из термопластичной массы, полученной методами прямого литья, glass-mat thermoplastic (GMT) или long fiber-reinforced thermoplastic (LFT).

К началу второй половины 20-го века были разработаны и введены в эксплуатацию композитные материалы, основой которых являются высокомолекулярные соединения – полиэфиры, стекловолокно и различные минеральные компаунды, например SMC – Sheet Molding Compound (препрег) и BMC – Bulk Molding Compound (премикс). Эти инновации позволили по-новому взглянуть на технологический процесс производства серийной продукции малых и средних габаритов.

Представленные два материала используются в различных отраслях, так область применимости SMC:

BMC, в свою очередь является основой для формовки таких деталей со сложной конфигурацией, как:

SMC препрег как листовой материал

По внешнему виду SMC это пластины листового материала, которые изготовлены при помощи специализированного оборудования, причем, непрерывным методом. В его основу входит целый спектр составных элементов, а именно высокомолекулярные полиэфиры, наполнители из минералов, таких как кальций в виде мела, оксид алюминия в связке с водой, вещества, препятствующие усадке и придающие нужный окрас, а также катализаторы полимеризации.

Готовый состав наносится на подложку, после чего подается на устройство, разрезающее будущий материал на необходимые размеры и укрывающее сверху слоем стекловолокна. Готовый брикет покрывается вторичным слоем полимерной смеси и прессуется для достижения диффузии состава в армирующее волокно. После всех механических процедур следует термическая обработка внутри специализированной камеры, где подготовленный материал находится в рулонах и, как это называется, «созревает».

Само собой разумеется, что каждый компонент в составе полимерного состава выполняет определенную функцию:

Особенности производства изделий из SMC

Наиболее распространенным методом производства продукции из листов SMC крупных размеров является процесс прямого воздействия гидравлического пресс-пуансона с использованием специальных нагретых пресс-форм. Главное условие применимости того или иного пресса заключается в его возможности параллельной обработки плит в стадии технологического процесса, благодаря чему получается достичь равномерной толщины изделия на длине от трех метров. Фаворитом среди такого оборудования является прессовальное оборудование от немецкой компании Диффенбахер, занимающую эту рыночную нишу уже на протяжении многих лет.

Листы материала раскраиваются согласно с регламентом технической документации, собираются в пакет, разогреваются под воздействием микроволнового излучения и укладываются в необходимую пресс-форму. На этом этапе очень важно с самого начала обеспечить правильное расположение всего пакета.

Пресс-форма является массивным монолитным стальным изделием с использованием хрома как в основной структуре, так и для изготовления поверхности. Нагрев до рабочего температурного режима, который лежит в диапазоне 150-170, градусов может быть осуществлен как с применением электрических ТЭНов, так и при помощи жидкостной системы. Основные параметры, за которыми необходим постоянный контроль и от которых будет зависеть конечное качество изготавливаемой продукции, это отсутствие температурного градиента по всей площади пресс-формы и ее внутренняя механическая напряженность. Стабильность этих показателей позволяет на максимальном уровне придерживаться правил технологического процесса.

Скорость полимеризации прямо пропорциональна толщине и рельефности изделия, занимая при этом от двух до пяти минут. После того как деталь извлечена из пресс-формы, подвергнута необходимым процедурам в виде очистки от облоя и шлифовке, она полностью пригодная для дальнейших процессов — сборка, нанесение лака, непосредственная установка на свое место и конечный ввод в эксплуатацию. Как уже было замечено выше SMC имею хорошую стойкость к термическим нагрузкам, это качество позволяет применять самые различные типы нанесения лакового слоя.

Свойства SMC препрегов

Для понимания области применения этого материала полезно рассмотреть его типовые свойства, которые удовлетворяют потребности при изготовлении крупногабаритной продукции:

Конечно же, характеристики для какого-то конкретного изделия из SMC могут сильно отличаться в зависимости от условий применения. Но неизменными остаются минимальное значение усадки во время технологического процесса, высокая степень ударной вязкости, а также возможность конвейерной лакировки.

