CS248340B1

CS248340B1 - A method for manufacturing reinforced thermoplastic based components

Info

Publication number: CS248340B1
Application number: CS169885A
Authority: CS
Inventors: Eduard Vasatko; Jan Batik; Jaroslav Kysely; Pavel Ries
Original assignee: Eduard Vasatko; Jan Batik; Jaroslav Kysely; Pavel Ries
Priority date: 1985-03-11
Filing date: 1985-03-11
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Způsob řeší problematiku vkládání výztuží do dvou a vícedílnýca forem při Výrobě vyztužených reaktoplastů vstřikováním. Podstatou je ukládání předem připravených, částečně nebo úplně spojených polotovarů pomocí přípravku a/nebo na přípravcích z různých materiálů, které se pak po dokončeni z formy vyjmou nebo naopak zůstávají pevnou či pohyblivou součástí výrobku.The method solves the problem of inserting reinforcements into two- and multi-part molds in the production of reinforced thermosets by injection molding. The essence is to deposit pre-prepared, partially or completely connected semi-finished products using a jig and/or on jigs made of various materials, which are then removed from the mold after completion or, conversely, remain a fixed or movable part of the product.

Description

Vynález řeší způsob výroby součástí na bázi vyztužených reaktoplastů ve dvou nebo vícedílných formách.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the manufacture of components based on reinforced thermosetting plastics in two or more parts.

V současné době je pro výrobu vyztužených reaktoplastů a dí· lů z nich používána řada technologií, počínaje ručním zpracováním jednotlivých vyztužujících vrstev štětcem a stěrkou při výro· bě polyesterových skelných laminátů a konče technologiemi lisová ní prepregů a premixů za tepla. V poslední době vystupuje do popředí nový technologický způsob, jehož podstata spočívá v tom, že se do nejméně dvoudílné pevné formy vkládá neproimpregnovaná výztuž, která se pak po uzavření této formy impregnuje dodatečně bud tlakem, případně za současného tlaku a vakua. Výztuže se do těchto forem vkládají dosud poměrně pracně a zejména u složitějších dílů představuje toto zakládání jednu z nejobtížnějších a nejpracnějších operací, která do značné míry limituje jak výrobní časy, tak i kvalitu budoucího výrobku. Do formy je totiž nutno nakládat výztuže v dílčích přířezech bučí jednotlivé, případně v optimálních podmínkách lze sešít dvě nebo několik dílčích výztuží k sobě. V takovém případě ovšem zůstávají mezi vrstvami ne· zpevněná místa, která podstatně zhoršují .kvalitu dílce. Dalším problémem je uzavírání formy před impregnací, kdy může dojít k posunutí Či pomačkání založené výztuže,a tím ke znehodnocení celého výrobku. V některých případech lze užít při zakládání tvarovaného polotovaru zhotoveného ze skleněných vláken technologií preformingu, tento způsob vyžaduje ovšem samostatné výrobní zařízení, je značně nákladný a zejména u velkorozměrových dílů jej nelze použít vůbec, protože příprava polotovaru by byla nákladnější, než vlastní výroba dílu.At present, a number of technologies are used for the production of reinforced thermosetting plastics and parts, ranging from the manual treatment of the individual reinforcing layers with a brush and trowel to the production of polyester glass laminates, and to the hot pressing of prepregs and premixes. Recently, a new technological process has come to the forefront, which consists in placing in the at least two-piece solid mold unimpregnated reinforcement, which is then impregnated additionally either under pressure or under simultaneous pressure and vacuum. The reinforcements are still relatively laborious to insert into these molds, and especially for more complex parts, this is one of the most difficult and laborious operations, which greatly limits both production times and the quality of the future product. In fact, it is necessary to load the reinforcements in partial cut-outs either individual, or in optimal conditions it is possible to sew two or several partial reinforcements together. In this case, however, there are uneven areas between the layers, which considerably impair the quality of the component. Another problem is the closing of the mold before impregnation, where the reinforcement based on the reinforcement can be shifted or creased and the whole product can be destroyed. In some cases, it is possible to use preforming technology to form a glass fiber preform, but this method requires separate production equipment, is expensive and in particular for large-size parts it cannot be used at all, because the preparation of the preform would be more expensive than the actual production.

