Способ изготовления тонкостенных многослойных силовых панелей


 


Владельцы патента RU 2604221:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) (RU)
Публичное акционерное общество "Арсеньевская авиационная компания "Прогресс" им. Н.И. Сазыкина" (ПАО ААК "Прогресс") (RU)

Изобретение относится к конструкционным панелям и направлено на изготовление объемных каркасных сетчатых панелей. Способ включает формирование системы спиральных и кольцевых ребер силового набора намоткой гибкого сухого волокнистого материала (ленты, нити и ему подобного) на матрицу, размещенную на формообразующем инструменте, последующее формирование обшивочного слоя намоткой гибкого волокнистого материала поверх силового набора, последующую полимеризацию связующего и снятие панели с оправки. Полимеризацию распределенного связующего осуществляют после завершения формирования многослойной объемной структуры. Изобретение обеспечивает получение нескольких слоев при изготовлении многослойных объемных силовых оребренных панелей, включая тонкостенные, и повышение технологичности производства. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к способам изготовления объемных каркасных сетчатых панелей и может быть использовано при изготовлении конструкций в машиностроении, включая судостроение, ядерную энергетику, авиакосмическую отрасль промышленности. В указанных отраслях широко применяются крупногабаритные объемные панели и оболочки, для изготовления которых ранее применялись штампованные листы металла, подкрепленные профилями. При этом профиль повышал жесткость панели и прочностные характеристики всей конструкции. Наиболее предпочтительным методом оказался способ изготовления панелей из полимерных композиционных материалов (ПКМ), где одновременно с обшивкой панели в конструкции изготавливались подкрепляющие профили для увеличения равнопрочностных характеристик панели.

Известен способ изготовления баллонов давления из ПКМ (Основы авиа- и ракетостроения: учеб. пособие для вузов / А.С. Чумадин, В.И. Ершов, К.А. Макаров и др. - М.: Инфра-М. 2008. - 992 с.: ил. стр. 557 (D1), где объемную оболочку изготавливают методом непрерывной намотки на станке с вращающейся оправкой (формообразующим инструментом).

На вращающуюся оправку непрерывно и равномерно укладывают по установленной траектории и с постоянной скоростью, оплетая ее как кокон, спиральные ленты из волокон ПКМ, пропитанных связующим и образующих силовой каркас панели будущей конструкции из подкрепляющих профилей или силовых элементов. В описанной стадии формируется объемная жесткая сетчатая конструкция из спиральных взаимно-пересекающихся волокон.

Далее сформированный каркас подкрепляющих профилей или силовых элементов усиливают наружными лентами, наматываемыми в кольцевом направлении. Причем намотка смоченного кольцевого слоя (или обшивки) по наружной поверхности панели производится на предварительно уложенные симметричные спиральные силовые слои.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ изготовления конструкционных панелей, включающий формирование системы спиральных и кольцевых ребер силового набора намоткой гибкого волокнистого материала, пропитанного связующим, на матрицу, размещенную на оправке, затем последующее формирование обшивочного слоя намоткой гибкого волокнистого материала, пропитанного связующим, поверх силового набора, отверждение связующего и снятие панели с оправки (пат. RU №2463166, опубл. 10.10.2012) (D2).

Отличительной особенностью заявляемого изобретения является то, что пазы под ребра каркаса в матрицах изготовлены по высоте, равной толщине вставки, а сами вставки по завершении процесса могут быть удалены из полученной конструкции.

Однако перечисленными методами можно изготовить панель «мокрым» способом, т.е. когда на оправку наматывается волокнистый материал, который предварительно смочен связующим. Это не всегда удобно, поскольку для этого требуется высокой квалификации персонал и безотказная работа оборудования. Другой объективной причиной является недолговечность полезных свойств полимера. Кроме того, высок расход дорогостоящего связующего, излишки которого выдавливаются и удаляются в отходы.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является возможность получения нескольких слоев при изготовлении объемных каркасных сетчатых панелей «сухим» способом, в том числе тонкостенных, то есть, когда на оправку или иной формообразующий инструмент наматывается и/или выкладывается сухой волокнистый материал, который пропитывается связующим только после полного завершения намотки и/или выкладки, затем формируют ребра силового набора намоткой в пазы матрицы гибкого сухого волокнистого материала, после чего на них формируют очередной обшивочный слой.

Формирование последующих слоев осуществляют в аналогичном порядке. После завершения процесса сухой намотки и/или выкладки волокнистого материала всю сборку помещают в ложемент под герметичную пленку, из-под которой откачивают воздух и этим создают вакуум. Затем посредством созданного вакуума в сухую объемную волокнистую конструкцию всасывается из емкости со связующим дозированная порция пластика (смолы в текучем состоянии), которая равномерно распределяется по всей волокнистой конструкции.

Технический результат, который может быть получен в результате решаемой задачи, выражается в существенном упрощении процесса получения нескольких слоев при изготовлении объемных каркасных сетчатых оребренных панелей. При этом наблюдается существенное снижение массы конструкции в целом, сокращение потерь связующего, а также повышение качества конструкции и общую технологическую культуру производства при снижении количества брака и расходе связующего.

Поставленная задача решается тем, что способ изготовления конструкционных панелей, включающий формирование системы спиральных и кольцевых ребер силового набора намоткой гибкого сухого волокнистого материала на матрицу, размещенную на оправке, формирование обшивочного слоя намоткой гибкого сухого волокнистого материала поверх силового набора, последующее посредством создания вакуума всасывание в конструкцию связующего и его отверждение со снятием панели с оправки, в заявляемом изобретении на оправке из сухого волокнистого материала формируют объемный сетчатый каркас и обшивочные слои, затем посредством вакуумного всасывания сформированная конструкция равномерно пропитывается связующим, причем отверждение связующего осуществляют после завершения процесса, а затем обеспечивают доступ ко всем замкнутым объемам конструкционной панели и при необходимости удаляют из них материал вставок матрицы.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

Отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «… на оправке из сухого волокнистого материала формируют объемный сетчатый каркас и обшивочные слои» обеспечивает формирование «гладкой» внутренней поверхности панели и ребер силового набора конструкции из сухого волокнистого материала, что позволяет вносить требуемые коррективы в создаваемую конструкцию на всех технологических этапах производства.

Признак «… затем посредством вакуумного всасывания сформированная конструкция равномерно пропитывается связующим», тем самым обеспечивается строго дозированная подача связующего в создаваемую объемную каркасную конструкцию.

Способ осуществляют следующим образом. Для формирования первого обшивочного слоя на поверхность вращающейся оправки предварительно наматывают и/или выкладывают гибкий сухой волокнистый материал, на котором формируют матрицу из вставок, с зазорами, предназначенными для формирования объемного силового набора панели.

В качестве материала матриц используют либо брикеты растворимого материала (например, солевые обводообразующие вставки), либо капсулы с легким газом. Соли в обводообразующих вставках могут быть любыми, главное, чтобы они были способны держать форму конструкции ребра и обшивки до полимеризации связующего и впоследствии могли быть удалены из полости ячейки одним из доступных методов - вытряхиванием, вакуумированием, вымыванием, при этом капсулы с легким газом остаются в составе конструкции. Обводообразующие солевые вставки (или капсулы с легким газом) устанавливают на первом обшивочном слое с зазорами, которыми заранее задают размер ребра, а именно: высота обводообразущей вставки ровна высоте изготавливаемого ребра, а расстояние между вставками - толщине будущего ребра.

Ребра силового набора формируют намоткой в зазоры матрицы гибкого сухого волокнистого материала. По завершении намотки и/или выкладки сформированная объемная сухая конструкция равномерно пропитывается связующим путем всасывания связующего методом вакуумирования полученной сборки. В заявляемом способе связующее - матрица или склеивающее волокна вещество, т.е. этот материал после полимеризации придает жесткость волокнам. Изготавливаемые намоткой ребра ориентированы перпендикулярно к наружной поверхности будущей панели.

Отверждение связующего осуществляют после завершения формирования структуры. Отверждение связующего представляет собой известный стандартный типовой процесс полимеризации, который зависит от вида применяемых веществ и условий технологического процесса. Предложенным способом возможно изготовление любой объемной сетчатой каркасной панели из ПКМ.