Главными преимуществами по отношению к аналогичным изделиям из стали является то, продукция на основе SMC не подвержена коррозии и весит значительно меньше. Также благодаря универсальности полученных элементов они могут быть интегрированы в конструкцию в виде точек крепления или лонжеронов, что резко воздействует на экономическую составляющую использования композитных материалов в положительном ключе.

Область использования

К сегодняшнему дню существует много производителей, которые реализуют продукцию из SMC препрега, ее можно перечислить по назначению:

Также необходимо назвать элементы легкового и грузового автомобилестроения, применение SMC в монтажной деятельности и обустройстве промышленного освещения/

Кузовные детали

Благодаря своей небольшой массе, препрег SMC нашел широкое применение в конструировании и изготовлении кабин как грузовых машин, так и легковых автомобилей. Простота формовки и высокая прочность дают возможность совмещать и объединять сложные конструктивные элементы без использования болтовых или сварных соединений. В Европе уже существует множество ведущих компаний-производителей, способных представить примеры таких нововведений.

Масляные поддоны

Как известно, такая деталь должна жестко отвечать весьма высоким требованиям, а именно быть устойчивой к механическим воздействиям, иметь высокую степень ударной вязкости, не допускать протечек, обладать возможностью в необходимый момент быть дополненной необходимым инженерным решением. Всеми этими качествами обладают изделия, изготовленные из SMC, причем немаловажным является то, что продукция из этого материала с легкостью вырабатывается в крупносерийных масштабах. Еще одним важнейшим преимуществом являются звукоизолирующие свойства SMC препрега, чего нельзя сказать о металлических аналогах. Конвейерная процедура выпуска масляных поддонов регламентирована не только стандартными действиями по опрессовке, снятию облоя и последующей механической обработке, но также, благодаря тщательному контролю, гарантирует почти стопроцентную вероятность отсутствия вариации размеров и микродефектов.

Шкафы для монтажной деятельности

Начало применения таких конструкций датируется началом второй половины прошлого века, а страной-основоположником является Германия, где такие шкафы и были разработаны. Начиная с того времени эта продукция стала пользоваться широким спросом в оборудовании улиц городов европейского сегмента. Поскольку такие монтажные шкафы обладают высокой степенью защиты от атмосферных воздействий, прочностью, вандалоустойчивостью, а также простотой и гибкостью в производстве, и имеют широкий спектр комплектаций, они стали массово использоваться в распределительных сетях газа, воды и электричества, а также телекоммуникационных системах.

Промышленное и потребительское освещение

Одной из немаловажных отраслей применения SMC препрега является изготовление корпусов для промышленных или уличных систем освещения. Плюсами тут является использование самых передовых принципов конвейерной обработки материала, в том числе отлив и спрессовывание с применением автоматики. Такой подход приводит к существенному снижению затрат на производство без потери качества конечной продукции.

В отличие от тех же термопластовых аналогов, корпуса из SMC препрега отличаются значительно низкой стоимостью первичного сырья, высокой степенью огнеупорности за счет отсутствия галогенов, ряда тяжелых металлов и фосфорных соединений, а также атмосферостойкостью, повышенной механической прочностью и водонепроницаемостью вследствие наличия возможности использования дополнительных герметизирующих элементов.

Особенности использования премиксов BMC

Очевидно, что основное отличие премиксов от препрегов будет заключаться в этапах технологии производства. Несмотря на то, что базовые компоненты используются одни и те же, при изготовлении BMC волокно выбирается заметно короче, от 3 до 15 мм, а также реализуется укладка повышенного количества наполнения, что отражается на возрастании в свойствах текучести и стойкости к воздействию огня и химических реагентов.

Благодаря использованию все тех же присадок, таких как полиэфирные смолы, наполнители из минералов, компоненты против усадки во время полимеризации, армирующие волокна, красители и т. д., BMC относятся к классу самых универсальных материалов в области разработки и конструирования при помощи полимеров, позволяя спроектировать и создать изделия для самых различных приложений. Как стандартных, так и весьма неординарных.

