Способ изготовления изделия из полимерного композиционного материала


 


Владельцы патента RU 2415012:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к способу изготовления изделия из полимерного композиционного материала, например рельефного заполнителя, путем пластического деформирования термопластичного препрега. Способ включает последовательное формование первичной пилообразной гофры, гофры заданной структуры с полосами контактов и заданным углом изгиба и глубокого, симметричного в плоскости ячеистого рельефа. Формование рельефа производят путем деформирования гофры заданной структуры в поперечном направлении с образованием плоских пятен контакта на вершинах ячеистого заполнителя. При этом в местах плоских пятен контакта выполняют отверстия диаметром, равным диаметру пятна контакта, либо диаметром, большим диаметра пятна контакта. Достигаемый при этом технический результат заключается в получении рельефного заполнителя с уменьшенной жесткостью, а также в уменьшении трудоемкости изготовления многослойных панелей и оболочек при применении данного рельефного заполнителя и в увеличении прочности склейки обшивок с заполнителем. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области изготовления изделий из полимерных композиционных материалов, а конкретно к способам изготовления рельефных заполнителей, применяющихся в трехслойных конструкциях, и может быть использовано для изготовления панелей и оболочек в строительстве, авиа- и судостроении.

Известен способ изготовления заполнителя зигзагообразной гофрированной конструкции, в котором формирование гофра ведут методом гибки исходного гофрированного листового материала, при котором на выступах и впадинах рельефа участка исходной заготовки, равного по длине шагу зигзагообразного гофра, формируют соответственно впадины и гофры участка зигзагообразного гофра с образованием зигзагообразных линий излома по вершинам выступов и впадин (патент РФ №2100119).

Известен способ изготовления складчатой конструкции заполнителя многослойной панели, включающий сгибание листовой заготовки до образования зигзагообразных гофров объемной рельефной конструкции и выполнение бороздки с обеих сторон листовой заготовки по линиям сгиба выступов и впадин развертки складчатой конструкции шириной, равной не менее толщины листа, глубиной и профилем, допускающим складывание зигзагообразных гофров складчатой конструкции (патент РФ №2238845).

Недостатками известных способов являются невозможность изготовления непрерывного полотна заполнителя, что увеличивает трудоемкость изготовления средне- и крупногабаритных панелей.

Известен способ изготовления заполнителя зигзагообразной гофрированной структуры, в котором формирование гофра ведут путем придания листовой заготовке рельефности с углами выступов и впадин вдоль линий сгиба с последующим сжатием рельефной заготовки с боковых ее сторон до смыкания граней зигзагообразных гофров, после чего сложенную конструкцию растягивают в обратном сжатию направлении до получения заданной высоты заполнителя (патент РФ №2241562).

Недостатком известного способа является невозможность изготовления непрерывного полотна заполнителя, а также большая сложность изготовления заполнителя с необходимой формой гофр, что будет приводить к большому проценту брака при изготовлении.

Известен способ изготовления заполнителя гофрированной структуры, в котором листовая заготовка, в которой выполняются гофры, представляет собой трехслойную конструкцию со вспенивающимся материалом и двумя обшивками (патент EP №2018948).

Недостатком известного способа является большая трудоемкость изготовления заготовки с последующим формованием из нее гофрированной структуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изготовления рельефного заполнителя путем пластического деформирования термопластичного препрега, включающий последовательное формование первичной пилообразной гофры, гофры заданной структуры с полосами контактов и заданным углом изгиба и глубокого, симметричного в плоскости ячеистого рельефа, причем формование ячеистого рельефа производят путем деформирования гофры заданной структуры в поперечном направлении с образованием плоских пятен контакта на вершинах ячеистого рельефа (патент РФ №2307032).

Недостатком этого способа является большая жесткость получаемого рельефного заполнителя, что приводит к плохому прилеганию заполнителя к поверхности двойной кривизны с малыми радиусами изгиба. При большой жесткости заполнителя увеличивается трудоемкость изготовления трехслойных панелей за счет плохого прилегания заполнителя к поверхности двойной кривизны с малыми радиусами изгиба при изготовлении средне- и крупногабаритных изделий, что требует в дальнейшем применения двух и более полотен заполнителя с последующим их склеиванием. Кроме того, прочность склеивания обшивок в трехслойных панелях с рельефным заполнителем недостаточно высока за счет того, что приклеивание обшивок к пятну контакта осуществляется за счет образующихся клеевых галтелей только по внешнему контуру пятна.

