Производство изделий из композитных материалов. Бизнес на производстве композитной арматуры

Одним из наиболее востребованных видов продукции, выпускаемых АО «Флотенк», являются композитные профили. Их производит композитно-полимерных изделий под Санкт-Петербургом, оснащенный современным оборудованием, позволяющим изготавливать изделия самого высокого качества с минимальными затратами и, соответственно, по наиболее приемлемым ценам.

Для заказа и расчета композитных изделий отправьте запрос на E-mail: или позвоните по бесплатному телефону 8 800 700-48-87.

Преимущества композитных изделий от компании «Флотенк»

Наши заводы, работающие с композитными материалами, обеспечивают превосходное качество выпускаемой продукции. Стеклопластиковые профили по большинству своих технических и эксплуатационных характеристик ничем не уступают аналогичной продукции, выпускаемой из стали, а по многим параметрам ее превосходят.

Сравнение конструкций из металла с композитными

Фактор	Конструкции из металла	Конструкции из стеклопластика
Безопасность	Падения в результате поскальзывания являются основной причиной травматизма на производстве.	Противоскользящие поверхности пластикового настила значительно снижают возможность возникновения несчастного случая.
Монтаж конструкции	Для установки металлических конструкций необходимо мощное грузоподъемное оборудование, дополнительные затраты рабочей силы на резку, сварку, окраску и обработку кромок конструкций.	Композитные конструкции не требуют мощного грузоподъемного оборудования. Для их установки необходимо минимальное количество трудозатрат. Конструкции из стеклопластика не требуют окраски и обработки кромок.
Обслуживание конструкции	В агрессивных средах металлические конструкции требуют интенсивного обслуживания и часто разрушаются после нескольких лет эксплуатации.	Конструкции из стеклопластика имеют большой срок эксплуатации и требуют минимального обслуживания.

Сравнительные характеристики различных материалов

Характеристика	Стеклопластик	ПВХ	Дерево (сосна)	Алюминиевые сплавы	Нержавеющая сталь
Плотность, кг/см3	1,6...1,9	1,3...1,43	0,3...0,7 (0,52)	2,7	7,7...7,9
Модуль упругости, ГПа	17...22*	2,0...2,7	7...12 (11)	70	210
Предел прочности при растяжении, МПа	170...227*	4...7**	130* (83*)	100**	200...226**
Коэффициент линейного термического расширения, 10-6/К	0,5 ... 8	50	2,7...5	19,6...26,9	11,9...15
Теплопроводность, Вт/К*м	0,58	0,13...1,63	0,1...0,23	201,3...221	17,5...58

Примечания
* - свойство материала вдоль волокон;
** - для металлов и ПВХ предел текучести

Таблица характеристик композитного профиля

Механические свойства (стандарт EN ISO 527)
Предел прочности при растяжении (вдоль волокон)	МПа	226,9
Предел прочности при растяжении (поперёк волокон)	МПа	51,6
Модуль упругости при растяжении (вдоль волокон)	ГПа	17,2
Модуль упругости при растяжении (поперёк волокон)	ГПа	5,5
Предел прочности при сжатии (вдоль волокон)	МПа	226,9
Предел прочности при сжатии (поперёк волокон)	МПа	113,4
Модуль упругости при сжатии (вдоль волокон)	ГПа	20,6
Модуль упругости при сжатии (поперёк волокон)	ГПа	6,9
Предел прочности при изгибе (вдоль волокон)	МПа	226,9
Предел прочности при изгибе (поперёк волокон)	МПа	75,6
Модуль упругости при изгибе (вдоль волокон)	ГПа	11
Модуль упругости при изгибе (поперёк волокон)	ГПа	5,5
Модуль упругости	ГПа	19,2-22,0
Модуль сдвига	ГПа	2,9
Коэффициент Пуассона (вдоль волокон)	мм/мм	0,35

Технология производства композитных изделий

Заводы по производству композитных материалов нашей компании выпускают композитные изделия в широком ассортименте по технологии пултрузии. Производственные линии включают в себя системы подачи волокна, полимерные ванны, преформовочные устройства, фильеры, а также синхронизированную тянущую и отрезную машины.

На первом этапе производства полимерно-композитных конструкций нити стекловолокна проходят через полимерную ванну. В качестве связующего наша компания использует различные смолы (полиэфирные, акриловые, виниловые и т.д.), которые и придают готовым изделиям требуемые свойства. Далее на заводе композитных изделий пропитанные волокна поступают в так называемую префоромовочную машину. В ней будущему профилю придается необходимая геометрическая конфигурация. После этого полученный полуфабрикат пропускается через фильеру, нагретую до определенной температуры. В ней происходит полимеризация смолы.

Прохождение пропитанного стекловолокна по технологической цепочке на наших заводах композитных материалов осуществляется с использованием синхронизированных тянущих машин. Они же подают изготовленный профиль на машины отрезные, которые раскраивают его на отрезки определенной длины. После этого на заводах композитных технологий «Флотенк» происходит упаковка продукции, и она оказывается готовой для поставки потребителям

Разновидности композитных изделий

На наших заводах полимерных композитов на настоящий момент выпускаются следующие разновидности профилей:

Уголок; Двутавр; Швеллер; Круглая труба; Квадратная труба; Прямоугольная труба; Рифленая труба; Поручень.

Кроме того, мы производим композитные пластины и настилы, отбойники, кабель-каналы, арматуру, лестницы, профили для дачи, звукопоглощающие профили и дорожные ограждения.

Заводы по производству композитной арматуры и профилей компании «Флотенк» выпускают изделия, обладающие абсолютной коррозионной стойкостью , совсем небольшим удельным весом и высокой механической прочностью . Они являются диэлектриками, обладают электромагнитной прозрачностью и очень низкой теплопроводностью. Монтаж наших профилей обеспечивается при помощи болтовых и клеевых соединений, осуществляется быстро и просто.

На нашем санкт-петербургском и уральском заводе композитной арматуры может быть изготовлен стеклопластиковый профиль практически любой конфигурации под заказ. Что же касается стоимости этих конструкционных материалов, то она минимальна, поскольку мы являемся их производителями. Следует также заметить, что все заказы выполняются нами строго в оговоренные сроки.

Выгодно ли производство и применение неметаллической арматуры?

Выгодно ли производство композитной арматуры и является ли достаточно перспективным на Российском рынке? Являясь достаточно новым бизнесом, вызывает много вопросов и сомнений среди потенциальных инвесторов. Попробуем разобраться в основных проблемах и преимуществах этого технологического процесса.

Композитной считается арматура, изготовленная не из привычной стали, а из материалов с композитными составляющими. Базовым веществом являются базальтовые волокна или стеклоровинг, также возможно совместное использование этих компонентов, скрепление которых осуществляется полимерными добавками. Крепление "композитки" происходит путем соединения ее хомутами, а не горячей сваркой.

Такой процесс работы с неметаллической арматурой отличается от крепления со стальной. "Неметаллическая" - профессиональное наименование композитной арматуры. Применение каркаса из композитных материалов находит место в гражданском строительстве, частных нуждах. На дачных участках использование ее востребовано в строении тепличных конструкций.

Главные преимущества композитной арматуры:

Каркас из металла уступает своей прочностью композитному (показатели стального составляют 390 МПа, а композитного - 1100 МПа);
Каркас с композитными компонентами устойчив к коррозии, а также к кислотной коррозии, что позволяет осуществлять работы в море;
Упругость композитной арматуры гораздо выше стальной;
Не является проводником тока;
Считается радиопрозрачной;
Композитный каркас имеет гораздо меньший вес по сравнению c арматурой из стали;
Характеристики прочности постоянны под воздействием низкого температурного режима (-70°C);
Характеристики прочности неизменны под воздействием полей электромагнитного излучения.

Организация и ведение бизнеса по производству композитной арматуры из стеклопластика и композита требует значительных вложений капитала, размер которого может варьироваться от 1 до 16 млн. руб. (если покупать надежное оборудование). Размеры инвестирования одинаковы, независимо от запланированной масштабности производства, однако в будущем доход вполне компенсирует все затраты. Строительному рынку необходимы новые идеи, качественный подход к производству. Для создания удачного бизнеса необходимо приобретение качественного оборудования, создание особенных рецептур для приготовления сырья.

Оборудование и технология производства композитной базальтовой и стеклопластиковой арматуры

Сырьевые компоненты:

Смолы;
Обмоточный ровинг (стеклоровинг, базальтовый);
Нить для сплетения (подойдет ровинг для обматывания);
Спирт этиловый;
Ацетон;
Дициандиамид.

Стоит отметить, что желаемое сырье может значительно отличаться от обозначенного, иметь другой состав. Это не будет считаться значительным отклонением в осуществлении производственного процесса.

Базальтопластиковая (БПА) и востребованная стеклопластиковая (СПА) арматуры стали новыми возможносями в использовании на российском строительном рынке. Помимо того, применяют еще стеклопластиковый стержень наряду с базальтовым рельефом (ребром).

Соединяющими элементами являются смолы синтетического происхождения. Среди них выделяют те, которые затвердевают при реакции поликонденсации (кремнийорганические, фенолальдегидные) и не выделяют вредных веществ при затвердевании (эпоксидные, непредельные).

Самые известные полимерные смолы - полиимидные, полибензотиозолевые, полибензимидазоловые. В основном, их использование характерно соединением с другими полимерными веществами.

При использовании эпоксифенольных скрепляющих веществ стеклопластиковый каркас получается стойким к коррозийным изменениям. Чтобы улучшить арматуре электрические свойства, требуется использовать полиэфирные связующие вещества.

Рецептура изготовления стеклопластиковой арматуры на 1 кг:

Стекложгут-ровинг (марки РБН-10-2520, РБН-10-2520-4Э) - 0,862 кг;
Смола эпоксидная (марки ЭД-20, ЗИС-1) - 0,134 кг;
Смола фенолформальдегидная (марка ЛБС - 1) - 0,116 кг;
Этиловый спирт - общая масса 0,015 кг;
Дициандиамид - не более 0,03 кг;
Нить для сплетения (достаточно 0,01 кг);
Раствор ацетона (норма 0,021 кг).

Композитная продукция привычным способом, где базовым процессом всего производственного действия является подсушивание и размотка волокон, их пропитывание скрепляющими веществами и последующая их полимеризация.

Видеоматериал о производстве стеклопластиковой арматуры:

Непрерывная протяжка помогает получить неметаллическую арматуру из волокна различных типов. В этом процессе необходимо иметь в виду допустимую температуру затвердевания скрепляющих веществ и технологичность.

Недостатки композитной арматуры

На фото базальтовая арматура со стеклопластиковым эпоксидным покрытием

Есть несколько существенных недостатков материала:

Чувствительна к ультрафиолету
Сравнительно низкий модуль упругости, сталь в 3-4 раза превосходит "композитку" по этому показателю. Поэтому использование в строительстве затруднено: конструкция будет иметь недостаточную жесткость, основной каркас будет прогибаться и растягиваться.
Возникновение дефектов, микротрещин после неправильной разгрузки (боится динамических воздействий)
Плохая теплостойкость/огнестойкость

Сложность реализации состоит в более высокой цене по сравнению с металлической: потребитель предпочитает экономичные и привычные варианты, выбирая проверенную и знакомую стальную арматуру. Поэтому основной проблемой композитной арматуры является поиск путей снижения стоимости готовой продукции.

Материал сравнительно новый, СНИПы еще не содержат нужной информации по ее использованию, поэтому в многоэтажном строительстве применение затруднено.

Еще одно видео о проблемах и мифах об этой продукции:

Мнений противоположных масса, как заключение можно сказать, применять стеклопластиковое армирование спокойно можно в бетонной стяжке одноэтажных зданий, в стенах предпочтительнее стальная или комбинированное применение в качестве усилителя.

Материалы на основе нескольких компонентов, что обусловливает их эксплуатационные и технологичные характеристики. В основе композитов лежит матрица на основе металла, полимера или керамики. Дополнительное армирование выполняется наполнителями в виде волокон, нитевидных кристаллов и различных частиц.

За композитами - будущее?

Пластичность, прочность, широкая сфера применения - вот чем отличаются современные композитные материалы. Что это такое с точки зрения производства? Эти материалы состоят из металлической или неметаллической основы. Для усиления материала используются хлопья большей прочности. Среди можно выделить пластик, который армируется борными, углеродными, стеклянными волокнами, или алюминий, армированный стальными или бериллиевыми нитями. Если комбинировать содержание компонентов, можно получать композиты разной прочности, упругости, стойкости к абразивам.

Основные типы

Классификация композитов основана на их матрице, которая может быть металлической и неметаллической. Материалы с металлической матрицей на основе алюминия, магния, никеля и их сплавов обретают дополнительную прочность за счет волокнистых материалов или тугоплавких частиц, которые не растворяются в основном металле.

Композиты с неметаллической матрицей в основе имеют полимеры, углерод или керамику. Среди полимерных матриц наиболее популярны эпоксидная, полиамидная и фенолформальдегидная. Форма композиции придается за счет матрицы, которая выступает своеобразным связующим веществом. Для упрочнения материалов используются волокна, жгуты, нити, многослойные ткани.

Изготовление композитных материалов ведется на основе следующих технологических методов:

пропитка армирующих волокон матричным материалом;
формование в пресс-форме лент упрочнителя и матрицы;
холодное прессование компонентов с дальнейшим спеканием;
электрохимическое нанесение покрытия на волокна и дальнейшее прессование;
осаждение матрицы плазменным напылением и последующее обжатие.

Какой упрочнитель?

Во многих сферах промышленности нашли применение композитные материалы. Что это такое, мы уже сказали. Это материалы на основе нескольких компонентов, которые обязательно упрочняются специальными волокнами или кристаллами. От прочности и упругости волокон зависит и прочность самих композитов. В зависимости от вида упрочнителя все композиты можно поделить:

на стекловолокниты;
карбоволокниты с углеродными волокнами;
бороволокниты;
органоволокниты.

Упрочнительные материалы могут укладываться в две, три, четыре и больше нити, чем их больше, тем прочнее и надежнее в эксплуатации будут композиционные материалы.

Древесные композиты

Отдельно стоит упомянуть древесный композит. Он получается посредством сочетания сырья разного типа, при этом в качестве основного компонента выступает древесина. Каждый древесно-полимерный композит состоит из трех элементов:

частиц измельченной древесины;
термопластичного полимера (ПВХ, полиэтилена, полипропилена);
комплекса химических добавок в виде модификаторов - их в составе материала до 5 %.

Самый популярный вид древесных композитов - это композитная доска. Ее уникальность в том, что она объединяет в себе свойства и древесины, и полимеров, что существенно расширяет сферу ее применения. Так, доска отличается плотностью (на ее показатель влияет базовая смола и плотность древесинных частичек), хорошим сопротивлением на изгиб. При этом материал экологичный, сохраняет текстуру, цвет и аромат натурального дерева. Использование композитных досок абсолютно безопасно. За счет полимерных добавок композитная доска обретает высокий уровень износостойкости и влагостойкости. Ее можно использовать для отделки террас, садовых дорожек, даже если на них приходится большая нагрузка.

Особенности производства

Древесные композиты имеют особенную структуру за счет сочетания в них полимерной основы с древесиной. Среди материалов подобного типа можно отметить древесно-стружечные, разной плотности, плиты из ориентированной щепы и древесно-полимерный композит. Производство композитных материалов данного типа ведется в несколько этапов:

Измельчается древесина. Для этого используются дробилки. После дробления древесину просеивают и делят на фракции. Если влажность сырья - выше 15 %, его обязательно высушивают.
Дозируются и смешиваются основные компоненты в определенных пропорциях.
Готовое изделие прессуется и форматируется для обретения товарного вида.

Основные характеристики

Мы описали самые популярные полимерные композитные материалы. Что это такое, теперь понятно. Благодаря слоистой структуре есть возможность армирования каждого слоя параллельными непрерывными волокнами. Стоит отдельно сказать о характеристиках современных композитов, которые отличаются:

высоким значением временного сопротивления и предела выносливости;
высоким уровнем упругости;
прочностью, которая достигается армированием слоев;
за счет жестких армирующих волокон композиты обладают высокой стойкостью к напряжениям на разрыв.

Композиты на основе металлов отличаются высокой прочностью и жаропрочностью, при этом они практически неэластичны. За счет структуры волокон уменьшается скорость распространения трещин, которые иногда появляются в матрице.

Полимерные материалы

Полимерные композиты представлены в многообразии вариантов, что открывает большие возможности по их использованию в разных сферах, начиная от стоматологии и заканчивая производством авиационной техники. Наполнение композитов на основе полимеров выполняется разными веществами.

Наиболее перспективными сферами использования можно считать строительство, нефтегазовую промышленность, производство автомобильного и железнодорожного транспорта. Именно на долю этих производств приходится порядка 60 % объема использования полимерных композиционных материалов.

Благодаря высокой устойчивости полимерных композитов к коррозии, ровной и плотной поверхности изделий, которые получаются методом формования, повышается надежность и долговечность эксплуатации конечного продукта.

Рассмотрим популярные виды

Стеклопластики

Для армирования этих композиционных материалов используются стеклянные волокна, сформованные из расплавленного неорганического стекла. Матрица основывается на термоактивных синтетических смолах и термопластичных полимерах, которые отличают высокая прочность, низкая теплопроводность, высокие электроизоляционные свойства. Изначально они использовались при производстве антенных обтекателей в виде куполообразных конструкций. В современном мире стеклопластики широко применяются в строительной сфере, судостроении, производстве бытового инвентаря и спортивных предметов, радиоэлектронике.

В большинстве случаев стеклопластики производятся на основе напыления. Особенно эффективен этот метод при мелко- и среднесерийном производстве, например корпусов катеров, лодок, кабин для автомобильного транспорта, железнодорожных вагонов. Технология напыления удобна экономичностью, так как не требуется раскраиваться стекломатериал.

Углепластики

Свойства композитных материалов на основе полимеров дают возможность использовать их в самых разных сферах. В них в качестве наполнителя используются углеродные волокна, получаемые из синтетических и природных волокон на основе целлюлозы, пеков. Волокно обрабатывается термически в несколько этапов. По сравнению со стеклопластиками углепластики отличаются более низкой плотностью и более высоким при легкости и прочности материала. Благодаря уникальным эксплуатационным свойствам углепластики находят применение в машино- и ракетостроении, производстве космической и медицинской техники, велосипедов и спортивных принадлежностей.

Боропластики

Это многокомпонентные материалы, в основе которых лежат борные волокна, введенные в термореактивную полимерную матрицу. Сами волокна представлены мононитями, жгутами, которые оплетаются вспомогательной стеклянной нитью. Большая твердость нитей обеспечивает прочность и стойкость материала к агрессивным факторам, но при этом боропластики отличаются хрупкостью, что осложняет обработку. Борные волокна стоят дорого, поэтому сфера применения боропластиков ограничена в основном авиационной и космической промышленностью.

Органопластики

В этих композитах в качестве наполнителей выступают в основном синтетические волокна - жгуты, нити, ткани, бумага. Среди особенных свойств этих полимеров можно отметить низкую плотность, легкость по сравнению со стекло- и углепластиками, высокую прочность при растяжении и высокое сопротивление ударам и динамическим нагрузкам. Этот композиционный материал широко используется в таких сферах, как машино-, судо-, автостроение, при производстве космической техники, химическом машиностроении.

В чем эффективность?

Композитные материалы за счет уникального состава могут использоваться в самых разных сферах:

в авиации при производстве деталей самолетов и двигателей;
космической технике для производства силовых конструкций аппаратов, которые подвергаются нагреванию;
автомобилестроении для создания облегченных кузовов, рам, панелей, бамперов;
горной промышленности при производстве бурового инструмента;
гражданском строительстве для создания пролетов мостов, элементов сборных конструкций на высотных сооружениях.

Использование композитов позволяет увеличить мощность двигателей, энергетических установок, уменьшая при этом массу машин и оборудования.

Какие перспективы?

По мнению представителей сферы промышленности России, композиционный материал относится к материалам нового поколения. Планируется, что к 2020 году вырастут объемы внутреннего производства продукции композитной отрасли. Уже сейчас на территории страны реализуются пилотные проекты, направленные на разработку композитных материалов нового поколения.

Применение композитов целесообразно в самых разных сферах, но наиболее эффективно оно в отраслях, связанных с высокими технологиями. Например, сегодня ни один летательный аппарат не создается без использования композитов, а в некоторых из них используется порядка 60 % полимерных композитов.

Благодаря возможности совмещения различных армирующих элементов и матриц можно получить композицию с определенным набором характеристик. А это, в свою очередь, дает возможность применять эти материалы в самых разных сферах.

Производство композитной арматуры включает в себя 7 линии АКП-2, позволяющие производить стеклопластиковую арматуру в 2 ручья. Изготовление начинается с подготовки компаунда, в который входит эпоксидная смола, отвердитель, ускоритель, пеногаситель, а также с намотки ровинга на шпули с помощью скрутчика нитей ровинга. На следующем этапе бобины с ровингом размещаются на шпулярнике и нити протягиваются до тянущего устройства, компаунд заливается в ванну пропитки, а подготовленные заранее шпули размещаются на вилках узла намотки периодического профиля, после чего можно начинать сам производственный процесс. Нити ровинга, нагреваясь в узле просушки и прогрева, поступают в ванну пропитки с компаундом, который тоже достиг нужной температуры. Узел отжима компаунда позволяет убрать излишки компаунда с нитей для получения максимально качественного продукта с максимальной себестоимостью. Далее нити ровинга формируются в жгут, и происходит намотка периодического профиля, который позволяет убрать возможные остатки воздуха между волокон и придать дополнительную жесткость и сцепление с поверхностью конечному продукту. После узла намотки периодического профиля уже сформированный стержень стеклопластиковой арматуры поступает в туннельную печь полимеризации, где собственно и происходит процесс спекания арматуры. Из печи арматура поступает в ванну охлаждения, водяную или воздушную – зависит от диаметра производимой арматуры. Тянущее устройство линий Армпласт позволяет протягивать арматуру до 32 мм в диаметре, при этом, не затрачивая большое количество электроэнергии и не позволяя двигателю перегреваться и выходить из строя. Готовая арматура в автоматическом режиме формируется в бухты на двухстороннем бухтонамотчике, который позволяет в спокойном ровном ритме забухтовывать арматуру с одной стороны, при этом не останавливая линию наматывать новые бухты с другой стороны.

Схожий производственный процесс происходит и при иготовлении композитной сетки, только для её производства необходимы поперечные пруты арматуры, которые и образуют между собой композитную стеклопластиковую сетку.

Вся продукция проходит контроль качества на соответствие всем нормативным характеристикам, которые регламентированы в ГОСТе.

На складах Армпласт всегда находится достаточное количество готовой Арматуры для закрытия потребностей любой строительной компании.

Менеджеры Армпласт отлично знают продукцию, готовы проконсультировать и индивидуально подходят к каждой заявке, каждого клиента и абсолютно всегда вежливы и учтивы, будь то крупный застройщик или частный покупатель. Гибкая ценовая политика, которую мы можем проводить собственное производство, позволяет достигнуть консенсуса с нашим покупателем.

Армпласт является одним из ведущих поставщиков гибких связей собственного производства. География поставок не ограничена ни городом, ни регионом – у нас есть собственный транспорт, обширная дилерская сеть и договора с основными транспортными компаниями. Доставку композитных гибких связей, за счёт их компактности и относительно небольшого веса, можно осуществить транспортными компаниями абсолютно в любой уголок нашей страны и мира.

Производство сетки является довольно инновационным и линии производства композитной сетки Армпласт позволяют создать продукт великолепного качества в соответствии со всеми мировыми стандартами качества, при этом они экономичны и не наносят какого-либо ущерба окружающей среде, поскольку производство экологически чистое и стеклопластик приравнен к натуральным материалам, будь то дерево или камень.

Участок производства катализатора АТК-02.1 оснащён собственной лабораторией, что позволяет производить фирменный ускоритель с неизменно эталонным качеством.

Представление об изделиях из композиционных материалов очень близко к представлению об идеальных вещах: они чрезвычайно легки, прочны, надежны, технологичны. Развитые страны давно устроили у себя “композитную революцию”. В обозримом будущем нечто подобное ожидает и Украину, и чем раньше отечественные бизнесмены займутся подобным производством, тем больше шансов заблаговременно набраться опыта и устоять в конкуренции с коллегами.

Наконец, два основных фактора, способствующих освоению высокотехнологичных сфер, в стране есть. Это высокий образовательный уровень и дешевый труд.

Человеческим языком

Композит, композиционный материал - класс материалов, состоящих из нескольких веществ и обязательно содержащих армирующие, усиливающие элементы.
Углепластик - под этим понятием чаще всего подразумевают композит с армирующими углеродными нитями.
Матрица (1), или связующее - отвердевшее вещество, в которое погружены армирующие волокна. Служит для их соединения в целостную конструкцию.
Матрица (2), или форма - изделие, заполняемое еще не отвердевшим композитным материалом. Готовый композитный элемент - зеркальный слепок с матрицы.
Мастер-модель (в некоторых технологиях) - точный прообраз будущей композитной детали. Мастер-модель служит для формовки матрицы (2).

Деньги

Самое интересное в композитной теме - просто-таки ничтожные инвестиции в производство начального уровня. Оснастка “минимального” цеха (гаражного типа), выпускающего по индивидуальным заказам небольшие элементы вроде стеклопластиковых автотюнинговых обтекателей, - это буквально несколько сот USD.

Цех с механизацией, рассчитанный на производство сравнительно массовых штуковин вроде лодочных корпусов, весел, тур- или спортинвентаря, потянет примерно $20-50 тыс. Ну а завод, способный проектировать и выпускать корпуса яхт, химических реакторов и другие ответственные вещи, - это миллионные вложения. Во всех случаях основная составляющая композитного производства - матрицы, формы для изделий. Именно они - главное богатство производителя.

Почти то же самое касается и производства изделий из литьевого камня. Затраты на цеха различной оснащенности в этой подотрасли аналогичны капвложениям в производство стеклопластиковых изделий.

Если говорить грубо, килограмм стеклопластикового изделия обходится покупателю в среднем в $10. Лодка стоит $300-400, обтекатель на трейлер - $50-100, лопасть для весла - $30, самолетный планер (легкая авиация) - примерно $50 тыс., небольшая яхта - до $100 тыс.

Углепластиковые изделия дороже в 4-5 раз. Самое интересное, что в стране полно любителей, готовых заплатить $1,5 тыс. за байдарку (не считая весел) или $1 тыс. за “голую” велосипедную раму (без руля, передней вилки, колес и оборудования).

Себестоимость

В готовом стеклопластиковом продукте около 30% массы приходится на стеклоткань (можно применять минеральную ткань), 1,5-2% - на катализатор, остальное - на полиэфирную (или эпоксидную, или иную) смолу.

Исходя из средних цен на компоненты (см. главку “Сырье” на стр.77) с учетом “допуска” на энергию, зарплату, текущие расходы, нетрудно вычислить, что возможная себестоимость стеклопластикового изделия - около $5-6 за 1 кг. Естественно, производители не распространяются относительно реальных “себестоимостных” показателей. Если учесть, что рыночные цены на тот же “средний” 1 кг стеклопластикового изделия - примерно $10, легко оценить сегодняшнюю рентабельность процесса: она может достигать 100%. Впрочем, реальная рентабельность наверняка ниже: цифру омрачают простои, непредвиденные расходы и пр.

Перспективы

На каких изделиях из композитов в ближайшем будущем будут зарабатываться серьезнейшие деньги? Прозрачно намекаем: они будут зарабатываться на производстве композитных изделий для электроэнергетики, электротранспорта и химпрома, а также на производстве товаров народного потребления (ТНП).

Речь, прежде всего, идет о всяческих изоляторах: например, стеклопластиковые уголки для изоляции подножек, базальтопластиковые токоприемные штанги, высоковольтные изоляторы. Не меньший “аншлаг“ обещает применение композитов “химической направленности” для изготовления разнообразных емкостей, реакторов, термостойких втулок, автоматических регуляторов.

О товарах народного потребления уже сказано (между прочим, в Европе пластиковые пуговицы считаются некачественными, а стеклопластиковые - качественными).

Интересны перспективы композитов в подводной технике. Для Греции отечественные компании уже строят туристические подводные аппараты, для Китая - блоки плавучести для “беспилотных” геологоразведчиков в глубоких пришельфовых зонах.

А вот мода на “прибамбасы” в “легковом” автодизайне, в общем-то, проходит. Народ понял, что спойлеры и антикрылья на легковушках не слишком нужны. Зато функциональный тюнинг для грузовиков (обтекатели) позволяет экономить 30% горючего. Такой обтекатель, по свидетельству “дальнобойных” водил со стажем, окупается на 500-1000 км пробега.

Теперь об электроэнергетике, точнее - о ветроэнергетике.

Украина, как ни странно, по быстроте развития оной занимает в СНГ одно из лидирующих положений. А крылья ветротурбин, напомним, во всем мире делают почти исключительно из стеклопластика. Из него же можно строить и “несущие элементы” ветроэлектростанций - башни. Названный рынок в Украине сулит “композитчикам” огромные перспективы. Его емкость, по минимуму, оценивается в $150-200 млн. По прогнозам авторитетнейших западных энергетических изданий, в так называемых развитых странах примерно к 2006 году стоимость ветроэлектроэнергии сравняется с ценой энергии, вырабатываемой ТЭС. Возможно, именно тогда, учась на чужих примерах, украинскую ветроэнергетику станет дотировать государство. По крайней мере, документов (и дополнений к документам) оно разработало на этот счет множество. Достаточно вспомнить “Комплексную программу строительства ВЭС до 2010 года” (которая, кстати, теоретически предусматривает госфинансирование) и законы Украины “Об энергосбережении”, “Об альтернативных источниках энергии”, “О внесении изменений в некоторые законодательные акты Украины о стимулировании развития ветроэнергетики в Украине”.

Маркетинг

В “стеклопластиковом” бизнесе сейчас намного удобнее и выгоднее найти большой промышленный заказ, нежели серийно производить “нецелевые” ТНП. Модифицировать эту сбытовую модель пока крайне трудно. Работать с магазинами “композитчикам”, выпускающим ТНП, невыгодно: продукт сравнительно дорог и мало распространен. Поэтому “ТНПшники” торгуют, как правило, через собственный офис.

Хороший канал сбыта - заказы всяческих госорганизаций или мэрий. Например, построить аквапарк стоит минимум $50 тыс., “обвешать” антивандальными стеклопластиковыми сиденьями средний стадион - минимум $200 тыс.

Разрешительные документы

Руководящих документов для композитных производств немного. Прежде всего это медицинские нормы допустимой концентрации вредных испарений (смолы-то связующие, пока не затвердеют - жутко вредны). Прежде чем работать, надобно написать техусловия на “производственные вредности”. В них нужно рассчитать концентрацию паров и доказать, что с учетом защитных мер она не превысит медицинской нормы. Этот акт - дело обязательное, но бесплатное. Впрочем, санэпидемслужба может запросить некую сумму за консультации.

В нем совершенно нет ничего сложного. Путь ходатайствующего о разрешении предпринимателя лежит в мэрию и ее комитеты (архитектурный, энергетический, коммунальный, экологический), а также к “санэпидемистам” и охранникам труда. Представители этих служб обычно не сильно упираются в таком малоопробованном деле, как композитное.

Стоит помнить!

В число защитных средств, согласно санитарным ТУ, входят вентиляция и противогазы. С вентиляцией понятно (общецеховая система, вытяжки). Вложения в нее в “гаражном” цехе - сотня американских долларов, в серьезном производстве - около $1 тыс. С противогазами сложнее. Современные полиэфирные смолы (самый распространенный материал матрицы) крайне летучи и, по данным торговцев смолами, “пронзают” большинство противогазовых фильтров. Поэтому желательно иметь специализированные маски, предлагаемые теми же торговцами (цена одной маски - около $30). Нужна и спецодежда. Если неохота переплачивать за фирменную, брюки-куртки-рукавицы можно купить в строймаге или недорого заказать у швейников.

Сырьё

Украинское стекловолокно и стеклоткань для композитов годятся, но с оговорками. По мнению практиков, они изначально не предназначены для такой роли и нуждаются в дополнительной подготовке (отжиге), поскольку содержат парафин, мешающий взаимодействию со смолами. Впрочем, отечественные “волоконщики” всегда готовы сделать много “правильной” стеклоткани, но для этого им нужен заказ тонн этак на пятьдесят. Крупнейшие украинские заводы стекловолокна находятся в Мерефе (Харьковская обл.), Бердянске (Запорожская обл.) и Северодонецке (Луганская обл.).

Килограмм хороших импортных стеклонитей или ткани стоит $2-8. Погонный метр отечественной стеклоленты стоит 2-3 грн. - примерно в 3-4 раза дешевле импорта.

Угольное волокно примерно вдесятеро дороже стеклоткани.

Вяжущее - это в основном пластмассы: термопласты (полиэтилен) и реактопласты (лучшая по механическим свойствам - эпоксидка, по цене - полиэфирные смолы). Параметры украинских смол не нравятся производителям (не только “композитчикам”, но и заводам минеральной ваты или древесных плит). Импортные полиэфирные смолы стоят $2-5 за 1 кг.

Технология и помещение

Суть композитного производства проста. Нужно всего лишь залить смолой “выемку”, которой “зеркальным образом” уподобится готовая деталь. В простейшем технологическом варианте “заливка” выглядит как прикатка вымоченных в полимере кусков стеклоткани малярскими валиками. Процедура, несмотря на видимую простоту, требует навыка и квалификации.

“Выемку” (матрицу, форму) можно лепить их подручного материала: фанеры, реек или из того же стеклопластика. Основная ценность любого композитного производства - именно набор (парк) матриц. В этом наборе - 90% всего капитала, вложенного в цех. Старые матрицы можно легко применить для новых заказов.

Размеры композитного цеха весьма произвольны и зависят только от конфигурации изделий и матриц. Тратиться обычно приходится на аренду (примерно $1 тыс. в месяц), на устройство вентиляции (для небольшого цеха - 1-3 сотни долларов), на отопление и электричество (сотня-другая долларов в месяц).

Градация композитных цехов по затратам примерно такова

1. Простейший цех с ручным нанесением смолы (ламинированием). Оборудование: малярные валики, щетки, емкости. Первоначальные вложения - около $2 тыс. Мощность - десяток-другой кг стеклопластика в день.

2. Машинное ламинирование (напыление). Оборудование: аппарат - гибрид компрессора и дозатора компонентов (гласкрафт-автомат; стоит примерно $15 тыс.), пистолетные “органы” для напыления ($0,25-0,5 тыс.). Инвестиции в оборудование -$40 тыс. и более. Цех с этой техникой способен “освоить” 100 или больше кг стеклопластика за день.

3. Индустриальное производство. Сверх описанных, здесь применяют промышленные методы формовки (пультрузия - производство профильных изделий, вакуумная формовка и т.д.), автоматическую намотку стеклонитей, узкоспециализированные агрегаты. Размеры матриц и изделий могут исчисляться десятками метров. Цеховое “железо” стоит сотни тысяч, а то и миллионы долларов.

Интересно, что технику для индустриального производства можно купить не только на дальнем Западе, но и в России. Проблема российских машиностроителей - в недостатке заказов. Отсюда - некоторая стагнация опытно-конструкторских работ. Напомним, производительность этой техники в сотни раз больше, чем у “гаражного” производства.

Персонал

Средняя нагрузка на рентабельный цех композитов не так уж велика, авралы сменяются простоями, поэтому рабочий режим “пролетария” напоминает вахтовый. Самого персонала в “начинающем” цехе - человека три-четыре; в среднем механизированном - с десяток; на крупном производстве - 30-50.

Где брать квалифицированный персонал? Стоит помнить, что многие мощные “композитчики” в Украине “ответвились” от специализированных институтов, некогда выпускавших или проектировавших военные корабли и самолеты, ракеты, радиооборудование. Это Киевский институт композиционных материалов, столичное АНТК имени Антонова, Харьковский авиационный институт, Николаевский кораблестроительный институт, феодосийский завод “Судокомпозит” (список далеко не полный). Подобные учреждения способны подготовить вполне боеспособный персонал.

Зарплата на самих производствах может серьезно разниться в зависимости от региона (географического месторасположения предприятия), размера фирмы, степени загрузки производства, квалификации самого работника. Она обычно соизмерима с “гонораром” квалифицированного “машиностроительного” станочника (работающего в том же городе). У киевских производителей в урожайный месяц “пролетариат” получает гривень 700.

Важнейший “кадр” на производстве изделий из полимербетона - дизайнер. Заработок у него тоже разный. Он соизмерим с вознаграждением хорошего дизайнера мебели. Поэтому речь стоит вести о некой минимальной месячной зарплате - от $200.