Uvedenou problematiku do značné části řeší způsob výroby součástí na bázi vy ztužených reaktoplastů podle vynálezu, vyrábě· ných ve dvou nebo vícedílných formách technologií injektáže. Pod stata spočívá v tom, že se výztuže ukládají do formy jako předem *- 2 **This problem is solved to a great extent by the method of manufacturing the components based on the reinforced thermosetting plastics according to the invention, manufactured in two or more parts by injection technology. In essence, the reinforcement is put into the form as a pre-form * - 2 **

248 340 připravené, nastříhané, složené a částečně nebo úplně spojené polotovary pomocí přípravků a/nebo na přípravcích z různých materiálů, například z kovových materiálů, plastických hmot a podobně. Tyto pomocné přípravky se po dokončení ve formě ponechají a zajištují řádné uchycení výztuže ve vstřikovací dutině. Podle dalšího význaku se pomocné přípravky ponechají přímo ve výrobku a po dokončení se stanou jeho pevnou, případně i pohyblivou sou*Z z , z časti·248 340 prepared, cut, folded and partially or fully assembled blanks by means of and / or on preparations of different materials, for example metal materials, plastics and the like. These auxiliaries are left in the mold upon completion to ensure proper support of the reinforcement in the injection cavity. According to another feature, the auxiliary agents are left in the product and, upon completion, become its fixed or possibly movable component.

Řešení podle vynálezu má řadu výhod. V průběhu injektéžního procesu vzniká ve formě tlak vyvolaný prouděním reaktoplastu ve směru od vstřikovací trysky ve směru od vstřikovací trysky nebo žlábku k odvzdušnovacím či vakuovým otvorům. Tento tlak napomáhá orientaci výztuže, což při určitých podmínkách může vyvolat ve výrobku nerovnosti a vlny, které se projeví i zvlněním funkčního povrchu. Tím dojde pochopitelně ke znehodnocení dílce, zvláště jde-li o výrobky povrchově upravené gelcoatem. Pokud je výztuž pevně uchycena, je toto zvlnění a orientace předem vyloučeno· Další výhodou je i možnost směrové orientace výztuží při vhodně nastaveném předpětí. To umožňuje výrobu dílů se specifickými vlastnostmi a zvýšenou pevností v určitém směru, například listových per a pružin na bázi kompositních materiálů. Vlastnos^i_Qjednotlivých výrobků je možno dále zlepšit tím, že je výztuž upravena na kovové Či plastové armatuře, která sama o sobě tvoří vložku nebo přípravek, který zajištuje ještě některé další požadované vlastnosti dílce. Tak lze například ve formě přímo při vý robě dílce upravovat a dále zpevňovat vodicí čepy, upevňovací otvory, vkládat zámky, zpevněné hrany a tak dále· Vložka, nebo pomocný přípravek, zastříknutá do formy může ovšem tvořit také vhodný dělicí element, který slouží po dokončení výrobku k oddělení současně vstřikovaných stejných nebo rozdílných součástí od sebe. To umožňuje potom výrobu například dvou tvarově odlišných součástí v jediné operaci a v jediné formě.The solution according to the invention has a number of advantages. During the injection molding process, the pressure generated by the flow of the thermosetting plastic in the direction from the injection nozzle in the direction from the injection nozzle or groove to the venting or vacuum holes is generated in the mold. This pressure assists in the orientation of the reinforcement, which under certain conditions can cause unevenness and waves in the product, which can also result in undulations of the functional surface. This will, of course, lead to the deterioration of the workpiece, especially in the case of gelcoat-treated products. If the reinforcement is firmly attached, this ripple and orientation are precluded. · Another advantage is the possibility of directional orientation of the reinforcement at a suitably set prestressing. This allows the production of parts with specific properties and increased strength in a certain direction, for example leaf springs and springs based on composite materials. Propert _Q ^ i of each product can be further improved in that the reinforcement is provided on a valve metal or plastic, which itself forms an insert or a preparation which provides some further desired properties of the part. For example, guide pins, fastening holes, insert locks, reinforced edges and so on can be adjusted and further reinforced in the mold during production of the workpiece. product to separate simultaneously injected same or different parts from each other. This makes it possible, for example, to produce two differently shaped components in a single operation and in a single mold.