Технической задачей заявляемого изобретения является получение изделия - рельефного (ячеистого) заполнителя - с уменьшенной жесткостью, что, в свою очередь, приведет к уменьшению трудоемкости изготовления многослойных панелей и оболочек с рельефным заполнителем с применением минимального количества полотен заполнителя, а также к увеличению прочности склейки обшивок с заполнителем.

Для решения поставленной технической задачи предложен способ изготовления рельефного заполнителя путем пластического деформирования термопластичного препрега, включающий последовательное формование первичной пилообразной гофры, гофры заданной структуры с полосами контактов и заданным углом изгиба и глубокого, симметричного в плоскости ячеистого рельефа, формование которого производят путем деформирования гофры заданной структуры в поперечном направлении с образованием плоских пятен контакта на вершинах ячеистого рельефа, при этом в местах плоских пятен контакта выполнены отверстия диаметром, равным диаметру пятна контакта, или диаметром, большим диаметра пятна контакта.

Отверстия диаметром больше пятна контакта выполняют на глубине не более 1/3 глубины ячеистого рельефа.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. После формования ячеистого рельефа с образованием на вершинах рельефа плоских пятен контакта, получаемые гофры попадают на штырьковые валы с режущими кромками на концах штырьков, которые вырезают в пятнах контакта отверстия.

Преимуществом предлагаемого способа является то, что получаемый рельефный заполнитель обладает пониженной жесткостью при наличии отверстий в пятнах контакта, равных по диаметру диаметрам пятен контакта, а в случае изготовления отверстий с диаметрами, большими, чем диаметры пятен контакта, жесткость заполнителя еще больше уменьшается, соответственно уменьшается и трудоемкость изготовления трехслойных панелей двойной кривизны с рельефным заполнителем за счет применения минимального количества полотен заполнителя. Кроме того, увеличивается прочность склейки обшивок в трехслойных панелях с заполнителем за счет того, что приклейка обшивок к заполнителю осуществляется за счет образующихся клеевых галтелей как по внешнему, так и по внутреннему контурам отверстия.

На чертеже представлен рельефный заполнитель 1, изготовленный в виде листа, в котором выполнены равномерно расположенные выступы в ту и другую сторону от плоскости симметрии листа с образованием плоских пятен контакта 2 на выступах рельефа, в которых выполнены отверстия.

Полученные образцы рельефного заполнителя использовались для изготовления трехслойных панелей.

Были изготовлены трехслойные панели с рельефным заполнителем, размером 500×500 мм, изготовленным по способу-прототипу и предлагаемому изобретению. Причем отверстия изготавливались как равными диаметрам пятен контакта, так и больше диаметров пятен контакта. Рельефный заполнитель изготавливался из стеклоткани Т-15(П)76 (ТУ 6-48-107-94), пропитанной термопластом марки ПСК-1 (ТУ 2226-421-04872688-00) на основе полисульфона. Полученный заполнитель использовался для изготовления трехслойных панелей для последующего проведения сравнительных испытаний трехслойных панелей с рельефным заполнителем, выполненным по прототипу, и рельефным заполнителем по предлагаемому изобретению, т.е. с отверстиями, выполненными в местах пятен контакта. При укладке рельефного заполнителя на форму двойной кривизны определялись минимальные радиусы, при которых возможно было произвести укладку рельефного заполнителя на форму одним полотном, не разрезая его.

При проведении испытаний жесткость заполнителя оценивалась по минимально возможным радиусам укладки одного полотна рельефного заполнителя размером 500×500 мм на форму двойной кривизны, при этом измерялись радиусы формы в поперечном направлении (в направлении ширины формы) - R1 и в продольном направлении (в направлении длины формы) - R2, т.е. чем меньше минимальные радиусы укладки одного полотна рельефного заполнителя размером 500×500 мм в двух перпендикулярных направлениях, тем меньше жесткость заполнителя, тем меньше трудоемкость изготовления трехслойных конструкций с рельефным заполнителем за счет использования меньшего количества полотен заполнителя при изготовлении этой конструкции. Также оценивалась прочность склеивания обшивок с рельефным заполнителем методом отрыва по ГОСТ 1 90069.

Примеры осуществления

Пример 1

Был изготовлен рельефный заполнитель с отверстиями, диаметры которых равны диаметрам пятен контакта, т.е. равны 5,5 мм.

В процессе изготовления трехслойной панели с рельефным заполнителем было установлено: минимальные радиусы укладки одного полотна ячеистого заполнителя размером 500×500 мм составили:

R1=200 мм; R2=500 мм.

Прочность приклейки обшивок к рельефному заполнителю составила 0,64 МПа.

Пример 2

Был изготовлен рельефный заполнитель с отверстиями, диаметры которых больше диаметров пятен контакта, т.е. равны 6,5 мм. Отверстия были выполнены на глубине 1 мм от плоскости пятна контакта.

В соответствии с испытаниями по примеру 1 было установлено:

R1=150 мм, R2=250 мм.

Прочность приклейки составила 0,72 МПа.

Пример 3 - прототип

В соответствии с испытаниями по примеру 1 было установлено:

R1=300 мм, R2=800 мм.

Прочность склейки составила 0,54 МПа.

Как видно по результатам испытаний, приведенных в примерах 1, 2, 3, жесткость рельефного заполнителя с отверстиями уменьшилась по сравнению с образцом-прототипом не менее чем на 50% в поперечном направлении и не менее чем на 30% в продольном направлении, соответственно и трудоемкость изготовления трехслойных панелей с рельефным заполнителем становится меньше за счет использования меньшего количества полотен заполнителя. Также увеличивается прочность склейки обшивок с заполнителем на 10-20%.

Применение предлагаемого рельефного заполнителя позволяет уменьшить трудоемкость изготовления трехслойных конструкций за счет уменьшения жесткости изготавливаемого заполнителя. Качество изготовленных трехслойных конструкций при этом становится лучше за счет увеличения прочности конструкций.

1. Способ изготовления изделия из полимерного композиционного материала, например рельефного заполнителя, путем пластического деформирования термопластичного препрега, включающий последовательное формование первичной пилообразной гофры, гофры заданной структуры с полосами контактов и заданным углом изгиба и глубокого симметричного в плоскости ячеистого рельефа, формование которого производят путем деформирования гофры заданной структуры в поперечном направлении с образованием плоских пятен контакта на вершинах ячеистого заполнителя, отличающийся тем, что в местах плоских пятен контакта выполняют отверстия диаметром, равным диаметру пятна контакта, либо диаметром, большим диаметра пятна контакта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отверстия диаметром больше пятна контакта выполняют на глубине не более 1/3 глубины ячеистого рельефа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вулканизатору для энергосберегающего отверждения многослойных деталей для самолетов, содержащих пористую, механически достаточно прочную сердцевину со слоями покрытия, нанесенными на одну или на обе стороны, в котором многослойная деталь заключена между прижимным поршнем, опорной подушкой и боковыми стенками вулканизатора, вследствие чего формообразование происходит в существенно замкнутом внутреннем пространстве, при этом по крайней мере один слой покрытия и/или сердцевина содержат отверждаемый термореактивный пластический материал.

Изобретение относится к способу изготовления формованных изделий и к формованным изделиям, изготовленным этим способом. .

Изобретение относится к области изготовления легких рельефных заполнителей, которые могут быть использованы в конструкциях многослойных панелей в самолетостроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области изготовления легких рельефных заполнителей, которые могут быть использованы в конструкциях многослойных панелей в самолетостроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технологии изготовления гофрированных конструкций из слоистых композиционных материалов и может быть использовано в самолетостроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам и устройствам для разделения жидкостей и может быть использовано для очистки технологических сред от инородных включений. .

Изобретение относится к технологии гибки листового материала и может быть использовано для изготовления легких гофрированных заполнителей многослойных панелей летательных аппаратов и других строительных конструкций.

Изобретение относится к переработке пластических масс и может быть использовано для непрерывного производства пластмассового гофрированного листа. .

Изобретение относится к способу изготовления изделия из композиционного материала

Изобретение относится к изготовлению гофрированных конструкций со складчатой структурой, используемых в качестве заполнителя многослойных панелей, применяющихся в авиации, строительстве или в транспортном машиностроении. Способ изготовления заполнителя для многослойных панелей включает в себя следующие операции: подают листовой армирующий материал, пропитанный синтетической смолой, на гладкую формообразующую поверхность рельефного барабана, представляющую собой оболочку, по существу, цилиндрической формы, содержащую множество одинаковых плоских жестких пластинок в виде параллелограммов, шарнирно соединенных по их сторонам; прижимают листовой материал к формообразующей поверхности; обеспечивают адгезию указанного листового материала к формообразующей поверхности и деформируют формообразующую поверхность рельефного барабана путем взаимного смещения пластинок в оболочке с одновременным поворотом рельефного барабана вокруг его оси. Объектами изобретений являются также оборудование для изготовления заполнителя из листового армирующего материала для многослойных панелей, а также входящий в состав этого оборудования рельефный барабан с формообразующей поверхностью для изготовления заполнителя. 3 н.п. ф-лы, 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к способу изготовления панели из многослойного композиционного материала

Изобретение относится к области строительства и касается композитных изделий и способа их изготовления. Способ включает изготовление слоя, содержащего формуемый листовой материал, изготовление основы, наложение слоя листового материала на поверхность основы и прессование листового материала с основой, причем основа представляет собой материал, структура которого имеет открытые ячейки, такой, что газ и/или пар можно вытеснять из нее в процессе прессования, и часть листового материала во время прессования перетекает на поверхность основы. Изобретение повышает технологичность и качество композитных изделий. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к способу и устройству изготовления заготовок из армированного волокном синтетического материала. На первом шаге непрерывно подаваемые слои волокнистого материала пластически деформируют поперечно определенным образом, а на втором шаге полученный профиль целенаправленно изгибают путем продольного пластического деформирования, причем радиус продольного пластичного деформирования является регулируемым. Изобретение обеспечивает уменьшение времени изготовления деталей. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к композитному формованному изделию и к способу производства пористого формованного изделия. Композитное формованное изделие содержит по меньшей мере один полиамидный армирующий слой, состоящий из полиамидной матрицы и армирующих волокон. Полиамидный армирующий слой является пористым вследствие консолидации матричного материала в виде волокон, порошка или хлопьев и армирующих волокон с использованием процесса с применением насыщенного сжатого пара. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических свойств изделий. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к установке для непрерывного изготовления армированных волокнами листов препрега, способу эксплуатации установки и к применению установки. Установка включает устройство для изготовления листов, состоящее из смешивающего устройства, валяльного и пропитывающего устройства. Установка содержит сгуститель, режущий механизм и передающее устройство. В сгустителе между точкой входа листа препрега в сгуститель и точкой выхода листа препрега из сгустителя расположен транспортный участок. Для изменения транспортного участка между точкой входа и точкой выхода по существу внутри сгустителя расположено по меньшей мере одно исполнительное приспособление. Среди элементов транспортного участка имеются по меньшей мере два направляющих ролика. По меньшей мере один направляющий ролик посредством исполнительного приспособления может быть установлен на изменяемом в некотором диапазоне расстоянии от второго направляющего ролика. Среди элементов транспортного участка имеется по меньшей мере одна непрерывно циркулирующая лента. Для изменения транспортного участка предусмотрено по меньшей мере одно исполнительное приспособление с ответным исполнительным приспособлением. По меньшей мере среди элементов транспортного участка имеется по меньшей мере одна секция ленточного конвейера, выполненная с возможностью изменения ее длины посредством исполнительного приспособления и/или изменения ее положения посредством исполнительного приспособления. По меньшей мере среди элементов транспортного участка имеется по меньшей мере один опорный столик, длина и положение которого изменяются посредством исполнительного приспособления. Изобретение обеспечивает повышение производительности установки. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройству для изготовления деталей, а также к способу изготовления корпуса турбомашины. Устройство содержит жесткую форму и контрформу, ограничивающие пространство, предназначенное для размещения заготовки, выполненной из плетеных волокон. Форма выполнена с возможностью приема заготовки. Форма выполнена из материала с коэффициентом расширения, который существенно больше, чем коэффициент расширения контрформы. Указанное устройство также содержит средства для впрыска под давлением смолы в указанное пространство, и при этом указанное давление впрыска меньше чем 4 бара, и средства, способные обеспечивать давление вакуума в пространстве, ограниченном формой и контрформой. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических свойств изделий. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх