RU175155U1 - FORMING EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF PARTS FROM REINFORCED POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL BY THE METHOD OF IMPREGNATION OF THE REINFORCING MATERIAL BY THE BINDING, HARDENING WHEN HEATING, UNDER PRESSURE - Google Patents
FORMING EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF PARTS FROM REINFORCED POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL BY THE METHOD OF IMPREGNATION OF THE REINFORCING MATERIAL BY THE BINDING, HARDENING WHEN HEATING, UNDER PRESSURE Download PDFInfo
- Publication number
- RU175155U1 RU175155U1 RU2017123650U RU2017123650U RU175155U1 RU 175155 U1 RU175155 U1 RU 175155U1 RU 2017123650 U RU2017123650 U RU 2017123650U RU 2017123650 U RU2017123650 U RU 2017123650U RU 175155 U1 RU175155 U1 RU 175155U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- parts
- chamber
- reinforcing material
- under pressure
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Полезная модель относится к приспособлениям для изготовления деталей из армированного полимерного композиционного материала методом пропитки армирующего материала связующим, отверждающимся при нагреве, под давлением, в частности RTM методом. Формообразующая оснастка для изготовления деталей из армированного полимерного композиционного материала методом пропитки армирующего материала связующим, отверждающимся при нагреве, под давлением, состоящая из двух разъемных частей - нижней части 1 и верхней крышки 2, которые при смыкании образуют камеру для армирующего материала 3 и камеру для связующего 4, связанные друг с другом каналом 6, отличающаяся тем, что камера для связующего 4 дополнительно содержит отсек 5 для терморасширяющегося материала, отделенный от нее упругой мембраной 7, при этом давление пропитки создается за счет скачкообразного увеличения объема терморасширяющегося материала при достижении им температуры плавления. В качестве терморасширяющегося материала используется нефтяной или синтетический церезин. Данное приспособление дает возможность создания надежного автоматизированного процесса изготовления деталей из композиционных материалов. Преимущество данного приспособления заключается в простоте конструкции, в отсутствии необходимости использования дополнительного оборудования и возможности изготавливать детали из полимерных композиционных материалов в автоматическом режиме. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to devices for manufacturing parts from a reinforced polymer composite material by impregnating a reinforcing material with a binder, cured by heating, under pressure, in particular by the RTM method. Shaping tooling for manufacturing parts from reinforced polymer composite material by impregnating the reinforcing material with a binder that cures when heated under pressure, consisting of two detachable parts - the lower part 1 and the upper cover 2, which, when closed, form a chamber for the reinforcing material 3 and a chamber for the binder 4, connected to each other by a channel 6, characterized in that the chamber for the binder 4 further comprises a compartment 5 for thermally expanding material, separated from it by an elastic membrane 7, wherein the impregnation pressure is generated due to an abrupt increase in thermally expanding material when it reaches the melting point. As a thermally expanding material, petroleum or synthetic ceresin is used. This device makes it possible to create a reliable automated process for manufacturing parts from composite materials. The advantage of this device lies in the simplicity of the design, in the absence of the need to use additional equipment and the ability to produce parts from polymer composite materials in an automatic mode. 1 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к приспособлениям для изготовления деталей из армированного полимерного композиционного материала методом пропитки армирующего материала связующим, отверждающимся при нагреве, под давлением, в частности RTM методом. RTM метод позволяет получать детали из полимерных композиционных материалов различной сложности с высокой точностью и высоким объемным содержанием армирующих волокон за счет пропитки сухого армирующего материала связующим.The utility model relates to devices for manufacturing parts from a reinforced polymer composite material by impregnating a reinforcing material with a binder, cured by heating, under pressure, in particular by the RTM method. The RTM method allows to obtain parts from polymer composite materials of varying complexity with high accuracy and a high volume content of reinforcing fibers due to the impregnation of the dry reinforcing material with a binder.
Процесс RTM осуществляется следующим образом: армирующий материал в виде сухой преформы укладывается в жесткую, состоящую из двух оболочек пресс-форму. Далее пресс-форму герметизируют и закрывают. После этого из пресс-формы откачивают воздух, оснастку нагревают до нужной температуры и под избыточным давлением начинают инжектировать связующее. После того как армирующий материал полностью пропитывается связующим, оснастку нагревают до температуры полимеризации смолы и выдерживают до полного отверждения связующего. После завершения отверждения полученное изделие вынимают из пресс-формы. В результате этого процесса получают композитные детали высокого качества. Пресс-форма после завершения процесса очищается от остатков связующего и может использоваться для повторного изготовления деталей.The RTM process is carried out as follows: the reinforcing material in the form of a dry preform is placed in a rigid mold consisting of two shells. Next, the mold is sealed and closed. After that, air is pumped out of the mold, the equipment is heated to the desired temperature, and a binder is injected under excessive pressure. After the reinforcing material is completely impregnated with the binder, the snap is heated to the polymerization temperature of the resin and maintained until the binder is completely cured. After curing is completed, the product obtained is taken out of the mold. As a result of this process, high quality composite parts are obtained. After completion of the process, the mold is cleaned of binder residues and can be used for re-manufacturing of parts.
Детали из композиционных материалов используются в авиации, космонавтике, автомобильном машиностроении и в других отраслях. Таким образом, множество композитных деталей могут быть изготовлены RTM методом.Parts made of composite materials are used in aviation, astronautics, automotive engineering and other industries. Thus, many composite parts can be fabricated by the RTM method.
Проблема в области производства композитных изделий RTM методом заключается в необходимости применения сложного высокотехнологичного оборудования. Однако даже дорогостоящее оборудование не обеспечивает полной автоматизации процесса производства изделий данным методом. Поэтому проблема автоматизации RTM метода до сих пор является актуальной. Сложности с автоматизацией возникают в связи с тем, что RTM технология состоит из множества процессов, включающих в себя вакуумирование связующего, вакуумирование армирующего материала, подачу связующего при избыточном давлении и так далее. На каждом из этих этапов пресс-форма и резервуар для связующего должны оставаться герметичными. При попытке автоматизировать процесс возникает множество проблем с герметичностью, загрязнением оборудования связующим, что приводит к возрастанию числа используемых расходных материалов, что в свою очередь приводит к увеличению себестоимости производимых изделий.The problem in the production of composite products using the RTM method is the need to use sophisticated high-tech equipment. However, even expensive equipment does not fully automate the manufacturing process of products using this method. Therefore, the problem of automation of the RTM method is still relevant. Difficulties with automation arise due to the fact that RTM technology consists of many processes, including the evacuation of a binder, the evacuation of a reinforcing material, the supply of a binder at overpressure, and so on. At each of these stages, the mold and reservoir for the binder should remain airtight. When trying to automate the process, there are many problems with tightness, contamination of the equipment with a binder, which leads to an increase in the number of consumables used, which in turn leads to an increase in the cost of manufactured products.
Наиболее близким по заявленному техническому решению является приспособление, описанное в патенте РФ №2423237 (В29С 70/48, опубл. 20.12.2009, бюл. №1).Closest to the claimed technical solution is the device described in the patent of the Russian Federation No. 2423237 (V29C 70/48, publ. 12/20/2009, bull. No. 1).
Группа изобретений относится к приспособлению для изготовления упрочненного волокном композитного компонента при помощи способа формовки с переносом смолы, к системе, включающей указанное приспособление, а также к способу изготовления упрочненного волокном композитного компонента, в частности, к способу формовки с переносом смолы. Приспособление содержит базовый элемент пресс-формы. В базовом элементе предусмотрены рабочая камера, предназначенная для приема полуфабриката, и камера хранения, предназначенная для приема смолы, содержащая заполненный смолой пакет с отверстием, снабженным ситом. Также в базовом элементе выполнена передаточная линия, соединяющая рабочую камеру с отверстием в камере хранения. При этом базовый элемент выполнен в виде одной детали, а камера хранения выполнена так, что заполненный смолой пакет может быть введен в камеру хранения.SUBSTANCE: group of inventions relates to a device for manufacturing a fiber-reinforced composite component using a resin transfer molding method, to a system including said device, as well as to a method for manufacturing a fiber-reinforced composite component, in particular, to a resin transfer molding method. The device contains a basic element of the mold. In the base element, there is provided a working chamber for receiving a semi-finished product, and a storage chamber for receiving resin, comprising a resin-filled bag with an opening provided with a sieve. Also in the base element there is a transfer line connecting the working chamber with the hole in the storage chamber. In this case, the base element is made in the form of one part, and the storage chamber is designed so that the resin-filled bag can be introduced into the storage chamber.