1. Способ изготовления тонкостенных многослойных силовых панелей, включающий формирование системы спиральных и кольцевых ребер силового набора из гибкого волокнистого материала, обладающего трансформацией формы или объема, на матрице, размещенной на оправке, формирование обшивочного слоя из гибкого волокнистого материала поверх силового набора, пропитку гибкого волокнистого материала связующим, отверждение связующего после завершения формирования многослойной структуры и снятие панели с оправки, при этом на оправке формируют первый обшивочный слой из гибкого волокнистого материала, обладающего трансформацией формы или объема, на котором формируют матрицу с пазами, предназначенными для формирования силового набора панели, формируют ребра силового набора, помещая в пазы матрицы гибкий волокнистый материал, после чего на них формируют второй обшивочный слой, формирование последующих слоев осуществляют в аналогичном порядке, отличающийся тем, что пропитку гибкого волокнистого материала связующим осуществляют после завершения формирования многослойной структуры панели методом вакуумной инфузии, под действием которой связующее всасывается в сухой гибкий волокнистый материал и производится его равномерная пропитка, после чего осуществляют отверждение связующего, при этом в качестве материала для формирования матрицы с пазами используют солевые обводообразующие вставки или капсулы с легким газом, которые устанавливают с зазорами между ними, образуя пазы матрицы, на всех обшивочных слоях, высота обводообразущей вставки ровна высоте изготавливаемого ребра, а расстояние между вставками - зазор - толщине будущего ребра.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гибкий волокнистый материал размещают на оправке намоткой или выкладкой этого материала.



 

Похожие патенты:

Способ предназначен для изготовления композиционных силовых панелей. Способ включает формирование системы ребер силового набора каркаса намоткой гибкого волокнистого материала, пропитанного связующим, на матрицу, размещенную на оправке, последующее формирование обшивочного слоя панели намоткой гибкого волокнистого материала, пропитанного связующим, поверх силового набора каркаса, отверждение связующего и снятие панели с оправки.

Способ предназначен для изготовления силовых панелей. Способ включает формирование по обводу конструкции системы пересекающихся спиральных и кольцевых ребер силового набора намоткой гибкого волоконного материала, пропитанного связующим, на матричную систему, размещенную на оправке, последующее формирование обводообразующего обшивочного слоя намоткой гибкого волоконного материала, пропитанного связующим, поверх сформированного силового набора, отверждение связующего и снятие панели с оправки.

Изобретение относится к способу производства и усиления угла объекта, такому объекту, изготовленному из многослойной структуры с упрочненным углом, и применению усиливающего элемента.

Изобретение относится к конструкционным панелям и касается способа изготовления тонкостенных многослойных силовых панелей. .

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется при сварке пластмассовых труб с толщиной стенок 20 мм и более. .

Изобретение относится к технологии ремонта сооружений и касается, в частности технологии судоремонта. .

Изобретение относится к устройству для ламинирования пластинообразных предметов, в частности стеклянных панелей. Устройство имеет два ламинирующих валка (2, 9), из которых по меньшей мере один ламинирующий валок (2) соединен с приводом и между которыми пропускаются пластинообразные предметы для ламинирования.

Изобретение относится к области панелей на основе волокон с износостойким декоративным поверхностным слоем, в частности строительным панелям и, более конкретно, напольным панелям.

Изобретение относится к установке для непрерывной сушки пленки с покрытием, в частности пленки для ламинатов, покрытой слоем адгезива. Установка для непрерывной сушки пленки с покрытием содержит полость (3) с первым открытым концом (3а), через который входит пленка (F), и вторым открытым концом (3b), через который выходит просушенная пленка, множество валиков (7) для размещения пленки внутри упомянутой полости (3), систему подачи и удаления для подачи потока воздуха к первым нагнетающим средствам (9) для направления потока воздуха на поверхность пленки (F) с покрытием и для удаления потока воздуха из упомянутой полости (3) посредством отсасывающих средств (28).

Изобретение относится к способу соединения элементов (4) стального листа в пакет (11) элементов стального листа, при котором элементы (4) стального листа отделяются от полосы (2) стального листа, снабженной, по меньшей мере, на отдельных участках слоем с отверждающимся полимерным склеивающим веществом (12), в частности вырезаются на штампе, и эти элементы (4) стального листа предварительно соединяются в пакет (11) элементов стального листа, и этот процесс предварительного соединения включает в себя осуществляемую, по меньшей мере, на отдельных участках пластификацию склеивающего вещества (12) и соединение элементов (4) стального листа для объединения их посредством пластифицированного склеивающего вещества (12), по меньшей мере, одного из элементов (4) стального листа, и на последующем этапе пакет (11) элементов стального листа с предварительно соединенными элементами (4) стального листа подается на отверждение склеивающего вещества (12).

