Формовочное устройство, выполненное с возможностью введения в него волокон и заливки смолы

Авторы патента:


Формовочное устройство, выполненное с возможностью введения в него волокон и заливки смолы
Формовочное устройство, выполненное с возможностью введения в него волокон и заливки смолы

 


Владельцы патента RU 2540309:

СОСЬЕТЕ ЛОРРЕН ДЕ КОНСТРЮКСЬОН ЭРОНОТИК (FR)

Изобретение относится к формовочному устройству, выполненному с возможностью введения в него волокон, на которые заливают смолу. Техническим результатом заявленного изобретения является исключение повреждения волокон в процессе формования смолы. Технический результат достигается формовочным устройством, которое выполнено с возможностью введения в него волокон, на которые заливают смолу, и содержит основание, боковые пластины, охватывающие основание, и крышку. Причем крышка выполнена с возможностью входить в контакт со свободными концами боковых пластин, ограничивая тем самым внутреннее пространство, для введения волокон и смолы. При этом оно содержит оболочку, помещенную во внутреннее пространство и имеющую форму, соответствующую форме внутренней поверхности крышки и части внутренней поверхности боковых пластин. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к формовочному устройству, выполненному с возможностью введения в него волокон, на которые заливают смолу, и содержащему основание, боковые пластины, охватывающие это основание, и крышку, выполненную с возможностью входить в контакт со свободными концами боковых пластин, ограничивая тем самым внутреннее пространство, в которое вводятся волокна и смола.

Формовочные устройства имеют, как правило, основание, называемое также «гильзой», которое охвачено боковыми пластинами, образующими одну или несколько боковых стенок. В результате формируется емкость, выполненная с возможностью вмещения необходимого материала.

На свободные концы указанных пластин надевают крышку, которая обеспечивает не только закрывание формовочного устройства, но и формирование внутреннего пространства, предназначенного для введения смолы и волокон.

Боковые пластины или крышка снабжены специальными средствами для заливки в формовочное устройство смолы по технологии RTM (технология литьевого формования пластмасс).

После сборки рассматриваемого формовочного устройства с его помощью можно формовать волокна, пропитанные смолой, с получением после застывания смолы изделия требуемой формы.

Однако составные компоненты формовочного устройства являются металлическими, - их выполняют, например, из алюминия или из стали. Поэтому при закрывании этого устройства крышкой иногда происходит изгиб волокон, что приводит к защемлению некоторых из них и, следовательно, к возникновению дефектов, которые недопустимы при изготовлении материалов, предназначенных для использования в авиационной отрасли.

Одной из задач настоящего изобретения является разработка формовочного устройства, позволяющего избежать повреждения волокон в процессе формования смолы.

Для решения поставленной задачи, в соответствии с первым аспектом изобретения, предложено формовочное устройство, выполненное с возможностью введения в него волокон, на которые наносится смола, и содержащее основание, боковые пластины, охватывающие основание, и крышку, выполненную с возможностью входить в контакт со свободными концами боковых пластин, ограничивая тем самым внутреннее пространство, в которое вводятся волокна и смола, отличающееся тем, что оно содержит помещенную во внутреннее пространство оболочку, имеющую форму, соответствующую форме внутренней поверхности крышки и, по меньшей мере, части внутренней поверхности боковых пластин.

Оболочка, помещенная во внутреннее пространство предлагаемого устройства, может покрывать внутреннюю поверхность крышки и внутреннюю поверхность, по меньшей мере, части боковых пластин, препятствуя тем самым соприкосновению волокон с верхними углами устройства, образующимися при его закрывании. Благодаря этому существенно уменьшается вероятность загиба волокон и их защемления. Таким образом, получаемое готовое изделие имеет меньше дефектов и обладает большей механической прочностью.

В соответствии вариантами изобретения предлагаемое устройство характеризуется одним или несколькими из перечисленных ниже необязательными признаками, которые могут рассматриваться как по отдельности, так и во всех возможных комбинациях:

- оболочка покрывает, по существу, всю внутреннюю поверхность боковых пластин;

- оболочка выполнена из материала, выдерживающего температуру выше 200С, в частности из силикона;

- герметизация боковых пластин и крышки выполнена с использованием уплотнительных колец;

- оболочка имеет, по существу, постоянную толщину.

В соответствии с другим аспектом изобретения также предложен способ изготовления изделия из смолы с использованием предлагаемого устройства, включающий в себя следующие этапы:

А: соединяют друг с другом основание и боковые пластины;

В: помещают волокна в пространство, образованное основанием и боковыми пластинами;

С: на свободных концах боковых пластин размещают крышку, внутренняя поверхность которой покрыта оболочкой, с образованием при этом формовочного устройства;

D: заливают смолу во внутреннее пространство формовочного устройства, содержащего волокна.