По аналогии с SMC, свойства самых распространенных премиксов BMC можно предоставить при помощи конкретных цифр, которые, однако, не исчерпают всего разнообразия всех известных типов этого материала:

Исходя из представленных чисел ясно, что такие элементы автомобильных агрегатов, как детали системы охлаждения и подачи топлива, различные распределительные части, контрольные датчики и крышка ГБЦ (головки блока цилиндров), изготовленные из премикса, будут отличаться высокими показателями к тепловому и химическому воздействию (горячее автомобильное масло, бензин или дизельное топливо, антифриз или тосол, тормозная жидкость, картерные газы и т.д.). Также эти детали будут обладать свойством выдерживать сильные механические нагрузки и иметь хорошую ударную вязкость.

Элементы для электротехнической промышленности должны, в первую очередь, иметь высокую степень дуговой и трекинговой устойчивости, быть трудновоспламеняемыми или полностью огнеупорными. Материал BMC V0 класса отвечает всем этим требованиям согласно международному стандарту классификации UL94 и уже при толщине в доли миллиметра обладает нужными диэлектрическими свойствами, при этом отличаясь минимальным влагопоглощением.

Как основа для изготовления рефлекторов фар для автомобильной и мото- техники, премикс показывает отличные результаты, выражающиеся в максимальной передачи формы отражающей площади без каких-либо дефектов, высокой степени термостойкости и минимальным уровнем выделения при нагреве паров вредных веществ, так называемый “fogging”.

Заготовки из BMC, предназначенные для штамповки деталей электробытовых приборов, возможно выполнить цветом из широкой палитры оттенков, а также изготовить их поверхность структурной. В конечном итоге, такие элементы будут иметь минимальную склонность к деградации цвета или окрашиванию вследствие взаимодействия с продуктами питания и высокое сопротивление активным компонентам моющих средств. Корпуса электродвигателей из премикса производятся с колоссально низкой погрешностью, не превосходящей десятки микрон, причем, не применяя механическую обработку. При этом, конечное изделие имеет высокие диэлектрические свойства и стойкость к механическим нагрузкам.

Одна из главных особенностей BMC в области конструирования и проектирования заключается в том, что для него существует не один способ формовки целевой продукции. Наряду с традиционной прямой и трансфертной прессовкой при помощи пуансона и нагреваемой стальной ванны со специальным покрытием, премиксы можно обрабатывать методом литья, по аналогии с термопластическими заготовками. Для этого необходимо использовать специализированную литьевую машину, благодаря которой на конвейере достигается максимально возможная степень автоматизации процесса, а также, учитывая большую скорость полимеризации, высокая экономическая составляющая. Это имеет превалирующее значение при ведении многосерийного производства в автомобильной, транспортной, электротехнической и других видах промышленности, выводя премикс BMC на конкурентоспособный уровень в одном ряду с известными конструкторскими термопластами.

Утилизация препрегов и премиксов

Следует заметить, что в отличие от аналогичных материалов, BMC и SMC не могут быть подвергнуты вторичной переработке из мусорных производственных отходов или старых изделий, поскольку они относятся к классу термореактивных полимеров. Конечно же, речь идет о традиционном методе, поэтому применение этих материалов нестандартном виде повторно все же возможно. Это делается при помощи использования их в качестве наполнителя при изготовлении BMC, а также в строительстве дорожных полотен, предварительно подвергнув операции дробления до фракций в диапазоне от 0,1 до 1 мм.

Также, вследствие высокой энергетической ценности и низкого уровня выброса вредных веществ в атмосферу Земли, отходы можно подвергать сжиганию наряду с обычным бытовым мусором в специальных установках, вырабатывающих энергию для обеспечения небольших сел и городов. Не является исключением и цементно-бетонная промышленность, где частицы этого материала добавляются как наполнитель.

На сегодня технология и производство, как использования, так и переработки препрегов и премиксов находятся на стадии бурного роста и занимают лидирующие позиции в сегменте полимерных соединений. Это положительный тренд, позволяющий вести новые исследования в области применимости этих материалов с широким спектром возможностей.

Источник