RU2084370C1

RU2084370C1 - Method for manufacturing three-layer skin of hull structural member from reinforced plastic

Info

Publication number: RU2084370C1
Application number: RU9595116753A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Алексеевич Павлов
Original assignee: Малое коллективное предприятие "Инжиниринговая фирма "Полиформ"
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: shipbuilding; manufacture of load-bearing three-layer hull structural members from reinforced plastics. SUBSTANCE: method includes filling the holes in perforated plates of light filler through entire depth with hardening polymer composition followed by its hardening and moulding-on the light filler plates to load-bearing layers of three-layer skin. The following sequence of main procedures is proposed: first, lower load-bearing layer of skin is formed over working surface of mould, then perforated plates of light filler are tightly laid over load-bearing layer and stack, thus formed, is hardened under pressure. Then holes in light filler plates are filled with hardening polymer composition which is hardened afterwards, after which upper load-bearing layer of three-layer skin is formed over continuous upper surface of light filler and then it is hardened. EFFECT: enhanced reliability. 7 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, к технологии изготовления судовых трехслойных корпусных конструкций из армированного пластика и может быть использовано также при производстве легких корпусных конструкций и других транспортных средств, а также легких панелей сборно-разборных жилых строений. The invention relates to shipbuilding, to the manufacturing technology of ship's three-layer hull structures made of reinforced plastic and can also be used in the manufacture of light hull structures and other vehicles, as well as lightweight panels of collapsible residential buildings.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога способ изготовления трехслойной обшивки корпусной конструкции из армированного пластика, в соответствии с которым в плите легкого заполнителя, например, из пенопласта низкой плотности, выполняют расположенные с определенным шагом цилиндрические отверстия. Затем, уложив перфорированную ленту легкого заполнителя на технологическое основание, отверстия в ней на всю их глубину заполняют отверждающейся полимерной композицией, образующей столбики из армированного пластика, прошивающие плиту легкого заполнителя поперек и усиливающие ее. Полученную таким образом заготовку легкого заполнителя либо сразу направляют на изготовление трехслойной обшивки, либо сначала полностью отверждают, а затем используют при изготовлении трехслойной обшивки корпусной конструкции из армированного пластика, где ее сочленяют с заготовками несущих слоев трехслойной обшивки. (US, авт.свид. N 1193931, кл. B 63 B 5/24, 1985 г.). There is a known method of manufacturing a three-layer sheathing of a housing structure made of reinforced plastic adopted as the closest analogue, according to which cylindrical holes located at a certain pitch are made in a lightweight aggregate plate, for example, from low-density foam. Then, having laid the perforated lightweight aggregate tape on the technological base, the holes in it are filled to their entire depth with a curable polymer composition, forming columns of reinforced plastic, stitching the lightweight aggregate plate across and reinforcing it. The lightweight aggregate prefabricated in this way is either immediately sent to manufacture a three-layer sheathing, or first completely cured, and then used in the manufacture of a three-layer sheathing of a housing structure made of reinforced plastic, where it is articulated with the blanks of the supporting layers of a three-layer sheathing. (US, auth. Certificate N 1193931, class B 63 B 5/24, 1985).

Обшивка, изготовленная по данному способу, имеет недостаточно высокую несущую способность из-за низкой прочности соединения плит легкого заполнителя с нижним слоем трехслойной обшивки, что обусловлено наличием газовых включений под плитами легкого заполнителя. The casing made by this method has a insufficiently high bearing capacity due to the low strength of the connection of the light aggregate plates with the lower layer of the three-layer cladding, due to the presence of gas inclusions under the light aggregate plates.

Предложенное изобретение предназначено для повышения несущей способности трехслойной обшивки корпусной конструкции из армированного пластика. The proposed invention is intended to increase the bearing capacity of a three-layer sheathing of a housing structure made of reinforced plastic.

Технический результат достигается тем, что в известном способе изменена последовательность технологических операций. The technical result is achieved by the fact that in the known method the sequence of technological operations is changed.

Сначала по рабочей поверхности матрицы формуют нижний несущий слой трехслойной обшивки, поверх него вплотную друг к другу укладывают предварительно перфорированные плиты легкого заполнителя, сформированный таким образом пакет отверждают под давлением, затем отверстия в плитах легкого заполнителя до уровня их верхних поверхностей заполняют отверждающейся полимерной композицией с последующим ее отверждением, после чего по сплошной верхней поверхности легкого заполнителя формуют верхний несущий слой трехслойной обшивки и отверждают его. First, the lower supporting layer of a three-layer sheathing is formed on the matrix’s working surface, previously perforated plates of lightweight aggregate are laid close to each other on top of it, the package thus formed is cured under pressure, then the holes in the plates of lightweight aggregate are filled to the level of their upper surfaces with a curing polymer composition, followed by curing it, after which the upper bearing layer of the three-layer sheathing is formed on the continuous upper surface of the lightweight aggregate and solidified him.

В результате такой последовательности операций обеспечивается более высокая прочность соединения плит легкого заполнителя с нижним несущим слоем трехслойной обшивки благодаря тому, что в процессе вакуумного формирования происходит полное удаление газовых включений из заготовки нижнего несущего слоя. As a result of this sequence of operations, a higher bond strength of the lightweight aggregate plates with the lower supporting layer of the three-layer skin is ensured due to the complete removal of gas inclusions from the workpiece of the lower supporting layer during vacuum formation.

Предлагаемый способ проиллюстрирован на чертежах. The proposed method is illustrated in the drawings.

На фиг.1 дано поперечное сечение матрицы в момент вакуумного прессования на ней части заготовки трехслойной обшивки корпуса катера;
на фиг.2 вид А на фиг.1;
на фиг.3, 4 фрагменты поперечного сечения матрицы с заготовкой наружной обшивки корпуса катера;
на фиг.5 поперечное сечение матрицы с полностью отформованной трехслойной обшивкой корпуса катера;
на фиг.6 узел Б (фиг.5);
на фиг. 7 фрагмент трехслойной обшивки корпуса катера, изготовленной в соответствии с предлагаемым способом.Figure 1 shows the cross-section of the matrix at the time of vacuum pressing on it part of the workpiece three-layer sheathing of the hull of the boat;
figure 2 view a in figure 1;
figure 3, 4 fragments of a cross-section of the matrix with the workpiece of the outer skin of the hull of the boat;
figure 5 is a cross section of a matrix with a fully molded three-layer sheathing of the hull of the boat;
in Fig.6 node B (Fig.5);
in FIG. 7 is a fragment of a three-layer sheathing of the boat hull made in accordance with the proposed method.

При осуществлении предлагаемого способа, например, при изготовлении трехслойной обшивки корпуса катера из стеклопластика, сначала по рабочей поверхности матрицы 1 (фиг.1,2) корпуса формуют нижний несущий слой 2 трехслойной обшивки. Поверх нижнего несущего слоя 2 вплотную друг к другу укладывают предварительно перфорированные плиты 3 легкого заполнителя, например, из плиточного пенопласта. In the implementation of the proposed method, for example, in the manufacture of a three-layer sheathing of the hull of a boat made of fiberglass, first on the working surface of the matrix 1 (Fig.1,2) of the hull is formed the lower bearing layer 2 of the three-layer sheathing. On top of the lower carrier layer 2, pre-perforated plates 3 of lightweight aggregate, for example, of tile foam, are laid close to each other.

Плиты 3 накрывают дренажным слоем 4, например, из одного-двух слоев жгутовой стеклоткани, и воздухонепроницаемым вакуумным чехлом 5, например, из балонной ткани, снабженным штуцерами 6 для подключения вакуумной полости, образуемой между рабочей поверхностью матрицы 1 и вакуумным чехлом 5 с помощью шлангов 7 к вакуумной системе 8. Вакуумную полость герметизируют путем приклейки вакуумного чехла 5 по контуру к фланцу 9 матрицы 1. Сформированный пакет отверждают под давлением вакуумного прессования не ниже 70 кПа при температуре воздуха в термокамере 50-60^oC.The plates 3 are covered with a drainage layer 4, for example, of one or two layers of fiberglass tow, and an airtight vacuum cover 5, for example, of balloon fabric, equipped with fittings 6 for connecting a vacuum cavity formed between the working surface of the matrix 1 and the vacuum cover 5 with hoses 7 to the vacuum system 8. The vacuum cavity is sealed by gluing the vacuum cover 5 along the contour to the flange 9 of the matrix 1. The formed package is cured under vacuum pressing pressure of at least 70 kPa at an air temperature in the heat source EPE 50-60 ^o C.

