Способ изготовления сотового заполнителя

Изобретение относится к способу изготовления сотового заполнителя из стеклоткани и может быть использовано в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности при изготовлении трехслойных конструкций сложной кривизны. Способ включает нанесение клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, разрезку полотна стеклоткани на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку сотового пакета путем укладки заготовок со смещением каждой заготовки относительно предыдущей на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотового пакета по заданному режиму, термостабилизацию свободно подвешенного сотового пакета, формирование сотового блока путем растяжения сотового пакета, пропитку сотового блока полимерным связующим с последующим термоотверждением и разрезку сотового блока на сотовые панели заданной высоты с последующим равномерным удалением граней ячеек по всей их площади и высоте, при этом одновременно удаляют ячейки с длиной граней 2,5-3,5 мм и прилегающие к ним грани на 0,1-0,25 их длины. Изобретение позволяет изготавливать сотовый заполнитель для изделий сложной кривизны. 4 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к способу изготовления сотового заполнителя из стеклоткани и может быть использовано в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности при изготовлении трехслойных конструкций сложной кривизны.

Известен способ изготовления сотового заполнителя, включающий следующие операции: нанесение клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, разрезку в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, полотна стеклоткани на заготовки, сборку сотового пакета путем укладки со смещением каждой заготовки относительно предыдущей на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотового пакета по заданному режиму и термостабилизацию свободно подвешенного сотового пакета, получение сотового блока с заданной гранью ячейки путем растяжения сотового пакета, пропитку сотового блока полимерным связующим с последующим термоотверждением его (Патент РФ №2272712, МПК B32B 3/12. Способ изготовления сотового заполнителя / B.C. Волков, В.А. Разумовский, A.M. Крюков, Н.А. Садикова. Опубл. 27.03.2006 г.) - аналог 1.

Наиболее технологичным и востребованным видом клеевых сотовых заполнителей являются шестигранные соты, но они при выкладке на криволинейные поверхности демонстрируют эффект седловидности.

Данный способ имеет существенный недостаток: невозможность выкладывать сотовые панели на поверхностях сложной кривизны.

Известен патент на способ изготовления гибкого сотового заполнителя, у которого в качестве элементарной ячейки выступает, так называемая, «звезда Джексона» (Патент США №3991245, МКИ B32B 3/12. Flexible honeycomb structure / W.T. Jackson. Опубл. 09.11.76 г.) - аналог 2. Ячейки данной структуры являются идентичными и имеют поперечное сечение, состоящее из трех одинаковых сегментов, расположенных под одинаковым углом к общей оси. Ячейки регулярной гексагональной конфигурации соприкасаются четырьмя сторонами таким образом, что общие грани между сегментами являются нелинейными, за счет чего придается гибкость структуре. Однако изготовление данного типа сотовых блоков по методу растяжения пакета на практике неосуществимо и выполняется, как правило, методом профилирования.

Данные способ имеет недостатки, а именно:

а) сложность совмещения профилированных поверхностей, на которые нанесены клеевые полосы;

б) ограниченность применяемых материалов: использование, например, только предварительно пропитанных связующими стекло- и трикотажных тканей;

в) невозможность изготовления крупногабаритных сотовых блоков;

г) невозможность получения стеклосотов с гранями ячейки менее 6 мм ввиду разрушения стекловолокон в процессе прессования гофров.

В качестве прототипа выбран патент РФ №2565711, МПК B32B 312. Способ изготовления сотового заполнителя / A.M. Крюков, B.C. Волков, Ю.Г. Мурашкин, С.А. Мешков, Н.В. Степанов. Опубл. 20.10.2015 г. Способ включает следующие операции: нанесение клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, разрезку в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, полотна стеклоткани на заготовки, сборку сотового пакета путем укладки со смещением каждой заготовки относительно предыдущей на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотового пакета по заданному режиму и термостабилизацию свободно подвешенного сотового пакета, получение сотового блока с заданной гранью ячейки путем растяжения сотового пакета, пропитку сотового блока полимерным связующим с последующим термоотверждением его. Полученный после термоотверждения сотовый блок разрезают на сотовые панели требуемой толщины, в которых по всей их площади проводят равномерное удаление граней трех смежных ячеек (узловых соединений), соприкасающихся между собой, на высоту сотовой панели, при этом удаляемая часть граней ячеек составляет 0,25-0,33 длины грани.

Данный способ имеет следующие недостатки:

а) способ неэффективен для сотов с гранью ячейки в пределах 2,5-3,5 мм;

б) не обеспечивает изготовление сотовых панелей для применения в изделиях сложной, например, цилиндрической кривизны малого радиуса.

Задача изобретения - получение сотового заполнителя с размером грани ячейки в пределах 2,5-3,5 мм на основе стеклоткани, обеспечивающего возможность использования его при производстве цилиндрических изделий с малым радиусом.

Предлагаемый способ включает нанесение клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, разрезку полотна стеклоткани на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку сотового пакета путем укладки заготовок со смещением каждой заготовки относительно предыдущей на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотового пакета по заданному режиму, термостабилизацию свободно подвешенного сотового пакета, формирование сотового блока с заданной гранью ячейки путем растяжения сотового пакета, пропитку сотового блока полимерным связующим с последующим термоотверждением и разрезку сотового блока на сотовые панели заданной высоты с последующим равномерным удалением граней ячеек по всей их площади и высоте, отличающийся тем, что одновременно удаляют ячейки с прилегающими к ним гранями на 0,1-0,25 их длины.

Удаление ячеек в сотовой панели увеличивает гибкость сотового заполнителя, что позволяет его выкладывать на цилиндрических поверхностях малого радиуса.

При увеличении удаляемой части длины грани ячейки происходит расслоение оставшейся части грани, склеенной из двух слоев стеклоткани, а при уменьшении не будет достигнута требуемая гибкость сотового заполнителя.

Удаление ячейки с частью длины примыкающих граней соседних ячеек (см. фиг. 1) образует выпукло-вогнутую элементарную ячейку, названную авторами данного изобретения «подкрепленной восемнадцатигранной звездой». В этом случае функцию подкрепления выполняют оставшиеся части двух смежных элементарных шестигранных ячеек. Получаемая сотовая структура (см. фиг. 2) в отличие от прототипа представляет собой суперпозицию двух типов ячеек: шестигранной 1 и «подкрепленной восемнадцатигранной звезды» 2, в сотовой структуре которого присутствует только элементарная ячейка «подкрепленная звезда Джексона». Патентуемый сотовый заполнитель легко выкладывается на поверхности сложной кривизны, например, цилиндрической малого радиуса (см. фиг. 3).

При повышении процентного содержания в сотовой структуре ячеек второго из упомянутых типов уменьшается радиус кривизны цилиндрической поверхности, на которую можно выкладывать получаемую сотовую панель (см. фиг. 4).

Патентуемый способ наиболее актуален для клеевых шестигранных сотов с длиной грани ячейки 2,5-3,5 мм, применяемых в виде сотовых панелей в интервале высот от 3 до 23 мм. Правильная геометрия их ячеек обеспечивается конструкцией оснастки, которая предполагает использование автоматизированных методов удаления ячеек с частью примыкающих шести граней соседних ячеек, например, штанцевальной высечной оснастки, координатно-фрезерного станка с ЧПУ, лазерной резки и других известных способов.

Длина удаляемой грани ячейки выбрана исходя из недопущения расслоения оставшейся части грани ячейки.

Пример 1. Изготавливали сотовый заполнитель с размером стороны гексагональных ячеек 2,5 мм. Для этого на полотно стеклоткани марки Э4-80, на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла, ТУ 5952-038-00204926-2002, в продольном направлении наносили полосы фенолополивинилацетального клея БФ-2, ГОСТ 12172-74, (температура отверждения 150°C) с вязкостью 45 с по вискозиметру ВЗ-246 с помощью ребристого вала с шагом ребер 10 мм и подсушивали их в вертикальной шахте клеенаносящей машины при температурах по зонам 45, 65 и 75°С. Разрезали полотно с клеевыми полосами на заготовки длиной 340 мм и шириной 900 мм и производили сборку заготовок со смещением их относительно предыдущей на 5 мм. Собранный пакет заготовок склеивали в прессе по режиму при удельном давлении 0,15 кгс/см2, нагреве до температуры 80°С с последующей выдержкой 60 минут, нагреве до температуры 150°С и выдержкой 110 минут, нагреве до температуры 170°С и выдержкой 130 минут.

Термостабилизировали растянутый сотовый пакет в течение 5 часов при температуре 170°С в термостате в свободно подвешенном состоянии. Проводили растяжение сотового пакета до получения ячеек гексагональной формы и закрепляли его в пропиточной рамке с помощью стержней, установленных в петли растягивающих тканевых элементов, приклеенных к сотовому пакету. После медленного в течение 2 минут погружения в раствор связующего - лака бакелитового марки ЛБС-1, ГОСТ 901-78 (раствор фенолформальдегидной смолы в этиловом спирте) с вязкостью 20 с по вискозиметру ВЗ-246 проводили пропитку растянутого сотового пакета в течение 7 мин, медленно вынимали рамку с полученным сотовым блоком из раствора и в течение 9 мин давали стечь избытку связующего. Переворачивали рамку с сотовым блоком на 180° в вертикальной плоскости и выдерживали в течение 12 мин. Приводили рамку с сотовым блоком в исходное состояние и выдерживали в течение 1 мин. Просушивали сотовый блок в течение 3 ч при комнатной температуре, продувая ячейки сотового блока воздухом.

Термообрабатывали сотовый блок в термостате по следующему режиму: нагревом до температуры 100°С с последующей выдержкой 30 мин, нагревом до температуры 150°С и выдержкой 90 мин, нагревом до температуры 170°С и выдержкой 120 мин. Полученный сотовый блок разрезали на сотовые панели. В сотовой панели по всей ее поверхности равномерно удаляли с помощью штанцевальной высечной оснастки ячейки с примыкающими гранями соседних ячеек на высоту сотовой панели. Длина удаляемой части граней ячеек составляла 0,1 их длины.

Пример 2. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 1, но с размером стороны гексагональных ячеек 3,5 мм. Длина удаляемой части граней ячеек составляла 0,2 их длины.

Пример 3. Изготавливали сотовый заполнитель по примеру 1, но с размером стороны гексагональных ячеек 3,5 мм на основе стеклоткани ЭЗ-100 на основе волокон из алюмоборосиликатного бесщелочного стекла, ГОСТ 19907. Длина удаляемой части граней составляла 0,25 их длины.

В таблице приведены характеристики плотности и прочности при сжатии сотовой структуры для сотового заполнителя разных марок.

Из таблицы видно, что при удалении ячеек с примыкающими гранями в сотовых панелях сохраняется 72-87,5% исходной прочности при сжатии для разных марок стеклосотопласта, что составляет достаточно высокую величину, позволяющую использовать эти панели для изготовления трехслойных конструкций сложной кривизны. При этом чем больше размер граней ячеек сотового заполнителя, тем меньше снижение прочности.

Сотовые панели требуемой толщины, в которых по всей их площади проводят равномерное удаление граней трех смежных ячеек (узловых соединений), соприкасающихся между собой, на высоту сотовой панели, при этом удаляемая часть граней ячеек составляет 0,25-0,33 длины грани.

Данный способ имеет следующие недостатки:

а) способ неэффективен для сотов с гранью ячейки в пределах 2,5-3,5 мм;

б) не обеспечивает изготовление сотовых панелей для применения в изделиях сложной, например, цилиндрической кривизны малого радиуса.

Задача изобретения - получение сотового заполнителя с размером грани ячейки в пределах 2,5-3,5 мм на основе стеклоткани, обеспечивающего возможность использования его при производстве цилиндрических изделий с малым радиусом.

Предлагаемый способ включает нанесение клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, разрезку полотна стеклоткани на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку сотового пакета путем укладки заготовок со смещением каждой заготовки относительно предыдущей на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотового пакета по заданному режиму, термостабилизацию свободно подвешенного сотового пакета, формирование сотового блока с заданной гранью ячейки путем растяжения сотового пакета, пропитку сотового блока полимерным связующим с последующим термоотверждением и разрезку сотового блока на сотовые панели заданной высоты с последующим равномерным удалением граней ячеек по всей их площади и высоте, отличающийся тем, что одновременно удаляют ячейки с прилегающими к ним гранями на 0,1-0,25 их длины.

Удаление ячеек в сотовой панели увеличивает гибкость сотового заполнителя, что позволяет его выкладывать на цилиндрических поверхностях малого радиуса.

При увеличении удаляемой части длины грани ячейки происходит расслоение оставшейся части грани, склеенной из двух слоев стеклоткани, а при уменьшении не будет достигнута требуемая гибкость сотового заполнителя.

Способ изготовления сотового заполнителя включает нанесение клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, разрезку полотна стеклоткани на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку сотового пакета путем укладки заготовок со смещением каждой заготовки относительно предыдущей на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотового пакета по заданному режиму, термостабилизацию свободно подвешенного сотового пакета, формирование сотового блока путем растяжения сотового пакета, пропитку сотового блока полимерным связующим с последующим термоотверждением и разрезку сотового блока на сотовые панели заданной высоты с последующим равномерным удалением граней ячеек по всей их площади и высоте, отличающийся тем, что одновременно удаляют ячейки с длиной граней 2,5-3,5 мм и прилегающие к ним грани на 0,1-0,25 их длины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области шумозащитных панелей и касается способа изготовления керамической шумозащитной панели изогнутой формы. Способ включает следующие операции: пропитку волоконной структуры, определяющей сотовую структуру, смолой-прекурсором керамики; полимеризацию смолы-прекурсора керамики при удержании волоконной структуры на устройстве, форма которого соответствует изогнутой форме окончательно получаемой сотовой структуры; прикрепление к сотовой структуре первой и второй обшивок; каждая из обшивок представляет собой волоконную структуру, пропитанную смолой-прекурсором керамики, и обе обшивки прикрепляются к указанной сотовой структуре до или после полимеризации смолы указанных обшивок; пиролизацию собранного узла, включающего в себя сотовую структуру с первой и второй обшивками; и уплотнение указанного узла посредством химической инфильтрации в паровой фазе.