Предпочтительно, чтобы на этапе В используемые волокна образовывали сухую ткань, сшитую ткань или текстильную преформу.

Ниже со ссылками на приложенные чертежи приведено более подробное и не имеющее ограничительного характера описание сущности изобретения.

На чертежах:

на фиг.1 в аксонометрии показано предлагаемое устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;

на фиг.2 показан поперечный разрез по линии II-II устройства, выполненного в соответствии с вариантом осуществления по фиг.1.

Предложенное в соответствии с изобретением устройство 1, показанное на фиг.1 и 2, предусматривает возможность формования смолы, заливаемой с целью изготовления изделий из смолы, предназначенных для использования в авиапромышленности. Таким образом, имеется возможность изготовления любых изделий в виде вращающихся деталей, например, типа бандажей, обечаек и подобных им деталей.

В качестве примера используемой смолы можно назвать эпоксидную смолу.

Предлагаемое устройство 1 имеет основание 3, называемое также «гильзой», боковые пластины 5, охватывающие это основание 3, и крышку 7, которая может взаимодействовать со свободными концами 9 боковых пластин 5, ограничивая тем самым внутреннее пространство 11, в которое вводятся волокна и смола.

Основание 3 может иметь любую форму, необходимую для придания нужной формы одной из поверхностей формуемого изделия. Так, например, оно может быть выполнено, по существу, цилиндрическим с практически круглым сечением. Размеры основания определяются исходя из того, что оно должно выдерживать выбранное для данного изделия давление литья.

Боковые пластины 5 образованы одной или несколькими стенками, форму которых выбирают такой, чтобы она соответствовала форме периферийной поверхности основания 3. Как показано на фиг.2, можно предусмотреть, чтобы участки боковых пластин 5 служили в качестве опор 13 предлагаемого устройства 1. Для этого основание 3 охвачено пластинами на некотором достаточном ненулевом расстоянии от концов боковых пластин 5. В соответствии с одним из вариантов можно закрепить опоры на боковых пластинах 5 и на основании 3.

Размеры боковых пластин 5 задают такими, чтобы они могли выдерживать выбранное для данного изделия давление литья, которое может быть равно, например, более 1,5 бар.

Крышка 7 может иметь любую форму, необходимую для придания изделию нужной формы. Так, например, как показано на чертежах, эта крышка может иметь практически U-образное или V-образное поперечное сечение. Для того чтобы можно было закрыть предлагаемое устройство 1, крышка 7 может иметь два конца 15, выступающих над свободными концами 9 боковых пластин 5 или взаимодействующих с этими концами. Предлагаемое устройство может быть снабжено специальными запорными средствами 17, обеспечивающими его закрытие. В качестве таких средств 17 можно использовать, например, болты.

Размеры крышки 7 задают такими, чтобы она могла выдерживать выбранное для данного изделия давление литья, которое может быть равно, например, более 1,5 бар.

Основание 3, боковые пластины 5 и крышку 7 выполняют, как правило, из какого-либо металла, например алюминия или стали.

В процессе сборки устройства 1 согласно изобретению герметичность боковых пластин 5 и крышки 7 может быть достигнута с помощью специальных герметизирующих средств типа уплотнительных колец.

Предлагаемое устройство 1 снабжено помещенной во внутреннее пространство 11 оболочкой 21, форма которой выбрана такой, чтобы она повторяла форму внутренней поверхности крышки 7 и, по меньшей мере, части внутренней поверхности боковых пластин 5. В соответствии с одним из вариантов оболочка 21 покрывает, по существу, всю поверхность боковых пластин 5. Для этого ее форма должна практически повторять форму поверхности, образованной крышкой 7 и частью боковых пластин 5. Таким образом, помещенные во внутреннее пространство 11 волокна уже не соприкасаются с углами, образуемыми крышкой 7 и концами боковых пластин 5. Благодаря этому удается предотвратить загиб и защемление волокон.

Оболочка 21 выполнена из материала, способного выдерживать температуру, при которой заливают смолу, а именно температуру более 200°С.

В качестве примера можно указать, что оболочка 21 выполнена из силикона. Преимущество этого материала заключается в том, что он обладает высокой стойкостью к воздействию упомянутых выше температур и инертен по отношению к большей части используемых смол.

Кроме того, силикон имеет еще одно преимущество, состоящее в том, что его коэффициент расширения позволяет ему расширяться при температурах выше 200°С. В результате он может размягчаться под действием тепла, имеющего место в предлагаемом устройстве во время формования изделия, и, следовательно, обеспечивать равномерное давление на изделии, что позволяет уплотнять волокна без сморщивания материала.

Таким образом, в предлагаемом устройстве 1 удается сохранить целостность пропитанных смолой волокон, что позволяет изготавливать изделия из смолы более высокого качества.

Благодаря практически постоянной толщине оболочки 21 удается добиться постоянной степени уплотнения. Эту толщину выбирают в зависимости от размеров изготавливаемого изделия. По сути оболочка 21 представляет собой пленку, которая не влияет на объем изготавливаемой конечной детали и не занимает много места во внутреннем пространстве 11. Таким образом, эта оболочка 21, с одной стороны, достаточно тонка для того, чтобы не оказывать воздействия на форму изготавливаемого изделия, а с другой стороны, имеет толщину, достаточную для того, чтобы можно было сгладить любой дефект внутренних поверхностей составных компонентов устройства согласно изобретению.

Предлагаемое устройство 1 содержит также специальные средства для заливки смолы, в частности - отверстия, в которые могут входить шланги, по которым эта смола заливается во внутреннее пространство 11.

Предметом изобретения является также способ изготовления изделия из смолы с использованием предлагаемого устройства 1, включающий в себя следующие этапы:

А: соединяют друг с другом основание 3 и боковые пластины 5;

В: в пространство, образованное основанием и боковыми пластинами, помещают волокна;

С: на свободных концах 9 боковых пластин размещают крышку 7, внутренняя поверхность которой покрыта оболочкой 21, с образованием при этом формовочного устройства 1;

D: заливают смолу во внутреннее пространство 11 формовочного устройства 1, где находятся волокна.

Предпочтительно, чтобы волокна, используемые на этапе В, образовывали сухую ткань, сшитую ткань или текстильную преформу.

На этапе D заливку смолы производят при температуре от 20 до 150°С и давлении от 1,5 до 15 бар.

1. Формовочное устройство (1), выполненное с возможностью введения в него волокон, на которые заливают смолу, и содержащее основание (3), боковые пластины (5), охватывающие основание (3), и крышку (7), выполненную с возможностью входить в контакт со свободными концами (9) боковых пластин (5), ограничивая тем самым внутреннее пространство (11), для введения волокон и смолы, отличающееся тем, что оно содержит оболочку (21), помещенную во внутреннее пространство (11) и имеющую форму, соответствующую форме внутренней поверхности крышки (7) и, по меньшей мере, части внутренней поверхности боковых пластин (5).

2. Устройство (1) по п.1, в котором указанная оболочка (21) покрывает, по существу, всю внутреннюю поверхность боковых пластин (5).

3. Устройство (1) по п.1, в котором указанная оболочка (21) выполнена из материала, выдерживающего температуру выше 200°С.

4. Устройство (1) по п.3, в котором оболочка (21) выполнена из силикона.

5. Устройство (1) по любому из пп.1-4, в котором герметизация боковых пластин (5) и крышки (7) выполнена с использованием уплотнительных колец.

6. Устройство (1) по любому из пп.1-4, в котором указанная оболочка (21) имеет, по существу, постоянную толщину.

7. Способ изготовления изделия из смолы с использованием устройства (1) по любому из пп.1-6, включающий в себя следующие этапы:
А: соединяют друг с другом основание (3) и боковые пластины (5);
В: помещают волокна в пространство, образованное основанием (3) и боковыми пластинами (5);
С: на свободных концах (9) боковых пластин размещают крышку (7), внутренняя поверхность которой покрыта оболочкой (21), с образованием при этом формовочного устройства (1);
D: заливают смолу во внутреннее пространство (11) формовочного устройства (1), содержащего волокна.

8. Способ по п.7, в соответствии с которым используемые волокна образуют сухую ткань, сшитую ткань или текстильную преформу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления резинотехнических изделий путем вулканизации в пресс-форме, и применено для изготовления армированных амортизаторов и эластичных опорных шарниров (ЭОШ).

Изобретение относится к способу изготовления композитного элемента и устройству для его осуществления. Пакет слоев собирают на укладочном столе, причем каждый из слоев содержит множество армирующих элементов, например сухих волокон.

Изобретение относится к способу изготовления рычага для шарнирной конструкции, такой как конструкция шасси летательного аппарата. Рычаг содержит главный корпус, проходящий в продольном направлении и содержащий соединительный элемент, выступающий в радиальном направлении из главного корпуса.

Изобретение относится к способу изготовления авиационных изделий из композитного материала. Способ изготовления тяги из композитного материала с усиленными концами (28, 29) включает этапы, на которых изготавливают оправку (22), содержащую втулку (24), выполненную в продольном направлении, и усилительные вставки (26, 27), жестко соединенные с концами (35, 40) этой втулки (24), образуя жесткую систему вокруг этой оправки (22), перемещаемой в продольном направлении при помощи машины (51) для плетения усилительных волокон (53), окружающих ее по всей длине, выполняют один или несколько слоев (23) оплетки из волокон, в слой или слои (23) оплетки из волокон впрыскивают смолу и осуществляют ее полимеризацию для обеспечения сцепления и жесткого соединения между слоями (23) оплетки из волокон и, по меньшей мере, концами (35, 40) оправки для формирования корпуса тяги с усиленными концами (28, 29).

Изобретение относится к способу получения цельной детали из волокнистого композита и к стержневой форме для ее получения. Согласно способу производят множество удаляемых стержней в стержневой форме.

Изобретение относится к способу изготовления тяги из композитного материала из волокнистой заготовки. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления армированных резинотехнических изделий путем вулканизации в пресс-форме, и может быть применено для изготовления эластичных опорных шарниров (ЭОШ) сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления армированных резинотехнических изделий путем вулканизации в пресс-форме, и может быть применено для изготовления эластичных опорных шарниров (ЭОШ) сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).

Изобретение относится к способу изготовления контрольного образца лопатки из композитного материала для эталонирования процесса рентгеновского контроля схожих лопаток.

Настоящее изобретение относится к литейной форме, выполненной из композиционного материала, а также к способу, в котором может быть использована данная литейная форма. Техническим результатом изобретения является снижение веса и уменьшение размеров литейной формы, а также повышение качества и сокращение времени изготовления готовых изделий. Технический результат достигается способом изготовления изделий, выполняемых из композиционных материалов, который включает в себя следующие этапы. Укладка одной или более подложек в полость литейной формы, выполненной из композиционного материала. Герметическое замыкание литейной формы с помощью механических устройств крепления. Вакуумирование полости и инжекция полимера в полость под давлением от 0,5 бар до 3,5 бар, в частности от 1,5 до 2,5 бар, чтобы пропитать подложки инжектированным полимером. Нагревание литейной формы для вулканизации полимера, который пропитывает подложки в полости. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 18 ил.

Группа изобретений относится к способу изготовления лопатки (10) турбомашины из композитного материала и лопатке турбомашины из композитного материала. Лопатка содержит волокнистую деталь упрочнения, получаемую путем переплетения первого множества волокон и второго множества волокон. Волокна первого множества волокон расположены последовательными слоями и вытянуты в продольном направлении волокнистой заготовки, соответствующем продольному направлению лопатки (10), причем деталь упрочнения уплотнена матрицей. Лопатка содержит один или множество внутренних каналов (21, 22, 23), вытянутых в продольном направлении лопатки. Способ изготовления лопатки турбомашины из композитного материала включает изготовление волокнистой заготовки путем переплетения волокон, придание заготовки заданной формы и уплотнение волокнистой заготовки. Технический результат, достигаемый при использовании способа и лопатки по изобретениям, состоит в получении заданного профиля поперечного сечения лопатки. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройству для изготовления детали из композитного материала путем инжекции смолы в закрытую форму и к способу использования данного устройства. Устройство содержит производственную пресс-форму, предназначенную под размещение по меньшей мере одной предварительно отформованной заготовки и разделенную на матрицу и один или более подвижных конструктивных элементов, индексированных на матрице. Собранный узел образует полость, соответствующую геометрической форме изготавливаемой детали. Пресс-форма соединена по меньшей мере с одной позиционирующей рамой, расширение которой является устойчивым или управляемым по меньшей мере в одном направлении. Позиционирующая рама выполнена таким образом, что она позволяет индексировать и удерживать на матрице один или более подвижных конструктивных элементов, соответствующих по меньшей мере одному элементу с особыми свойствами. Изобретение обеспечивает повышение качества изготавливаемых изделий. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу получения композиционных материалов, композиционному материалу, полученному этим способом, и к системе для осуществления указанного способа. Техническим результатом является повышение отношения прочности к массе и износостойкости к действию повторяющихся и долговременных нагрузок композиционного материала. Технический результат достигается способом получения композиционного материала на основе армированной волокнами пластмассы, включающем стадии (а) приведения связующего вещества в контакт с упрочняющей волокнистой структурой с получением промежуточного материала и (б) отверждения связующего вещества в промежуточном материале с получением композиционного материала. Причем перед стадией (а) связующее вещество смешивают с разбавителем с получением смеси. Во время стадии (б) разбавитель отделяют от связующего вещества путем передачи энергии к разбавителю через промежуточный материал. В течение по меньшей мере части времени осуществления стадии (а) упрочняющую волокнистую структуру помещают в пресс-форму. В процессе осуществления стадии (а) производят передачу энергии из промежуточного материала для нагревания частей связующего вещества до температуры ниже температуры кипения разбавителя в составе смеси в промежуточном материале. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Наверх