Способ включает введение полуфабриката в рабочую камеру приспособления по одному и подачу смолистого материала в камеру хранения приспособления. При этом заполненный смолой пакет для хранения вводят в камеру хранения. Способ включает также перенос смолистого материала по передаточной линии в полуфабрикат за счет подачи в камеру хранения сжатого воздуха и/или за счет откачки рабочей камеры.The method includes introducing a semi-finished product into the working chamber of the device one at a time and supplying resinous material to the storage chamber of the device. In this case, the storage bag filled with resin is introduced into the storage chamber. The method also includes transferring the resinous material through the transfer line to the semi-finished product by supplying compressed air to the storage chamber and / or by pumping the working chamber.
Данное устройство принято за прототип.This device is taken as a prototype.
Задача автоматизации техпроцесса решается тем, что камера для связующего изготавливается внутри пресс-формы для укладки армирующего материала. Давление для инжекции связующего создается воздухом. Такое техническое решение позволяет обойтись без специальных питательных линий для связующего, а значит, уменьшает количество расходных материалов. Также в способе предусмотрена автоматическая загрузка контейнера связующим и своевременное перекрытие выхода связующего из пресс-формы при выполнении инжекции.The task of automating the technical process is solved by the fact that the chamber for the binder is made inside the mold for laying reinforcing material. Pressure for injection of the binder is created by air. This technical solution allows you to do without special feeding lines for the binder, and therefore reduces the amount of consumables. Also, the method provides for automatic loading of the container with a binder and timely shut-off of the binder exit from the mold during injection.
Недостатком прототипа является необходимость использования дополнительного оборудования для реализации процесса изготовления деталей из полимерных композиционных материалов методом пропитки армирующего материала под давлением, а именно дополнительного оборудования для создания давления воздухом. Это оборудование должно подавать воздух при достижении пресс-формой необходимой температуры для подачи связующего. Эта задача должна решаться либо дополнительным управляющим оборудованием, либо вручную.The disadvantage of the prototype is the need to use additional equipment to implement the process of manufacturing parts from polymer composite materials by impregnating a reinforcing material under pressure, namely additional equipment to create pressure with air. This equipment must supply air when the mold reaches the required temperature for feeding the binder. This task should be solved either by additional control equipment, or manually.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании приспособления для изготовления деталей из полимерных композиционных материалов методом пропитки армирующего материала связующим под давлением, которое позволило бы при простом технологическом процессе получать изделия в автоматическом режиме без использования дополнительного оборудования для создания давления.The technical result, which is claimed by the claimed utility model, is to create a device for the manufacture of parts from polymer composite materials by impregnating the reinforcing material with a binder under pressure, which would allow for a simple process to obtain products in automatic mode without the use of additional equipment to create pressure.
Технический результат достигается тем, что в формообразующей оснастке для изготовления деталей из армированного полимерного композиционного материала методом пропитки армирующего материала связующим, отверждающимся при нагреве, под давлением, состоящей из двух разъемных частей - нижней части и верхней крышки, которые при смыкании образуют камеру для армирующего материала и камеру для связующего, связанные друг с другом каналом, новым является то, что камера для связующего дополнительно содержит отсек для терморасширяющегося материала, отделенный от нее упругой мембраной, при этом давление пропитки создается за счет скачкообразного увеличения объема терморасширяющегося материала при достижении им температуры плавления. В качестве терморасширяющегося вещества может быть использован нефтяной или синтетический церезин.The technical result is achieved by the fact that in a forming tool for manufacturing parts from a reinforced polymer composite material by impregnating the reinforcing material with a binder that cures when heated, under pressure, consisting of two detachable parts - the lower part and the upper cover, which, when closed, form a chamber for the reinforcing material and a binder chamber connected to each other by a channel, it is new that the binder chamber further comprises a compartment for thermally expanding material and, separated from it by an elastic membrane, wherein the impregnation pressure is generated due to an abrupt increase in thermally expanding material when it reaches the melting point. As a thermally expanding substance, petroleum or synthetic ceresin can be used.
Сущность полезной модели показана на Фиг. 1 и 2.The essence of the utility model is shown in FIG. 1 and 2.
Здесь: 1 - нижняя часть; 2 - крышка; 3 - камера для укладки армирующего материала; 4 - камера для связующего; 5 - отсек для терморасширяющенгося материала; 6 - канал для связующего; 7 - мембрана; 8 - клапан для перекрытия связующего; 9 - связующее; 10 - армирующий материал.Here: 1 - the lower part; 2 - cover; 3 - a chamber for laying reinforcing material; 4 - camera for a binder; 5 - compartment for thermally expanding material; 6 - channel for the binder; 7 - membrane; 8 - valve for closing the binder; 9 - a binder; 10 - reinforcing material.
На Фиг. 1 показана заявляемая формообразующая оснастка для изготовления деталей из армированного полимерного композиционного материала методом пропитки армирующего материала связующим, отверждающимся при нагреве, под давлением.In FIG. 1 shows the inventive forming equipment for the manufacture of parts from a reinforced polymer composite material by impregnating the reinforcing material with a binder, cured by heating, under pressure.
В заявляемой формообразующей оснастке предусмотрена крышка 2 и нижняя часть 1. При смыкании они образуют две камеры: камеру 3 для армирующего материала и камеру 4 для связующего, причем камера 4 содержит отсек 5, в котором размещают вещество, обладающее эффектом скачкообразного расширения при плавлении, камеры 3 и 4 соединены каналом 6, а отсек 5 отделен от камеры 4 упругой мембраной 7.In the inventive forming tool, a
Принцип работы заключается в следующем. В камере 3 размещают армирующий материал, в камеру 4 набирают связующее. Затем на нижнюю часть 1 оснастки опускают крышку 2 и нагревают оснастку до температуры плавления терморасширяющегося вещества, расположенного в отсеке 5. При нагреве вещество расширяется и оказывает давление на мембрану 7, которая в свою очередь выталкивает связующее из камеры 4 через канал 6 в камеру 3 с армирующим материалом. После того как связующее пропитало армирующий материал (о чем свидетельствует выход связующего из оснастки) клапан 8 закрывают. Далее согласно технологическому режиму оснастка нагревается до температуры, при которой происходит отверждение связующего, выдерживается в течение определенного технологическим режимом времени и остужается до комнатной температуры. Затем из оснастки извлекается готовая деталь из полимерного композиционного материала.The principle of operation is as follows. Reinforcing material is placed in
На Фиг. 2 изображено приспособление со связующим 9 и уложенным сухим армирующим материалом 10.In FIG. 2 shows a fixture with a
Данное приспособление дает возможность создания надежного автоматизированного процесса изготовления деталей из композиционных материалов.This device makes it possible to create a reliable automated process for manufacturing parts from composite materials.
Преимущество данного приспособления заключается в простоте конструкции, в отсутствии необходимости использования дополнительного оборудования и возможности изготавливать детали из полимерных композиционных материалов в автоматическом режиме.The advantage of this device lies in the simplicity of the design, in the absence of the need to use additional equipment and the ability to produce parts from polymer composite materials in an automatic mode.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123650U RU175155U1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | FORMING EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF PARTS FROM REINFORCED POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL BY THE METHOD OF IMPREGNATION OF THE REINFORCING MATERIAL BY THE BINDING, HARDENING WHEN HEATING, UNDER PRESSURE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123650U RU175155U1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | FORMING EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF PARTS FROM REINFORCED POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL BY THE METHOD OF IMPREGNATION OF THE REINFORCING MATERIAL BY THE BINDING, HARDENING WHEN HEATING, UNDER PRESSURE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175155U1 true RU175155U1 (en) | 2017-11-23 |
Family
ID=63853353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017123650U RU175155U1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | FORMING EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF PARTS FROM REINFORCED POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL BY THE METHOD OF IMPREGNATION OF THE REINFORCING MATERIAL BY THE BINDING, HARDENING WHEN HEATING, UNDER PRESSURE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175155U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2423237C2 (en) * | 2005-11-10 | 2011-07-10 | Эйрбас Дойчланд Гмбх | Appliance, system and method of producing composite components |
RU2566793C2 (en) * | 2010-05-10 | 2015-10-27 | Сосьете Лоррен Де Констрюксьон Эронотик | Device for fabrication of composite part by resin injection |
US20160207239A1 (en) * | 2013-08-22 | 2016-07-21 | Surface Generation Limited | Mould tool having moving parts |
RU165923U1 (en) * | 2015-11-18 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | EQUIPMENT FOR TRANSFER FORMATION OF TUBULAR PRODUCTS FROM FIBROUS POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS |
RU167858U1 (en) * | 2016-08-25 | 2017-01-20 | Российская Федерация от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | ACCESSORIES FOR MAKING Aircraft Wing |
-
2017
- 2017-07-04 RU RU2017123650U patent/RU175155U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2423237C2 (en) * | 2005-11-10 | 2011-07-10 | Эйрбас Дойчланд Гмбх | Appliance, system and method of producing composite components |
RU2566793C2 (en) * | 2010-05-10 | 2015-10-27 | Сосьете Лоррен Де Констрюксьон Эронотик | Device for fabrication of composite part by resin injection |
US20160207239A1 (en) * | 2013-08-22 | 2016-07-21 | Surface Generation Limited | Mould tool having moving parts |
RU165923U1 (en) * | 2015-11-18 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | EQUIPMENT FOR TRANSFER FORMATION OF TUBULAR PRODUCTS FROM FIBROUS POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS |
RU167858U1 (en) * | 2016-08-25 | 2017-01-20 | Российская Федерация от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | ACCESSORIES FOR MAKING Aircraft Wing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107187078B (en) | carbon fiber prepreg rapid compression molding process | |
CN106313584B (en) | A kind of molding machine and forming method of tubulose D braided composites product | |
US20150290842A1 (en) | Mold, control means, method and installation for producing a preferably fiber-reinforced plastic component | |
JP2014509278A (en) | Method for producing composite material product and product produced by this method | |
NO803889L (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR USE IN MANUFACTURE OF CASTED PRODUCTS | |
US10987881B2 (en) | Method for immobilising a preform in a mould | |
CN110027227A (en) | Bag press-resin Transfer molding mold, molding machine and forming method | |
RU2566793C2 (en) | Device for fabrication of composite part by resin injection | |
US20120018919A1 (en) | Mold for manufacture of fiber composite parts and method of manufacture of fiber composite parts with such a mold | |
RU175155U1 (en) | FORMING EQUIPMENT FOR THE PRODUCTION OF PARTS FROM REINFORCED POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL BY THE METHOD OF IMPREGNATION OF THE REINFORCING MATERIAL BY THE BINDING, HARDENING WHEN HEATING, UNDER PRESSURE | |
EP0320302A2 (en) | Method and apparatus for making a fiber reinforced composite article | |
JP2009028939A (en) | Rtm molding method | |
US9522486B2 (en) | Method of producing tooling for resin transfer molding | |
CN103501985A (en) | Process for injection moulding a composite part | |
CN203957200U (en) | Plastic semi-finished product preformed system | |
CN104159725A (en) | Device and method for producing a moulded part from a composite material | |
RU2579380C2 (en) | Method of moulding components from polymer composite materials with application of double vacuum pack | |
JP2023113635A (en) | Method and apparatus for producing components by injecting resin into woven fiber preform | |
EP2789444B1 (en) | Method and apparatus for producing a fiber-reinforced plastics casting | |
EP2594381A1 (en) | A method for producing a mould core and mould core made of said method | |
JP2017177738A (en) | Resin molding device | |
GB2515316A (en) | Methods for composite material processing | |
CN207224633U (en) | A kind of mould suitable for RTM shaping casing composite materials | |
US20190047194A1 (en) | Resin injector and oil compactor for liquid composites molding | |
CN203888157U (en) | Injection molding system with large injection amount |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171224 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20190506 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200705 |