Способ изготовления секций из трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов
Владельцы патента RU 2333131:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное морское конструкторское бюро "Алмаз" (RU)
Изобретение относится к пластмассовому судостроению, к технологии изготовления секций трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов и может быть использовано при изготовлении секций переборок, выгородок, стенок рубок и надстроек. При изготовлении трехслойной конструкции из полимерного композиционного материала средний слой формуют из отдельных панелей, состоящих из ребер жесткости трапециевидной или П-образной формы, объединенных в единый гофрированный элемент. Пространство между гофрами заполняют с двух сторон пенопластом до полок гофр заподлицо. Соединение панелей среднего слоя по ширине секции производится по стенкам гофр. Соединение по длине секций выполняется по стенкам и внутренней поверхности полок гофр места стыка. Технический результат направлен на снижение трудоемкости за счет разделения процессов изготовления панелей среднего слоя и их последующего соединения в единую секцию. 4 ил.
Изобретение относится к пластмассовому судостроению и касается технологии изготовления секций трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов (ПКМ) со средним слоем из пенопласта, армированного ребрами, и наружными несущими слоями. Оно может быть использовано при изготовлении секций переборок, выгородок, стенок рубок и надстроек трехслойной конструкции из ПКМ.
Известен способ изготовления трехслойной конструкции, когда к наружному слою обшивки, изготовленному в размер секции из ПКМ, тщательно приформовываются ребра жесткости, а затем с помощью распыливающего пистолета промежутки между ребрами заполняются пенополиуретаном. Затвердевший пенополиуретан механическим способом зачищают до уровня верхних кромок ребра, в результате чего получается поверхность, на которой формуют верхний несущий слой из ПКМ ([1], стр.84-85 (прототип)).
Недостаток указанного технического решения - высокая трудоемкость из-за необходимости приформовки ребер жесткости, большого объема механической обработки пенополиуретана и сложности изготовления секций больших размеров.
Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления секций и сокращение времени их изготовления за счет разделения процессов изготовления панелей среднего слоя и их последующего соединения в единую секцию.
Указанная цель достигается тем, что средний слой трехслойной конструкции из ПКМ изготавливается из отдельных панелей, состоящих из ребер жесткости трапециевидной или П-образной формы, объединенных в единый гофрированный элемент (ГЭ), заполненный пенопластом до полок гофр заподлицо, причем концы ГЭ остаются незаполненными на длину не менее 2 толщин среднего слоя для стыковки по длине секции (вдоль образующей гофр). Затем из панелей среднего слоя на постели формируется средний слой изготавливаемой секции с разнесением стыков по длине секции не менее чем на 10 толщин среднего слоя. По ширине секции соединение выполняется по стенкам гофров путем прокладки между ними слоев стекломата, пропитанного связующим, а по длине - односторонней обформовкой по стенкам и внутренней поверхности полок гофр незаполненного пенопластом места стыка ГЭ соседних панелей слоями ПКМ ГЭ с установкой на клеевом составе стыковочных брусков из пенопласта по форме, соответствующей форме гофров. На сформированный средний слой наформовывается несущий слой из ПКМ с требуемой структурой армирования, затем секция перекантовывается, производится установка стыковочных брусков из пенопласта на клеевом составе в места стыкового соединения панелей по длине секции и наформовывается второй несущий слой из ПКМ с требуемой структурой армирования, после чего при необходимости приформовываются балки набора.
Способ поясняется фиг.1-4
На фиг.1 показан план секции трехслойной конструкции из ПКМ;
На фиг.2 показано поперечное сечение секции трехслойной конструкции в районе паза (сечение А-А на фиг.1).
На фиг.3 показана панель среднего слоя в районе стыка (узел А на фиг.1).
На фиг.4 показано поперечное сечение панели среднего слоя в районе стыка (сечение Б-Б на фиг.3).
Процесс изготовления секции трехслойной конструкции из ПКМ по предлагаемому способу заключается в следующем:
- из заранее изготовленных панелей среднего слоя (ПСС) 1, состоящих из ребер жесткости трапециевидной или П-образной формы, объединенных в единый ГЭ 2, заполненный с двух сторон пенопластом 3, кроме концов ПСС на величину не менее 2 толщин среднего слоя, на постели 7 формируется средний слой изготавливаемой секции 6;
- соединение ПСС 1 по ширине по пазам 11 секции производится по стенкам гофр с использованием между ними двух слоев стекломата 8, пропитанного связующим;
- соединение ПСС 1 по стыкам 12 по длине секции производится односторонней обформовкой незаполненного пенопластом места стыка ГЭ 2 соседних панелей слоями ПКМ 9 с установкой на клеевом составе стыковочных брусков 10 из пенопласта по форме, соответствующей форме гофров;
- на сформированный средний слой наформовывается несущий слой 4 из ПКМ с требуемой структурой армирования, затем секция перекантовывается, производится установка стыковочных брусков 10 из пенопласта на клеевом составе в места стыкового соединения панелей и наформовывается второй несущий слой 5 из ПКМ с требуемой структурой армирования.
Предложенный способ снижает трудоемкость изготовления секций, сокращает время их изготовления за счет разделения процессов изготовления ПСС и их последующего соединения в единую секцию и позволяет изготавливать секции сравнительно больших размеров.
Источник информации
1. А.М.Ваганов, А.П.Калмычков, М.А.Фрид. Проектирование корпусных конструкций из стеклопластика. Судостроение, Ленинград, 1972, стр.84-85 (прототип).
Способ изготовления секций трехслойной конструкции из полимерного композиционного материала, включающий формование наружного несущего слоя, приформовку к нему ребер жесткости, напыление между ребрами жесткости пенополиуретана, его механическую обработку после затвердения до верхних кромок ребер и наформовку на полученную поверхность внутреннего несущего слоя, отличающийся тем, что средний слой трехслойной конструкции формуется из отдельных панелей, состоящих из ребер жесткости трапециевидной формы или П-образной формы, объединенных в единый гофрированный элемент, заполненный с двух сторон пенопластом до полок гофр заподлицо, соединение панелей среднего слоя по ширине секции (поперек образующей гофрированного элемента) производится по стенкам гофр путем прокладки между ними слоев стекломата, пропитанного связующим, а их соединение по длине секций (вдоль образующей гофрированного элемента) выполняется односторонней обформовкой слоями полимерного композиционного материала по стенкам и внутренней поверхности полок гофр места стыка, для чего концы гофрированного элемента в каждой панели перед стыковкой остаются незаполненными пенопластом на длину не менее 2 толщин среднего слоя, а стыки панелей должны быть разнесены по длине секции не менее чем на 10 толщин среднего слоя, на обформовку стыка гофрированного элемента устанавливаются на клеевом составе бруски из пенопласта по форме, соответствующей форме гофр, наформовывается несущий слой из полимерного композиционного материала с заданной структурой армирования, секция перекантовывается, аналогичные бруски из пенопласта вклеиваются в гофры в месте стыка и наформовывается второй несущий слой из полимерного композиционного материала с заданной структурой армирования.
