RU2106252C1 - Method for manufacture of power member from polymeric composite material - Google Patents
Method for manufacture of power member from polymeric composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106252C1 RU2106252C1 RU95114301A RU95114301A RU2106252C1 RU 2106252 C1 RU2106252 C1 RU 2106252C1 RU 95114301 A RU95114301 A RU 95114301A RU 95114301 A RU95114301 A RU 95114301A RU 2106252 C1 RU2106252 C1 RU 2106252C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- technological
- central parts
- binder
- axes
- bundles
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам формования силовых изделий сложной геометрии из полимерных композиционных материалов (ПКМ) пултрузией и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. The invention relates to methods for forming power products of complex geometry from polymer composite materials (PCM) by pultrusion and can be used in various sectors of the economy.
Известен способ формования профилей методом пултрузии /1/, в котором волокна, пропитанные связующим, протягивают через фильеру, включающую последовательно расположенные зоны: холодную, горячую - для осуществления частичной полимеризации, зоны охлаждения и введения расплава термопласта, горячей зоны - для окончательной полимеризации связующего и зоны охлаждения отформованного изделия. A known method of forming profiles by pultrusion / 1 /, in which the fibers impregnated with a binder, is pulled through a die, including successively located zones: cold, hot - for partial polymerization, a cooling zone and the introduction of molten thermoplastic, hot zone - for the final polymerization of the binder and cooling zones of the molded product.
Однако этот способ не позволяет изготавливать силовые элементы из ПКМ, тем более в непрерывном режиме. However, this method does not allow to produce power elements from PCM, especially in a continuous mode.
Ближайшим по технической сути к заявляемому является способ изготовления шатуна из ПКМ для двигателей внутреннего сгорания /2 - прототип/. Согласно этому способу сначала с помощью специальной оправки, включающей стол с закрепленными на нем двумя металлическими технологическими осями и шесть опорных роликов, касательные которых проведенные к их наружной поверхности, образуют овал, периметр которого равен периметру профиля шатуна, наматывают пакет из предварительно пропитанного волокна. Внутрь пакета вводят вставку, вырезанную из ПКМ по заданному контуру. Затем овал обжимают с помощью оснастки до придания ему формы, близкой к форме шатуна. Поддерживающие ролики по мере обжатия пакета удаляются. Пакет закрывается крышкой и переносится на столе с металлическими осями в обжимной пресс, где сначала обжимается перпендикулярно оси симметрии, а потом вдоль нее. Рабочий орган пресса состоит из четырех частей, соединение внутренних поверхностей которых образует наружный контур шатуна. При нагреве рабочих органов пресса осуществляется полимеризация связующего. Closest to the technical essence of the claimed is a method of manufacturing a connecting rod from PCM for internal combustion engines / 2 - prototype /. According to this method, first, using a special mandrel, including a table with two metal technological axes fixed on it and six support rollers whose tangents are drawn to their outer surface, form an oval, the perimeter of which is equal to the perimeter of the connecting rod profile, a bag of pre-impregnated fiber is wound. An insert cut from the PCM along a given contour is introduced inside the package. Then the oval is crimped using a snap until it is shaped like a connecting rod. Support rollers are removed as the bag is crimped. The bag is closed by a lid and transferred onto a table with metal axes in a crimping press, where it is first crimped perpendicular to the axis of symmetry, and then along it. The working body of the press consists of four parts, the connection of the internal surfaces of which forms the outer contour of the connecting rod. When the working bodies of the press are heated, the binder is polymerized.
Этот способ позволяет изготовить силовую деталь сложной конфигурации из ПКМ, работающую на сжатие. Однако этот способ малопроизводителен, так как процесс формования невозможно осуществлять в непрерывном режиме. Требование синхронности отдельных элементов пресса при обжатии формуемой детали из ПКМ частями пуансона приводит к усложнению конструкции пресса. This method allows you to make a power part of a complex configuration from PCM, working on compression. However, this method is inefficient, since the molding process cannot be carried out continuously. The requirement of synchronism of individual press elements during compression of a PCM molded part by punch parts leads to a complication of the press design.
Цель изобретения - повышение производительности способа за счет упрощения технологических операций при сохранении высоких физико-механических характеристик получаемого изделия. The purpose of the invention is to increase the productivity of the method due to the simplification of technological operations while maintaining high physical and mechanical characteristics of the resulting product.
Для достижения цели формируют технологический пакет, причем сначала формируют центральную часть формуемого звена цепи путем намотки заданного количества жгутов волокна, пропитанных связующим, на технологические оси. Технологические оси вмонтированы в отверстия предварительно отформованных тонкостенных пластин. Сформированная таким образом центральная часть вводится между пучками жгутов волокна, которые разнесены с помощью вспомогательной фильеры в вертикальной плоскости, при этом отформированные центральные части укладываются встык на подвижную нижнюю ленту /пучок/, передвигающуюся в направлении рабочей фильеры на участке между двумя вспомогательными фильерами. После отверждения профиля в рабочей фильере технологические оси удаляют, а профиль разрезают на элементы по линии стыковки центральных частей и зачищают линии реза, получая изделие. To achieve the goal, a technological package is formed, and first, the central part of the formed chain link is formed by winding a predetermined number of fiber bundles, impregnated with a binder, on the technological axes. Technological axes are mounted in the holes of preformed thin-walled plates. The central part thus formed is inserted between the bundles of fiber tows that are spaced apart with the help of an auxiliary spinneret in a vertical plane, while the formed central parts are stacked end-to-end on a movable lower tape / bundle / moving in the direction of the working spinneret in the area between two auxiliary spinnerets. After the profile is cured in the working die, the technological axes are removed, and the profile is cut into elements along the connecting line of the central parts and the cut lines are cleaned to obtain the product.
