Ученые ИРНИТУ экспериментируют с температурными режимами при создании карбоновых деталей по технологии вакуумной диффузии. Авторы тестируют оборудование, позволяющее управлять температурой в рабочей зоне. Полученные изделия планируется испытать при конструировании дронов для беспилотной геологоразведки в 2021 году.
Опыты являются частью исследования, где на разных стадиях задействованы преподаватели, аспиранты, выпускники и студенты кафедры самолетостроения и эксплуатации авиационной техники и «Сибирская школа геонаук» (SSG). Идейный вдохновитель проекта - заведующий кафедрой самолётостроения и эксплуатации авиационной техники Института авиамашиностроения и транспорта Игорь Бобарика.
Карбон – это лёгкий и высокопрочный композиционный материал, который находит применение в авиастроении, кораблестроении и др. Одним из самых распространенных способов получения крупногабаритных карбоновых деталей служит вакуумная инфузия. В этой технологии важное значение имеет процесс постотверждения детали, при котором происходит набор прочности детали.
Игорь Бобарика подчеркивает, что многие исследователи сталкиваются с проблемой неравномерного распределения тепла по поверхности и в толщине застывающего полимера. Особенно это видно при изготовлении габаритных маложестких деталей, которые может повести «винтом». Иркутские политеховцы пытаются подобрать методы, обеспечивающие постоянный тепловой режим без использования термокамеры. Технологический процесс изготовления деталей воспроизводится в лабораторных условиях.
«Мы применяем специализированное интеллектуальное оборудование, которое сами разрабатываем. Сейчас изготавливаем опытную партию карбоновых листов, из которых будут вырезаны образцы для последующих прочностных испытаний. Важно сравнить образцы, взятые с аналогичных участков нескольких идентичных карбоновых листов», - подчеркнул Игорь Бобарика.
Дополнительным новшеством проекта является термопанель, собранная политеховцами. Устройство состоит из четырех галогенных нагревателей, нагревающих рабочую зону с небольшого расстояния. Особая конструкция панели и возможность ее оперативного реконфигурирования в зависимости от детали позволяет регулировать температуру технологического процесса и управлять ею по заданной программе.
«Подобные устройства существуют на рынке. Как правило, это крупногабаритное маломобильное оборудование, перемещение которого предусмотрено в границах рабочего участка с подготовленным основанием. Такое оборудование проблематично применять при ремонте больших композитных изделий, например, корпусов яхт. Предложенная нами термопанель более мобильна. При необходимости ее можно перемещать и вне подготовленных площадок, повышая эффективность работ», - добавляет сотрудник вуза.
Проект является частью кандидатской диссертации аспиранта Алексея Коваля. Исследование автора связано с подбором технологий проектирования изделий из композитов. Большой конструкторский и экспериментальный вклад в работу внёс выпускник кафедры самолетостроения и эксплуатации авиационной техники Александр Груздев, окончивший политех полгода назад. Он трудится по специальности и готовится к поступлению в аспирантуру ИРНИТУ.
Ранее исследователи участвовали в создании дроножабля - гибрида дрона, катамарана и дирижабля с композиционным крылом и двумя гелиевыми баллонами.
Кроме того, в команде задействован студент кафедры Антон Яндышев.
Испытаниями деталей из карбоновых листов в 2021 году займется инициативная группа во главе с директором Института «Сибирская школа геонаук» (SSG) Александром Паршиным. Недропользователи планируют изготовить из карбона подвесные рамы для беспилотников.
Если проект будет признан эффективным, авторы намерены участвовать в грантовых программах, сотрудничать с производителями композиционных материалов.