После отверждения пакета вакуумный чехол 5 и дренажный слой 4 с верхней поверхности пенопластовых плит 3 легкого заполнителя удаляют. Отверстия в пенопластовых плитах 3 легкого заполнителя, например, с помощью шпателя 10 (фиг. 3), заполняют до уровня их верхних поверхностей отверждающейся полимерной композицией 11, например, на основе полиэфирной смолы и дисперсного наполнителя с малой объемной массой. С целью максимального снижения ее плотности принимают следующие массовые содержания ее компонентов: связующего - до 70% микросфер до 30% При этом получается сферопластик с плотностью около 600 кг/м³ на основе стеклянных микросфер и около 500 кг/м³ на основе фенолоформальдегидных микросфер. Одновременно с заполнением отверстий в пенопластовых плитах 3 происходит заполнение отверждающей полимерной композицией и возможных зазоров между пенопластовыми плитами 3 легкого заполнителя. Полимерную композицию 11 отверждают без давления.After the package has cured, the vacuum case 5 and the drainage layer 4 are removed from the upper surface of the foam plates 3. The holes in the foam plates 3 of lightweight aggregate, for example, using a spatula 10 (Fig. 3), are filled to the level of their upper surfaces with a curable polymer composition 11, for example, based on a polyester resin and a particulate filler with a low bulk density. In order to minimize its density, the following mass contents of its components are taken: binder - up to 70% of microspheres up to 30%. At the same time, a spheroplastic with a density of about 600 kg / m ³ based on glass microspheres and about 500 kg / m ³ based on phenol-formaldehyde microspheres is obtained. Simultaneously with the filling of the holes in the foam plates 3, the curing polymer composition and the possible gaps between the foam plates 3 of the lightweight aggregate are filled. The polymer composition 11 is cured without pressure.

После полного отверждения полимерной конструкции 11, в отверстиях пенопластовых плит 3 легкого заполнителя образуются цилиндрические столбики 12 (фиг. 4) из сферопластика, нижние торцы 13 которых оказываются приформованными к нижнему несущему слою 2 трехслойной обшивки, а верхние торцы 14 совместно с верхними поверхностями перфорированных пенопластовых плит 3 образуют сплошную поверхность легкого заполнителя трехслойной обшивки. По этой поверхности, как по поверхности матрицы, путем последовательной укладки пропитанных связующим слоев стеклоткани формуют верхний несущий слой 15 (фиг. 5, 6) трехслойной обшивки корпуса катера. After the polymer structure 11 is completely cured, cylindrical columns 12 (Fig. 4) of spheroplastic are formed in the openings of the foam plastic plates 3 of the lightweight aggregate, the lower ends 13 of which turn out to be molded to the lower bearing layer 2 of the three-layer sheathing, and the upper ends 14 together with the upper surfaces of the perforated foam polystyrene plates 3 form a continuous surface of a lightweight filler of a three-layer sheathing. On this surface, as on the surface of the matrix, by successively laying the fiberglass layers impregnated with a binder, the upper carrier layer 15 (Fig. 5, 6) of the three-layer sheathing of the boat hull is formed.

Отверждение армированного верхнего пластика верхнего несущего слоя 15 трехслойной обшивки может быть осуществлено как под давлением вакуумного прессования, так и без него. В первом случае так же, как и при отверждении армированного пластика нижнего несущего слоя 2 трехслойной обшивки, используют дренажный слой 4 и вакуумный чехол 5 вместе со всеми элементами подключения его к вакуумной системе 8. The curing of the reinforced upper plastic of the upper carrier layer 15 of the three-layer sheathing can be carried out both under vacuum pressing and without it. In the first case, in the same way as during the curing of the reinforced plastic of the lower supporting layer 2 of the three-layer sheathing, the drainage layer 4 and the vacuum cover 5 are used together with all the elements for connecting it to the vacuum system 8.

После отверждения верхнего несущего слоя трехслойная обшивка корпусной конструкции из армированного пластика (фиг.7) готова. After curing the upper bearing layer, a three-layer sheathing of the housing structure made of reinforced plastic (Fig. 7) is ready.

Использование изобретения при изготовлении высоконагруженных корпусных конструкций позволяет существенно повысить техникоэкономическую эффективность использования в них армированного пластика. The use of the invention in the manufacture of highly loaded hull structures can significantly improve the technical and economic efficiency of using reinforced plastic in them.

Claims

A method of manufacturing a three-layer sheathing of a housing structure made of reinforced plastic using a matrix and light-filling plates, comprising filling the holes in pre-perforated lightweight aggregate plates to their entire depth with a curable polymer composition followed by its curing and molding the lightweight aggregate plates to the bearing layers of the three-layer sheathing, characterized in that before filling the holes in the plates of lightweight aggregate with a curable polymer composition and subsequent e by curing, initially, the lower supporting layer of the three-layer sheathing is formed on the matrix’s working surface, previously perforated plates of lightweight aggregate are laid close to each other on top of it and the package thus formed is cured under pressure, and after the polymer composition is cured in the openings of the plates of lightweight aggregate along the continuous upper surface of the aggregate form the upper bearing layer of a three-layer sheathing.