Способ изготовления трехслойной композитной панели

Изобретение относится к области получения композиционных материалов и касается способа изготовления трехслойной композитной панели с сотовым заполнителем. Способ включает в себя следующие операции: по аддитивной технологии изготавливают средний слой из пластика с требуемыми конструктивными параметрами «сот»; из металлических листов вырезают верхний и нижний слои необходимого размера; механически обрабатывают или травят поверхности верхнего и нижнего слоев для обеспечения требуемого микрорельефа; устанавливают нижний и верхний слои в пресс обработанными поверхностями друг напротив друга; располагают средний слой между нижним и верхним слоями; поочередно нагревают верхний и нижний слои до температуры плавления среднего слоя с одновременным осаждением на заданный размер. Изобретение обеспечивает упрощение технологического процесса, обеспечивая возможность варьирования конструкции и прочностных характеристик среднего слоя. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способам изготовления трехслойных панелей с сотовым заполнителем и может быть использовано в строительстве, машиностроении, авиационной и космической технике.

В настоящие время трехслойные композитные панели имеют широкое применение в различных сферах деятельности. Например, алюминиевые трехслойные панели, содержащие верхний и нижний слои из листа из алюминиевого сплава и средний слой из алюминиевой фольги в виде «пчелиных сот» изготавливаются массово многими производителями, как в России, так и за рубежом, и используются для различных целей. Для изготовления композитных панелей для авиационной и космической промышленности используются различные материалы: металлы, полимеры, пластмассы и даже бумага.

Известны аналоги способов изготовления и конструкций трехслойных композитных панелей, имеющие патентную защиту.

Например, изобретение «Способ склеивания равнопрочной трехслойной панели с сотовым заполнителем» (RU 2423234 С2), изобретение «Конструкция панели сотовой» (RU 2250830 С2), изобретение «Способ изготовления крупногабаритных трехслойных панелей» (RU 2547735 С2).

Все эти аналоги имеют ряд недостатков:

1) в технологии изготовления этих панелей, следовательно, и в конструкции, используют склеивающий слой между наружными слоями и средним слоем в виде сотового наполнителя;

2) как известно, в случаях использования таких панелей в авиационной или космической промышленности требуется монтаж различных деталей, узлов или приборов на них, поэтому необходимо помимо среднего слоя изготавливать и устанавливать между наружными слоями закладные установочные блоки, а также оформлять торец панели (в конструкции панели RU 2250830 C2 используют заливку эпоксидной смолой);

3) в технологии изготовления панелей по способу RU 2547735 C2 используют вакуумирование вместо прессования, что увеличивает количество оснастки и время изготовления таких панелей, усложняет технологический процесс.

Все вышеперечисленные недостатки усложняют технологию производства трехслойных композитных панелей.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является способ изготовления сотовой панели из нержавеющей стали по патенту RU №2267000 С2.

Согласно данной технологии пластины из нержавеющей стали нарезают на соответствующий размер. Располагают листы припоя, покрытые на обеих поверхностях флюсом, на поверхностях пластин. Одну пластину устанавливают в верхней части, а другую в нижней части пресса. Располагают заполнитель в виде сотовой структуры из нержавеющей стали между листами припоя. Нагревают сборку при температуре в диапазоне от 200 до 300°С с осуществлением пайки. Используют пресс с нагревателями внутри. Пластины и сотовая структура выполнены из одинаковой нержавеющей стали. Способ исключает тепловую деформацию пластин в процессе изготовления панели, позволяет получить панели с идеальным внешним видом и плоскостностью, обладающие высокой прочностью и коррозионной стойкостью.

Недостатком можно считать сложность технологического процесса, а именно -наличие операций изготовления и установки пластин припоя, покрытых флюсом с обеих сторон, используемых для склеивания слоев композитной панели.

Целью изобретения является упрощение технологического процесса изготовления трехслойной композитной панели, обеспечивая при этом возможность варьирования конструкции и прочностных характеристик среднего слоя.