Изобретение относится к противопожарным материалам и касается способа получения гибкого теплоизолирующего листового продукта и соответствующего устройства. Способ включает: прикрепление первого листа изоляционного материала к первому покровному листу путем поперечной сшивки с применением первого шовного материала с получением первой части листового продукта, имеющей периметр; прикрепление второго листа изоляционного материала ко второму покровному листу путем поперечной сшивки с применением первого шовного материала с получением второй части листового продукта, имеющей периметр; прикрепление первой части листового продукта ко второй части листового продукта, по меньшей мере в области их периметров и с множеством точечных стежков между ними, где указанные точечные стежки состоят из второго шовного материала, так что при этом первый лист изоляционного материала является смежным со вторым листом изоляционного материала, при этом первая и вторая части листового продукта объединены с получением листового продукта.

Изобретение относится к декоративным ламинатам и касается способа получения декорированного листа и его применения. Листы на основе нетканого целлюлозного материала, такого как бумага, для получения декоративных ламинатов пропитывают синтетическими смолами.

Изобретение описывает способ изготовления пластинчатого изделия, включающий этапы: изготовление первого промежуточного изделия (1), содержащего по меньшей мере расположенные в последовательном порядке подложку (4), пластмассовый печатный слой (5), декоративный печатный слой (6) и пластмассовый защитный слой (7), с помощью процесса нанесения многослойного покрытия, изготовление второго промежуточного изделия (2), содержащего по меньшей мере один пластмассовый слой, с помощью по меньшей мере процесса каландрирования, объединение указанных первого и второго промежуточных изделий путем ламинирования, так что второе промежуточное изделие прикрепляют к первому промежуточному изделию, характеризующийся тем, что на этапе изготовления второго промежуточного изделия (2) обеспечивают создание подложки (9) и двух каландрированных пластмассовых слоев (8, 10) основы, ламинированных на противоположных сторонах указанной подложки.

Изобретение относится к области полимерных промежуточных листов для многослойных стеклопанелей и касается систем, способов и аппаратов для прямого тиснения листа полимерного расплава.

Изобретение относится к способу изготовления нетканого материала, имеющего на своей поверхности распределенные элементы с физическими размерами, который может быть использован для очистки в различных применениях.

Изобретение относится к полимерной пленке, поверхность которой покрыта слоем неорганического нанопокрытия, за счет чего обеспечиваются такие усовершенствования, как улучшенная способность к металлизации, низкая стоимость, низкое содержание полимерных добавок и модификаторов, более высокая пригодность к переработке для вторичного использования и хорошие рулонные свойства.

Способ предназначен для изготовления композиционных силовых панелей. Способ включает формирование системы ребер силового набора каркаса намоткой гибкого волокнистого материала, пропитанного связующим, на матрицу, размещенную на оправке, последующее формирование обшивочного слоя панели намоткой гибкого волокнистого материала, пропитанного связующим, поверх силового набора каркаса, отверждение связующего и снятие панели с оправки.
Изобретение относится к звуко-, тепло- и гидроизоляционным полимерным материалам и может быть использовано, в частности, в качестве подложки в облицовке стен и в покрытиях полов из ламината и паркетной доски «плавающим способом».

Устройство состоит из базового корпуса, закрепляемого в продольном пазу стандартного резцедержателя универсального токарного станка, на продольных направляющих качения которого установлен резцедержатель с жестко закрепленным резцом.

Способ предназначен для изготовления силовых панелей. Способ включает формирование по обводу конструкции системы пересекающихся спиральных и кольцевых ребер силового набора намоткой гибкого волоконного материала, пропитанного связующим, на матричную систему, размещенную на оправке, последующее формирование обводообразующего обшивочного слоя намоткой гибкого волоконного материала, пропитанного связующим, поверх сформированного силового набора, отверждение связующего и снятие панели с оправки.
Наверх