В КНИТУ-КАИ запатентовали новую технологию литья термопластов

Молодые ученые КНИТУ-КАИ создали новую технологию литья термопластов под давлением с применением формуемых вспененных заполнителей. Технология получения современных композитных материалов разрабатывалась с прицелом на рынок спортивного инвентаря, но может оказаться полезной в авиа- и автомобилестроении.

Способ, принятый казанскими учеными за прототип, предполагает подачу газа методом газодинамического удара: в полость формы из двух половин подают расплавленный материал на 50-60% заполняемого объема под давлением. Газодинамический удар распределяет материал по внутренней поверхности формы.

Отличие технологии литья термопластов, созданной казанскими инженерами — в возможности задать точную внутреннюю структуру изделия за счет заданной под конкретную задачу геометрии сердечника (вспененного заполнителя), на который сверху «надевают» плотную оболочку из термопласта. В качестве термопласта используют полиамид.

Отформованные вспененные заполнители укладываются в пресс-форму. Термопласт подается в нее же из разогретого сопла под давлением. Поскольку температура расплава полиамида ниже температуры стеклования матрицы вспененного заполнителя, то при впрыске расплава матрица заполнителя не деформируется необратимо.

Технология решает задачу, когда нужно одновременно снизить массу изделия, повысить жесткость за счет внутреннего силового каркаса, получить заданные функциональные свойства, такие как ударопрочность, тепло- и звукоизоляция благодаря программируемой структуре заполнителя. Силовой каркас изделия может быть запрограммирован на этапе создания конструкторской документации будущего изделия. При этом геометрию и расположение внутреннего силового каркаса задают конфигурацией каналов для протекания расплава термопласта, образованных поверхностью вспененного заполнителя и внутренней поверхностью пресс-формы.

Композитная индустрия остается зависимой от ручного труда, и такие методы, как вакуумная инфузия, контактное формование и препреги, хотя и обеспечивают качество, мало подходят для массового производства, — поясняет младший научный сотрудник НОЦ «Центр композитных технологий» — Научно-исследовательская лаборатория №6 КНИТУ-КАИ Евгений Пузырецкий. — Литье термопласта, напротив, дешевое и быстрое, но не обеспечивает оптимального соотношения массы и прочности. Новая разработка объединяет преимущества этих подходов.

Проект ученых КНИТУ-КАИ по созданию новой технологии литья термопластов с формуемым вспененным заполнителем был поддержан грантом программы «Старт-1» Фонда содействия инновациям (ФСИ) в 2025 году. Исследования проводились коллективом стартапа «АПЕКС Композит» на базе КНИТУ-КАИ и Передовой инженерной школы КНИТУ-КАИ (ПИШ КАИ).

В 2026 году ученым КНИТУ-КАИ Федеральной службой по интеллектуальной собственности выдан Патент RU 2 869 544.

Изображение: КНИТУ-КАИ

Источник: Минобрнауки России