Предлагаемый способ изготовления трехслойной композитной панели предполагает изготовление сотовой панели среднего слоя - из пластика, методом аддитивной технологии (3D печати), позволяющим выполнять ячейки сот в широком диапазоне размеров различной конфигурации. Способ включает в себя операции соединения элементов сборки путем поочередного нагревания верхнего и нижнего слоев до температуры плавления среднего слоя с одновременным осаждением сборки на заданный размер.

Отличительной особенностью предлагаемого способа от прототипа является то, что при изготовлении трехслойной композитной панели не используются клеевые или другие адгезионные составы, что упрощает процесс ее производства. А применение 3D-печати для изготовления сотовой панели обеспечивает изготовление среднего слоя с любыми заданными конструктивными параметрами (размер сот, толщина стенки сот, высота слоя и т.д.), что обеспечивает оптимизацию массы и прочностных характеристик. Также возможно печатать закладные установочные блоки в процессе изготовления среднего слоя, как одну деталь; появляется возможность конструктивно создать отверстия между ячейками сот для стравливания избыточного давления в космосе; появляется возможность предварительно создавать ниши в среднем слое для установки тепловых труб.

На фигуре 1 представлена трехслойная композитная панель в поперечном разрезе с установленной низкотемпературной тепловой трубой.

Раскрытие изобретения.

Способ изготовления трехслойной композитной панели включает в себя следующие операции:

1) по аддитивной технологии изготавливают средний слой из пластика с требуемыми конструктивными параметрами «сот», с закладными установочными блоками и свободными нишами (при необходимости), с оформленными торцами;

2) из металлических листов вырезают верхний и нижний слои необходимого размера;

3) механически обрабатывают или травят поверхности верхнего и нижнего слоев для обеспечения требуемого микрорельефа;

4) устанавливают нижний и верхний слои в пресс обработанными поверхностями друг напротив друга;

5) располагают средний слой между нижним и верхним слоями;

6) поочередно нагревают верхний и нижний слои до температуры плавления среднего слоя с одновременным осаждением на заданный размер.

Осуществление изобретения

Из листов из алюминиевого сплава вырезают слои 1 и 4 необходимого размера. Изготавливают средний слой 2 из пластика с требуемыми конструктивными параметрами «сот», с закладными установочными блоками, нишами для тепловых труб (при необходимости, в случае установки тепловой трубы 3) и оформленными торцами - методом аддитивной технологии (3D печати). Механически обрабатывают или травят поверхности верхнего 4 и нижнего 1 слоев для обеспечения требуемого микрорельефа. Устанавливают нижний 1 и верхний 4 слои в пресс обработанными поверхностями друг напротив друга. Располагают средний слой 2 между нижним 1 и верхним 4 слоями. При необходимости устанавливают низкотемпературную тепловую трубу 3 между нижним 1 и верхним 4 слоями. Поочередно нагревают верхний 4 и нижний 1 слои до температуры плавления среднего слоя 2 с одновременным осаждением на заданный размер. В качестве материла среднего слоя 2 используют пластик, которым можно печатать, например, ABS-пластик.

Технический результат реализуется следующим образом. Использование среднего слоя 2, изготовленного методом 3D печати из пластика, позволяет упростить процесс изготовления трехслойной композитной панели, так как в данном случае из технологического процесса можно исключить следующие операции: покрытие верхнего 4 и нижнего 1 слоев клеевым или другим адгезионным составом, изготовление закладных установочных блоков, вакуумирование, оформление торца панели.

Кроме того, использование метода 3D печати, позволяет изготавливать средний слой 2 с любыми заданными конструктивными параметрами (размер сот, толщина стенки сот, высота слоя и т.д.), позволяет печатать ячейки разного размера в одном слое.

1. Способ изготовления трехслойной композитной панели, содержащий стадии изготовления среднего слоя в виде сотопанели, нарезания верхней и нижней пластин из металла, размещения среднего слоя между пластинами из металла и соединения всех слоев с помощью нагреваемого пресса, отличающийся тем, что средний слой изготавливают из пластика методом аддитивной технологии (3D-печать), а на внутренних поверхностях пластин перед сборкой создают микрорельеф механическим или химическим воздействием и устанавливают пластины в пресс обработанными поверхностями внутрь, затем поочередно нагревают этим прессом верхний и нижний слои до температуры плавления среднего слоя с одновременным осаждением сборки на заданный размер.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в средний слой помещают тепловую трубу.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в сотопанели печатают ячейки неодинаковой конфигурации и размера, в соответствии с заданной установкой.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в сотопанели печатают закладные установочные блоки.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в сотопанели печатают ниши под встраиваемые элементы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к твердым телам, имеющим искусственные пористые структуры, и касается низкопористого ауксетического листового материала. Конструкционный материал содержит конструкцию из структур с продолговатыми порами, причем каждая из структур с продолговатыми порами включает в себя одну или более субструктур, первое множество первых структур с продолговатыми порами и второе множество вторых структур с продолговатыми порами, причем каждая из первых и вторых структур с продолговатыми порами имеет большую ось и малую ось, большие оси первых структур с продолговатыми порами перпендикулярны большим осям вторых структур с продолговатыми порами, первые и вторые множества структур с продолговатыми порами расположены в матрице рядов и столбцов, при этом каждый из рядов и каждый из столбцов выполнен чередующимся между первыми и вторыми структурами с продолговатыми порами, первые и вторые структуры с продолговатыми порами выполнены в форме двутавровых щелевых отверстий, так что пористость структур с продолговатыми порами ниже значения около 10%, и конструкция из структур с продолговатыми порами определяет элементарные ячейки, которые в качестве реакции на одноосное напряжение обеспечивают демонстрацию листовым материалом поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона.

Изобретение относится к технической области фильтрующих элементов. Способ изготовления мембраны для тангенциальной фильтрации текучей среды, при этом указанная мембрана содержит: подложку, имеющую трехмерную структуру и образованную монолитным керамическим пористым телом, в котором выполнены пути для циркуляции фильтруемой текучей среды и разделительный фильтрующий слой, нанесенный на стенку циркуляционных путей, в котором трехмерную структуру подложки получают посредством аддитивной технологии, согласно которой трехмерную структуру подложки рассекают на участки при помощи программы компьютерного проектирования, при этом указанные участки создают поочередно в форме элементарных пластов, расположенных друг над другом и последовательно связанных между собой, при помощи повторения следующих двух этапов, на которых: а) наносят однородный сплошной слой порошка постоянной толщины, предназначенного для формирования керамического пористого тела на площади, превышающей рисунок сечения указанного формируемого пористого тела на уровне пласта; b) в соответствии с рисунком, определенным для каждого пласта, локально уплотняют часть нанесенного материала для создания элементарного пласта, при этом указанные два этапа повторяют для того, чтобы при каждом повторении одновременно связывать сформированный таким образом элементарный пласт с предыдущим пластом, постепенно наращивая требуемую трехмерную форму.

Изобретение относится к многоопорной стеновой конструкции. Многоопорная стеновая конструкция включает: верхнюю опорную пластину, оснащенную множеством прямоугольных выступающих частей, разделенных решетчатыми выступами в виде доски для игры в го и направленных вверх в направлении, противоположном решетчатым выступам; промежуточную армирующую пластину, оснащенную направленными вверх выступающими вставками в форме, соответствующей прямоугольным выступающим частям, монтируемым в прямоугольные выступающие части верхней опорной пластины с верхними пазами в поперечной и продольной форме между направленными вверх выступающими вставками для расположения решетчатых выступов, с направленными вниз выступающими вставками, имеющими аналогичную форму, но в направлении, противоположном направленным вверх выступающим вставкам в местах, диагонально прилегающим к направленным вверх выступающим вставкам, и с нижними пазами в поперечной и продольной форме между направленными вниз выступающими вставками.