Příklad 1Example 1

Při výrobě vagónového listového péra je skleněná výztuž, rovingový pramenec, navíjena na dva hřebeny z tvrzeného papíru, kartitu, jejichž délka přesahuje cca o 10 mm šířku budoucího péra. Hřebeny svým ozubením zajišťují rovnoměrné rozložení jednotlivých pramenců. Po navinutí odpovídajícího množství pramenců aIn the production of the wagon leaf spring, the glass reinforcement, roving strand, is wound on two combs of hardened paper, cartite, whose length exceeds by about 10 mm the width of the future spring. The racks ensure their uniform distribution of the individual strands. After winding the appropriate amount of strands and

- 3 248 340 zavinutí vkládaných textilních přířezů do okrajů se dokončený polotovar uloží do výrobní formy, která má za funkční částí po obou stranách zářez, do kterého zapadnou rozšířené části obou hřebenů. Tím je současně zajištěno pevné uložení rovingových pramenců v požadovaném směru. Forma se uzavře a injektuje se nenasycenou polyesterovou pryskyřicí isoftalového typu.When the woven textile blanks are wound around the edges, the finished blank is placed in a production mold having a notch behind the functional part on which the expanded portions of the two ridges fit. This also ensures that the roving strands are fixed in the desired direction. The mold is closed and injected with an unsaturated polyester resin of the isophthalic type.

Příklad 2Example 2

Při výrobě listového péra stejného typu na stejné formě se namísto hřebenových vložek z tvrzeného papíru použije kovových hřebenů stejných rozměrů. V obou čelech formy je umístěn šroub, kterým lze uchytit i střed hřebenové vložky. Po založení vložky do formy se pomocí obou šroubů nastaví ve formě požadované předpětí. Poté se forma uzavře a dílec proimpregnuje. Po odříznutí obou nefunkčních konců se vložky vypálí a znovu použijí.In the manufacture of leaf feathers of the same type on the same mold, metal combs of the same dimensions are used instead of the combed paper inserts. In both faces of the mold there is a screw, which can also hold the center of the comb insert. After insertion of the insert into the mold, the required pre-tensioning is set using both screws. Then the mold is closed and the workpiece is impregnated. After both ends have been cut off, the inserts are burned and reused.

Příklad 3Example 3

Pro výrobu stejného péra ve stejné formě se namísto hřebenů uloží výztuž na přípravek, který umožní navíjení pramenců na kovové části neopracovaných nýtů, to,jest trubkových dílů potřebné šířky. Tyto kovové Části jsou upevněny volně na dřevěné destičce s kolíky vymezujícími rozložení nýtových spojů. Dvě protilehlé destičky takto upravené vymezují budoucí délku péra a požadované rozměry budoucích nýtů. Rovingové pramence se potom ovinou ve vypočteném množství přímo na tyto nýty, po dokončení se na horní a po obrácení i na dolní část trubek zachytí kovové přítlačné desky, které převezmou funkci dřevěného přípravku, a takto připravený polotovar se uloží do formy, která ovšem má upraven v obou protilehlých částech potřebný prostor pro kovové destičky. Forma se uzavře a vše se opět zaimpregnuje pryskyřicí. Výhodou je v tomto případě, vedle souběžné výroby péra a kovových částí, i zvýšená pevnost spoje mezi původně nýtovanou a nyní fcastříknutou kovovou deskou. Tři nýtování totiž dochází k přerušení výztuže, zatímco způsobem podle vynálezu se naopak výztuž ovíjí okolo nýtů, čímž se celková pevnost uchycení podstatně zvýší.In order to produce the same spring in the same mold, a reinforcement is placed on the jig instead of the ridges, which allows the strands to be wound onto the metal parts of the unworked rivets, i.e. the tubular parts of the required width. These metal parts are fixed loosely on a wooden plate with pins defining the layout of the rivet joints. The two opposing plates thus treated define the future length of the spring and the desired dimensions of the future rivets. The roving strands are then wrapped in a calculated amount directly onto these rivets, upon completion, the metal pressure plates are retained on the upper and, after inversion and on the lower part of the tubes, which assume the function of the wood preparation. space required for metal plates in both opposite parts. The mold is closed and everything is again impregnated with resin. The advantage in this case is, in addition to the simultaneous production of the spring and the metal parts, also an increased joint strength between the initially riveted and now frayed metal plate. In fact, the three rivets interrupt the reinforcement, while in the method according to the invention the reinforcement is wrapped around the rivets, whereby the overall gripping strength is substantially increased.

Příklad 4Example 4

Dvě jednoduchá, jednostranně tvarovaná péra lze zhotovit vTwo simple, one - sided shaped feathers can be made in

*» 4 *** »4 **

248 340 jediné formě tím způsobem, že se jako dělicí, pomocný přípravek zvolí cca 2 mm silný ocelový plech,'který se na obou stranách opatří proužkem, U-profilem, zhotoveným z polyuretanové pěny, ve kterém jsou opět upraveny hřebenové zářezy. Na kovovou vložku se opět navine potřebné množství pramenců, v místech zesílení se pak pomocí krátkých ocelových špendlíků přišpendlí vyztužující tkanina. Špendlíky se nechají ve výztuži a celek se opět uloží do dutiny vstřikovací formy. Forma se uzavře a zainjektuje. Po dokončení a vytvrzení dílce se v místech pěnových vložek hrany rozříznou a kovový přípravek se vyjme. Rozříznutím druhé hrany lze získat dvě samostatná péra potřebného tvaru.248 340 in a single form in that an approximately 2 mm thick steel sheet is selected as the separating aid, which is provided on both sides with a U-shaped strip made of polyurethane foam in which the ridges are again provided. The required amount of strands is wound on the metal insert again, and the reinforcing fabric is pinned at the points of reinforcement by means of short steel pins. The pins are left in the reinforcement and the assembly is again placed in the cavity of the injection mold. The mold is sealed and grouted. Upon completion and curing of the panel, the edges are cut at the foam inserts and the metal jig is removed. By cutting the second edge two separate springs of the required shape can be obtained.

Podobným způsobem lze vyrábět i jiné typy vstřikovaných výrobků na bázi vyztužených reaktoplastů, a to jak z pramenců, tak i tkanin či netkaných výztuží.In a similar way, other types of injection molded articles based on reinforced thermosetting plastics can be produced, both from strands and fabrics or nonwoven reinforcements.

Claims

PRBDM REF.L B Z U

A process for the production of components based on reinforced thermosetting plastics produced in two or more parts by injection technology. characterized in that the reinforcements are placed in the mold as preformed, partially or fully joined blanks by means of preparations and / or on preparations of various materials, for example metal materials, plastics, which are left in the mold after completion and ensure proper support of the reinforcement in the injection cavity.

2. A process for the production of the components based on the reinforced thermosetting plastics according to claim 1, characterized in that the auxiliary agents are left in the product and, upon completion, become a rigid and possibly a movable component.