В ПИШ КАИ упростили сбор данных об отверждении полимерных связующих

Учёные запатентовали установку, которая позволяет в два раза снизить трудоёмкость и на 30% повысить достоверность технического моделирования.

Полимерные связующие материалы (ПСМ) используются в строительстве, машиностроении, электротехнике и композитном производстве. Они состоят из синтетических смол, отвердителей, катализаторов и других компонентов. ПСМ можно найти почти во всём — от бетона до мебели. Полимерные макромолекулярные цепи склеивают различные компоненты, образуя прочные и долговечные соединения.

Передовая инженерная школа КАИ предложила новое решение в области материаловедения и цифровизации. Разработка позволяет точнее контролировать отверждение полимерных связующих, создавая цифровые модели процесса. Это значительно сокращает время и ресурсы на отладку отверждения и разработку новых изделий.

Инженер Центра композитных технологий КНИТУ-КАИ Наиль Салихов пояснил, что это решение экономит ресурсы и повышает безопасность производства. Без исследования процессов отверждения высок риск потери изделия из-за неконтролируемой экзотермической реакции или перегрева. Это может привести к повреждению материала и даже возгоранию производственного помещения.

Установка для исследования процессов отверждения полимерных связующих, разработанная в ПИШ КАИ, уникальна. Она оснащена системами мониторинга и анализа состояния связующего с датчиками, которые собирают данные о процессе полимеризации в режиме реального времени. Эти сведения используются для валидации цифровой модели процесса.

Полимерное связующее помещают в специальную камеру, где его отверждают при определённых условиях. Наиль Салихов поясняет, что тепло к связующему равномерно подводится по всей поверхности контакта с помощью быстро движущегося потока нагретого технического масла. Датчики отслеживают процесс, а специальное ПО обрабатывает полученные данные. Так создаётся цифровой двойник процесса отверждения материала.

В ПИШ КАИ отмечают, что их установка повышает достоверность результатов технологического моделирования. Это положительно влияет на финансовые и временные затраты при изготовлении изделий из композиционных материалов.

Разработка позволяет научно-исследовательской лаборатории Центра композитных технологий КНИТУ-КАИ отказаться от дорогостоящих исследований в части процесса отверждения связующих. Кроме того, вдвое снизилась трудоёмкость технологической отработки режима, а достоверность технологического моделирования выросла примерно на треть.

Разработчики и производители изделий из композиционных материалов и связующих могут использовать эту установку в работе. Авторы предлагают разные варианты сотрудничества: от тиражирования установки до проведения исследований на материалах заказчика. Сейчас она используется в двух крупных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах вуза.

26.08.2024