Силовая кессонная конструкция содержит верхние и нижние композитные комплексные сэндвичевые панели. Панели включают листовые обшивки, образующие сэндвичевую конструкцию с одним или более заполнителями и смежными плотными пакетами, ориентированными в аксиальном направлении.

Изобретение относится к летательным аппаратам и касается конструкции турбореактивного двигателя и гондолы двигателя. Внутренняя стенка гондолы включает в себя монолитную слоистую конструкцию на основе суперпластического формообразования и диффузного связывания, Монолитная слоистая конструкция содержит сердцевину, расположенную между первым и вторым облицовочными листами с образованием слоистой конструкции.

Изобретение относится к облегченным акустическим структурам. Акустический субстрат включает в себя по существу открытый внутренний и внешние облицовочные слои.

Изобретение относится к конструктивным деталям и касается многослойной детали, используемой в качестве плоского элемента механического транспортного средства. Деталь содержит по меньшей мере один серединный слой и по меньшей мере два волокнистых слоя, причем на верхнюю и/или нижнюю сторону по меньшей мере одного из волокнистых слоев нанесен по меньшей мере один матричный материал, при этом матричный материал нанесен в разных количествах и/или в виде разных типов матричного материала по меньшей мере на два из волокнистых слоев и/или с верхней, и/или нижней стороны по меньшей мере одного из волокнистых слоев.

Изобретение относится к изготовлению многослойных материалов с сотовым сердечником для применения в автомобильных конструкциях. Способ изготовления полуобработанного изделия с сотовым сердечником для изготовления многослойной детали включает: обеспечение сотового сердечника, смачивание сотового сердечника в зоне деформации стенок сотового сердечника, сморщивание сотового сердечника в зоне деформации, при этом смачивание сотового сердечника выполняют путем его окунания в заполненную жидкостью емкость, причем зона деформации расположена в концевой области стенок сотового сердечника.

Изобретение относится к многослойным звукопоглощающим панелям с сотовым заполнителем резонансного типа, гасящим звуковые колебания, создаваемые газовыми потоками и их нагнетателями, и предназначено для использования в области авиакосмической техники, транспортной техники, радиотехники, строительства, например, в качестве звукопоглощающих панелей при изготовлении проточных трактов современных авиационных турбореактивных двигателей.

Изобретение относится к шумопоглощающим конструкционным материалам и касается панели с гофрированным и сотовым заполнителем. Панель включает гофрированный и сотовый заполнители, перфорированную и сплошную обшивки, заполнитель из перфорированного и гофрированного материала, состоящий из чередующихся междцу собой верхних и нижних гофрированных полос, верхние гофрированные полосы заполнителя соединены с сеткой, при этом сотовый заполнитель расположен между сеткой и перфорированной обшивкой и связаны между собой.

Изобретение относится к способу изготовления ячеистого сотового заполнителя, из композиционных материалов для двух-, трехслойных панелей и оболочек из препрега. Изобретение может использоваться для изготовления изделий с высокой удельной прочностью в авиационной, ракетно-космической, строительной, автомобильной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к шумопоглощающим конструктивным материалам и касается слоистой гофрированной панели. Панель включает перфорированную и сплошную обшивки, заполнитель из перфорированного и гофрированного материала, состоящего из чередующихся между собой верхних перфорированных и гофрированных полос, при этом слои сеток устанавливаются на верхние и нижние перфорированные и гофрированные полосы с линией раздела сеток, находящихся на расстоянии, равном половине высоты двухслойного гофрированного заполнителя.

Изобретение относится к способу изготовления сотового заполнителя из стеклоткани и может быть использовано в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности при изготовлении трехслойных конструкций сложной кривизны. Способ включает нанесение клеевых полос на полотно стеклоткани в продольном направлении, разрезку полотна стеклоткани на заготовки в направлении, перпендикулярном клеевым полосам, сборку сотового пакета путем укладки заготовок со смещением каждой заготовки относительно предыдущей на половину шага клеевых полос, склеивание заготовок сотового пакета по заданному режиму, термостабилизацию свободно подвешенного сотового пакета, формирование сотового блока путем растяжения сотового пакета, пропитку сотового блока полимерным связующим с последующим термоотверждением и разрезку сотового блока на сотовые панели заданной высоты с последующим равномерным удалением граней ячеек по всей их площади и высоте, при этом одновременно удаляют ячейки с длиной граней 2,5-3,5 мм и прилегающие к ним грани на 0,1-0,25 их длины. Изобретение позволяет изготавливать сотовый заполнитель для изделий сложной кривизны. 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Наверх