Изобретение относится к сотовой структуре для использования в качестве сотового наполнителя трансформирующихся оболочек. Сотовая структура образована из шестигранников, состоящих из шести протяженных тонких пластин, при этом образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками.

Изобретение относится к конструкциям заполнителей, применяемых в различных областях промышленности, в частности, для изготовления многослойных панелей. Складчатый заполнитель панели состоит из повторяющихся ячеистых фрагментов, образованных гранями, соединенными между собой по ребрам.

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.

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 подложке и способу ее изготовления. Подложка содержит множеством слоев, по меньшей мере один из которых включает оксиды металлов и имеет непосредственно поверх себя слой металлического покрытия, которое содержит по меньшей мере 8 масс.

Изобретение относится к металлическим покрытиям, в частности к нанесению поверхностного покрытия на композитное изделие. Способ формирования поверхностного покрытия (256) на композитном изделии (150) включает нанесение термического напыления (206, 236) на поверхность (302) инструмента (300) с обеспечением формирования поверхностного покрытия (256), имеющего раскрепляемую связь (226) с поверхностью (302) инструмента и имеющего суммарное остаточное напряжение (250), которое, по существу, эквивалентно по величине прочности (224) сцепления покрытия с инструментом.

Изобретение относится к изготовлению плит из керамических и композиционных материалов. Способ включает приготовление экзотермической смеси порошков, прессование смеси в заготовку, помещение ее в пресс-форму, инициирование реакции горения и последующее прессование продуктов горения.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к установкам для изготовления листового композиционного теплораспределяющего материала на основе природного графита, который может быть использован в энергосберегающих системах для отвода и распределения тепла от трубчатых меандров радиантных потолочных панелей систем отопления и кондиционирования помещений.

Изобретение относится к изделиям с покрытием и может быть использовано в области монолитных окон, в теплоизоляционных стеклопакетах и многослойных окнах. Изделие содержит многослойное покрытие, нанесенное на стеклянную основу.

Изобретение относится к выводному элементу для применения в устройстве формирования изображений. Выводной элемент для применения в устройстве формирования изображений содержит опорный элемент и первый слой, содержащий сшитый силикон, стабилизирующий полимер, содержащий полисилоксановую основную цепь, и минеральное масло, при этом первый слой находится на опорном элементе.

Группа изобретений относится к композитной волокнистой панели, в частности для применения в дверных конструкциях иди сэндвич-панелях. Описана композитная волокнистая панель, сердцевина которой содержит от 20 до 70 мас.

Изобретение относится к стальному листу с защитным противокоррозионным покрытием и способу его изготовления и может быть использовано для производства деталей для автомобиля.
Изобретение относится к керамической и авиационной отраслям промышленности и преимущественно может быть использовано при изготовлении крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий типа обтекателей летательных аппаратов.
Изобретение может быть использовано для защиты от подделки ценных многослойных изделий, таких как монеты, металлические жетоны, медали. Изделие с помощью штанг-держателей погружают в ванну для нанесения гальванического металлического покрытия, снабженную анодами из химически чистого металла, такого как никель, или медь, или латунь, или серебро.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов и касается способа изготовления трехслойной композитной панели с сотовым заполнителем. Способ включает в себя следующие операции: по аддитивной технологии изготавливают средний слой из пластика с требуемыми конструктивными параметрами «сот»; из металлических листов вырезают верхний и нижний слои необходимого размера; механически обрабатывают или травят поверхности верхнего и нижнего слоев для обеспечения требуемого микрорельефа; устанавливают нижний и верхний слои в пресс обработанными поверхностями друг напротив друга; располагают средний слой между нижним и верхним слоями; поочередно нагревают верхний и нижний слои до температуры плавления среднего слоя с одновременным осаждением на заданный размер. Изобретение обеспечивает упрощение технологического процесса, обеспечивая возможность варьирования конструкции и прочностных характеристик среднего слоя. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх