Устройство для формования ударопрочных прозрачных полимерных материалов

Изобретение относится к технике переработки листовых заготовок и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, в частности для получения изделий остекления самолетов, вертолетов и других средств с одинарной кривизной поверхности. Техническим результатом изобретения является улучшение оптических характеристик и геометрических параметров получаемого изделия. Устройство для формования ударопрочных прозрачных полимерных материалов, представляющих собой стекло, содержит сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности, металлическую пластину, закрепленную на одной из сторон формы и систему нагружения. Форма установлена на валу, горизонтально закрепленном на опорных стойках, с возможностью поворота ее вокруг вала. Система нагружения представляет собой груз, зафиксированный на стороне металлической пластины, противоположной от закрепленной, которая выступает за границу формы. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике переработки листовых заготовок, например, из поликарбоната и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, в частности для получения изделий остекления самолетов, вертолетов и других средств с одинарной кривизной поверхности.

Известно устройство для формования ударопрочных прозрачных полимерных материалов, содержащее сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности, прижимное кольцо формовочной оснастки, источники пневмо и вакуума, создаваемого между полимерным листом и прижимным кольцом (Гудимов М.М., Перов Б.В. Органическое стекло. - М.: Химия, 1981, с. 147).

Недостатком известного устройства является то, что при фиксации полимерного материала с помощью прижимного кольца формовочной оснастки, для достижения заданной кривизны формующей поверхности необходимо значительно растягивать полимерный материал. При этом известно, что для растяжения полимерного материала необходима температура выше температуры стеклования указанного материала, что приводит к повреждению его поверхности от контакта со сплошной формой, в конечном итоге - к ухудшению оптических показателей гнутого полимерного стекла.

Наиболее близким к изобретению является устройство для формования ударопрочных прозрачных недеформирующихся полимерных материалов, представляющих собой стекло, содержащее сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности и вакуумную систему. При этом устройство дополнительно содержит металлическую пластину, имеющую размеры формуемого стекла, закрепленную на одной из сторон формы и расположенную внутри гибкой герметичной камеры, соединенной с вакуумной системой (патент RU 2534809, МПК В29С 35/16, опубл. 10.12.2014). Гибкая герметичная камера совместно с вакуумной системой образуют систему нагружения.

Недостатком известного устройства является то, что при создании вакуума внутри гибкой герметичной камеры материал, из которого выполнена камера, например вакуумная резина, будет затягиваться в пространство между формующей поверхностью формы и поверхностью полимерного листа. Это неизменно приведет к получению отформованных полимерных листов с кривизной, не соответствующей заданной кривизне формующей поверхности формы, и с низкими оптическими показателями.

Задачей изобретения является обеспечение получения ударостойких прозрачных полимерных листов с заданной одинарной кривизной поверхности с высокими оптическими и геометрическими показателями.

Это достигается тем, что в устройстве для формования ударопрочных прозрачных полимерных материалов, представляющих собой стекло, содержащем сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности, металлическую пластину, закрепленную на одной из сторон формы и систему нагружения, согласно изобретению форма установлена на валу, горизонтально закрепленном на опорных стойках, с возможностью поворота ее вокруг вала, а система нагружения представляет собой груз, зафиксированный на стороне металлической пластины, противоположной от закрепленной, которая выступает за границу формы.

Груз, прижимая стекло металлической пластиной, за счет поворота формы со стеклом на валу в процессе формования действует перпендикулярно поверхности стекла для обеспечения максимального изгибающего момента, который прижимает стекло к форме. Стекло при этом постепенно принимает заданную кривизну поверхности формы. Эти обстоятельства обеспечивают получение гнутых полимерных материалов с заданной одинарной кривизной поверхности и с высокими оптическими показателями.

На чертеже схематически показана сплошная форма 1 с заданной одинарной кривизной поверхности 2. Форма 1 установлена на валу 3, горизонтально закрепленном на опорных стойках 4. Стекло 5 и металлическая пластина 6, установленная над ним и выступающая за границу формы 1, закреплены на форме 1 одной из своих сторон посредством зажима 7, а на противоположной стороне металлическая пластина нагружена с помощью груза 8. Поворотный механизм выполнен в виде шестерни 9, жестко соединенной с формой 1 и через цепную передачу 10 с приводом 11. Все устройство кроме привода 11 расположено в рабочем пространстве 12 термостата 13.

Устройство работает следующим образом. На форме 1 с заданной одинарной кривизной поверхности 2 одной из своих сторон закрепляют стекло 5 совместно с металлической пластиной 6, с помощью зажима 7, например винтами (на чертеже не показаны). Противоположную сторону металлической пластины 6 нагружают грузом 8. После нагрева указанного устройства в рабочем пространстве 12 термостата 13 до температуры на 10-15°С ниже температуры стеклования формуемого стекла 5 начинают осуществлять поворот формы 1 вокруг вала 3, закрепленного на опорных стойках 4 с помощью привода 11, соединенного через цепную передачу 10 с шестерней 9. При этом стекло 5, под воздействием груза 8, установленного на металлической пластине 6, за счет поворота формы 1 постепенно принимает заданную одинарную кривизну поверхности 2 формы 1. После этого термостат 13 инерционно охлаждается до комнатной температуры, отформованный лист стекла 5 передается на участок резки и обработки края для получения изделия.

Полученные с помощью предложенного устройства изделия остекления вертолетов 5-го поколения КА-62, изготовленные из поликарбоната торговой марки "Lexan", произведенного фирмой "General Electric Plastics" (США), отличаются лучшими показателями по оптическим и геометрическим параметрам по сравнению с изделиями, полученными с использованием прототипа.

Источники информации

1. Гудимов М.М., Петров Б.В. Органическое стекло. - М.: Химия,1981, с. 147.

2. RU №2534809, МПК В29С 35/16, опубл. 10.12.2014.

Устройство для формования ударопрочных прозрачных недеформирующихся полимерных материалов, представляющих собой стекло, содержащее сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности, металлическую пластину, закрепленную на одной из сторон формы, и систему нагружения, отличающееся тем, что форма установлена на валу, горизонтально закрепленном на опорных стойках, с возможностью поворота ее вокруг вала, а система нагружения представляет собой груз, зафиксированный на стороне металлической пластины, противоположной от закрепленной, которая выступает за границу формы.