Высота технологических осей на 5-20% меньше толщины силового элемента. The height of the technological axes is 5-20% less than the thickness of the power element.
При формировании центральной части звена цепи жгуты волокон, пропитанные связующим, могут быть частично отверждены предварительно до степени полимеризации ≤ 50% совместно с тонкостенными планками. When forming the central part of the chain link, fiber bundles impregnated with a binder can be partially cured previously to the degree of polymerization ≤ 50% together with thin-walled strips.
Намотка на технологические оси может быть осуществлена по спирали или перекрестным образом, а если отверстий в формуемом изделии больше двух и, следовательно, технологических осей больше двух, то намотку осуществляют по синусоиде. The winding on the technological axis can be carried out in a spiral or crosswise manner, and if the holes in the molded product are more than two and, therefore, the technological axes are more than two, then the winding is carried out in a sinusoid.
Для повышения прочности и улучшения внешнего вида формируемый технологический пакет может включать также ткань, вводимую посредством вспомогательных фильер сверху и снизу жгутов волокон. To increase strength and improve the appearance of the formed technological package may also include tissue introduced by means of auxiliary dies from above and below the fiber bundles.
На фиг. 1 представлены варианты формуемых силовых элементов: а) с двумя отверстиями, б) с тремя отверстиями; на фиг. 2 - центральная часть формуемого звена цепи; на фиг. 3 - приспособление для намотки центральной части звеньев силовых элементов; на фиг. 4 - схема намотки центральной части звеньев силовых элементов с тремя отверстиями; на фиг. 5 - схема реализации способа изготовления силовых элементов. In FIG. 1 shows the options for molded power elements: a) with two holes, b) with three holes; in FIG. 2 - the central part of the molded chain link; in FIG. 3 - a device for winding the central part of the links of power elements; in FIG. 4 is a diagram of winding the central part of the links of power elements with three holes; in FIG. 5 is a diagram of an implementation of a method for manufacturing power elements.
Пример. С использованием заявляемого способа изготавливались элементы звена цепи сечением 10 • 20 мм и расстоянием между осями 125 мм. Элементы звена изготавливали как бы в два этапа. На первом этапе формировали центральную часть звена 1 следующим образом. Отформовывали пултрузией однонаправленные пластины сечением 1 • 24 мм из стеклопластика, содержащего стеклоровинг РБР - 13-2520 и связующее на основе эпоксихлордиановой смолы при скорости протяжки 21 м/ч и температуре отверждения 210oC. Далее пластины разрезали на планки 2 длиной 149 мм и пробивали в них два отверстия 3 ⌀ 9 мм с расстоянием между осями отверстий 125 мм и два вспомогательных отверстия 4 ⌀ 6,5 мм с расстоянием между осями этих отверстий 90 мм. Далее планки помещали в специальное приспособление (фиг. 3), где, между планками монтировали две технологические оси 5 ⌀ 9 мм и высотой 8 мм. После чего щечки 6 приспособления стягивали болтами 7. Приспособление закрепляли на валу (на чертеже не показан) и наматывали между планками 25 витков стеклоровинга 8 РБР-15-2520, пропитанного связующим на основе ЭХД. После этого планки с намотанными на технологические оси жгутами волокна снимали со специального приспособления - оправки. Таким образом формировали центральную часть звеньев цепи.Example. Using the proposed method, elements of a chain link with a cross section of 10 • 20 mm and a distance between axles of 125 mm were made. Link elements were made as if in two stages. At the first stage, the central part of link 1 was formed as follows. Unidirectional plates with a cross section of 1 • 24 mm were made by pultrusion of fiberglass, containing RBR-13-2520 glass roving and a binder based on epoxychlordian resin at a drawing speed of 21 m / h and a curing temperature of 210 o C. Next, the plates were cut into
На втором этапе (фиг. 5) сформированные центральные части звеньев цепи 1 вводили в рабочую фильеру 9, располагая их между разнесенными по вертикали лентами 10, 11 из ткани и жгутов стеклоровинга РБР-13-2520 встык, выкладывая их непрерывно на нижней движущейся в сторону рабочей фильеры ленте 10 в зоне, расположенной между первой и второй вспомогательными фильерами, направляющими ленты. Вспомогательные фильеры 12, 13 установлены перед рабочей фильерой 9 на расстоянии от нее 300-400 и 100-200 мм соответственно. At the second stage (Fig. 5), the formed central parts of the chain links 1 were inserted into the working die 9, placing them between the vertically spaced
В рабочей фильере 9 происходит равномерный со всех сторон обжим центральной части звеньев нижней и верхней лентами жгутов волокон и лент. В рабочей фильере 9 завершается формирование технологического пакета, происходит допропитка армирующего материала, желатинизация и отверждение связующего и окончательное формирование профиля 14. In the working die 9, the central part of the links of the lower and upper parts of the bundles of fibers and ribbons is uniformly crimped on all sides. In the working die 9, the formation of the technological package is completed, the reinforcing material is impregnated, the binder is gelled and cured, and the
После выхода из рабочей фильеры профиль 14 разрезается по линиям стыка центральных частей звеньев на отдельные элементы, затем торцы скругляются по заданному радиусу. