Способ изготовления композиционных крупногабаритных лопастей

Авторы патента:

B29C70/44 - с использованием изостатического давления, например разности давления, вакуумного мешка, автоклавного формования, формования расширяющейся резиной

B29C43/12 - использованием пневматического чехла, окружающего формуемый материал

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам изготовления лопастей воздушного винта из композиционных материалов с наполнителем из углепластика, используемых на вертолетах, ветроэнергетических установках, использующих силу ветра, а также лопастей градирен системы оборотного водоснабжения. Способ заключается в установке в пресс-форме набранной конструкции лопасти из пропитанной связующим стеклоткани с последующей полимеризацией. При помещении набранных пакетов внутрь пресс-формы в каналы лопасти укладывают мешки для вакуумирования с установленными внутри пресс-камерами. После замыкания вайм в пресс-камеры подают избыточное давление. Полимеризация лопасти происходит под воздействием избыточного давления 0,5 кгс/см² и с давлением автоклава как изнутри канала посредством герметичности пресс-камер, так и с внешней стороны за счет избыточного давления в полости автоклава. В теле лопасти создают вакуум с помощью мешков для вакуумирования и оно отделено герметично от внешней среды. Полимеризация протекает в вакууме. Изобретение позволяет снизить себестоимость изготовления и достичь высокого качества лопасти большого размера. 3 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам изготовления лопастей воздушного винта из композиционных материалов с наполнителем из стеклоуглепластика, используемых на вертолетах, ветроэнергетических установках, использующих силу ветра, а также лопастей градирен системы оборотного водоснабжения.

Известны способы изготовления лопастей воздушного винта из композиционных материалов, основанные на полимеризации пластика пресс-камерным путем в пресс-форме, путем подачи избыточного давления при соединении шланга с источником повышенного давления. Создают вакуум со стороны конца пера при одновременном секционном подогреве пресс-формы /Европейский патент 0418843, 1990 г./.

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает технологичности при изготовлении крупногабаритных композиционных лопастей, так как для этого необходимо использование специальной крупногабаритной пресс-формы, отвечающей всем требованиям, которые необходимы для сосудов, работающих под давлением, причем индивидуальной для каждого типа лопасти, и поэтому оснастка является очень тяжелой, громоздкой, трудоемкой при изготовлении и использовании.

Известен наиболее близкий к предложенному способ получения лопастей из композиционных материалов, основанный на полимеризация композиционных материалов автоклавным способом путем создания вакуума между мешком и лопастью и избыточного давления в автоклаве /"Технология изготовления сотовых авиационных конструкций". В.Е. Берсудский, В.Н. Крысин, С.И. Лесных. М.: Машиностроение, 1975, с. 196/.

Недостатком указанного способа является то, что он не обеспечивает требуемого качества пластика при применении данного способа получения крупногабаритной лопасти, так как невозможно создать качественный вакуум по всей поверхности лонжерона из-за наличия толстостенных и массивных обшивок, особенно при многоканальной лопасти.

Техническим результатом изобретения является создание способа изготовления крупногабаритной лопасти из композиционных материалов, позволяющего снизить себестоимость, и достижение высокого качества лопасти большого размера.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления композиционных крупногабаритных лопастей, заключающемся в установке в пресс-форме набранной конструкции лопасти из пропитанной связующим стеклоткани с последующей полимеризацией, согласно изобретению при помещении набранных пакетов внутрь пресс-формы в каналы лопасти укладывают мешки для вакуумирования с установленными внутри пресс-камерами и после замыкания вайм в пресс-камеры подают избыточное давление, поэтому полимеризация лопасти происходит под воздействием избыточного давления 0,5 кгс/cм² и с давлением автоклава как изнутри канала посредством герметичности пресс-камер, так и с внешней стороны за счет избыточного давления в полости автоклава, причем в теле допасти создают вакуум с помощью мешков для вакуумирования и оно отделено герметично от внешней среды и полимеризация протекает в вакууме.

На фиг.1 показана лопасть, план; на фиг.2 - поперечный разрез А-А фиг.1 с элементами оснастки; на фиг.3 - продольный разрез Б-Б фиг.2 лопасти.

Способ изготовления композиционных лопастей 1 воздушного винта заключается в формировании, в пресс-формах лонжерона посредством укладки слоев наполнителя с пропиткой связующим и с полимеризацией, в результате образуется полая одно- или многоканальная лопасть.

Для изготовления многоканальной крупногабаритной лопасти используется каркасная вайма 2, рассчитанная на давление избыточное 0,5 кгс/см², которая состоит из двух половинок и имеет разъем по плоскости хорд с внутренней формообразующей поверхностью, соответствующей теоретической поверхности лопасти, резиновые герметичные пресс-камеры 3 и мешки для вакуумирования 4 в виде открытых с торцов рукавов из вакуум-непроницаемых материалов. Количество пресс-камер и рукавов соответствует количеству каналов лопасти.

Способ изготовления лопасти следующий: предварительно заготовленные пакеты стеклоткани нижней обшивки и лонжеронов укладывают в нижнюю половину каркасной ваймы 2, в образовавшиеся каналы лопасти укладывают мешки для вакуумирования 4 с установленными внутрь резиновыми пресс-камерами 3. Затем укладывают пакеты стеклоткани верхней обшивки. Собирают вайму из двух половинок и скрепляют. Между ними в разделительную канавку разъема устанавливают резиновый жгут 5. В резиновые пресс-камеры через редуктор подают избыточное давление 0,5 кгс/см², затем в зоне припуска вайм и на стыке мешков по лонжеронам наклеивают свободные концы мешков для вакуумирования, образуя замкнутую герметичную камеру с конструкцией лопасти внутри.

Данную собранную конструкцию помещают внутрь автоклава и подключают к вакуумной системе через вакуумные каналы 6, проходящие к разъему вайм в носовой и хвостовой частях лопасти по всей длине вайм. В полости автоклава 7 создается давление Р 5 кгс/см² и температура 150^oС. Благодаря редуктору 8, установленному на избыточное давление 0,5 кгс/см², с подъемом давления в полости автоклава автоматически повышается давление в пресс-камерах с постоянным превышением избыточного давления 0,5 кгс/см², что исключает повреждение каркасных вайм, провисания верхней обшивки и обеспечивает получение лопасти хорошего качества внешней и внутренней ее поверхности.

Формула изобретения

Способ изготовления композиционных крупногабаритных лопастей, заключающийся в установке в пресс-форме набранной конструкции лопасти из пропитанной связующим стеклоткани с последующей полимеризацией, отличающийся тем, что при помещении набранных пакетов внутрь пресс-формы в каналы лопасти укладывают мешки для вакуумирования с установленными внутри пресс-камерами и после замыкания вайм в пресс-камеры подают избыточное давление, поэтому полимеризация лопасти происходит под воздействием избыточного давления 0,5 кгс/см² и с давлением автоклава как изнутри канала посредством герметичности пресс-камер, так и с внешней стороны за счет избыточного давления в полости автоклава, причем в теле лопасти создают вакуум с помощью мешков для вакуумирования и оно отделено герметично от внешней среды, и полимеризация протекает в вакууме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.08.2009

Извещение опубликовано: 20.08.2009 БИ: 23/2009

Изобретение относится к способу изготовления армированных волокном деталей из сухих заготовок на основе композитного материала инжекционным методом с последующим отверждением при низком давлении, а также к устройству для осуществления этого способа

Устройство и способ нанесения покрытия на изделие // 2206412

Изобретение относится к технологии прессования, а именно к способу и устройству нанесения эластичных или полимерных покрытий на внутреннюю поверхность металлических изделий

Способ изготовления изделий из композиционных материалов // 2201343

Изобретение относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно оболочек вращения для силовых конструкций

Способ изготовления слоистой конструкции и подложки для печатных плат на ее основе // 2139792

Изобретение относится к способам изготовления слоистых конструкций

Устройство и способ изготовления лопасти несущего винта вертолета (варианты) // 2132288

Изобретение относится к технологии изготовления лопастей несущих винтов вертолетов

Способ изготовления пустотелой композитной лопасти воздушного винта // 2099188

Изобретение относится к авиационной технике, в частности, к способам изготовления лопастей воздушных винтов из композитов на основе тканых и ленточных армирующих наполнителей и полимерных связующих и может быть использовано для мотодельтапланов и легкомоторных самолетов

Способ и устройство для изготовления армированных волокном деталей инжекционным методом // 2217312

Способ формования агрегатов из композиционного материала и оснастка для его осуществления // 2217309

Способ изготовления изделий из композиционных материалов // 2201343

Устройство для формования деталей из полимерных композиционных материалов // 2185285

Устройство для отверждения детали из полимерных материалов // 2130382

Изобретение относится к области переработки пластмасс и может быть использовано в устройствах для отверждения деталей из полимерных материалов, выполненных с открытой плоскостью

Устройство для изготовления листов из композиционного материала // 2086411

Устройство для формования полимерных композиционных материалов // 2085377

Изобретение относится к устройствам для изготовления стеклопластиков и может быть использовано для изготовления деталей различных форм в авиастроении, автомобилестроении и других областях техники

Способ формования осесимметричных пустотелых изделий из композиционных материалов // 2083367

Изобретение относится к переработке композиционных материалов и может быть использовано при производстве тонкостенных оболочечных конструкций из композиционных материалов с термореактивной матрицей

Устройство для вакуум-автоклавного формования многослойных конструкций // 2064416

Дренажное устройство для вакуум-автоклавного формования изделий из композиционных материалов // 2021130

Изобретение относится к технологической оснастке для производства конструкций из композиционных материалов, а именно к дренажным элементам технологического пакета для вакуум-автоклавного формования

Способ и устройство для формования под давлением многослойной обуви // 2242151

Изобретение относится к области формования под давлением многослойной обуви, предназначенной для занятия спортом

Устройство для формования изделий из полимерных композиционных материалов // 2348526

Изобретение относится к области формования изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и касается дренажных и выравнивающих элементов технологических пакетов для вакуум-автоклавного формования

Способ изготовления эластичного формующего элемента // 2372195

Способ автоклавного формования и устройство для автоклавного формования // 2514934

Изобретение относится к способу автоклавного формования композиционного материала, образованного волоконной подложкой и связующим из термореактивной смолы или термопластичной смолы, путем помещения композиционного материала в вакуумный мешок, а далее в формовочную камеру, а затем нагревания и содержания композиционного материала под давлением. При этом способ содержит этап, на котором в формовочную камеру подают в качестве источника нагревания и источника обеспечения заданного давления насыщенный пар заданной температуры и давления, необходимых для композиционного материала, и этап, на котором в формовочную камеру подают в качестве дополнительного совмещенного источника обеспечения давления, необходимого для формования, воздух, азот или их газовую смесь заданного давления, более высокого, чем давление насыщенного пара. Также этап, на котором обеспечивают отверждение путем регулируемой подачи насыщенного пара и воздуха, азота или их газовой смеси заданного давления и регулирования, по меньшей мере, температуры или давления таким образом, чтобы в формовочной камере можно было поддерживать заданные температуру и давление, необходимые для композиционного материала. Настоящий способ позволяет подавить образование пузырьков, образующих дефекты изделия. 3 з.п. ф-лы, 6 пр., 15 ил.

Способ изготовления композиционного материала на основе смолы // 2535707

Предложен способ изготовления композиционного материала на основе смолы, позволяющий более точно контролировать толщину композиционного материала. Согласно способу формируют стопу препрегов на матрице, имеющей заданную форму до получения стопы препрегов заданной толщины. Покрывают уложенные в стопу препреги и матрицу упаковочным материалом и формируют первое полуфабрикатное изделие и второе полуфабрикатное изделие путем выполнения термообработки под давлением. Измеряют толщину первого полуфабрикатного изделия и второго полуфабрикатного изделия. Определяют количество дополнительных слоев. Формируют слоистый продукт посредством укладывания друг на друга требуемого количества дополнительных слоев между первым полуфабрикатным изделием и вторым полуфабрикатным изделием, помещенными на матрицу заданной формы. Слоистый продукт и матрицу покрывают упаковочным материалом и упаковочный материал подвергают тепловому воздействию под давлением. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических свойств получаемых изделий. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.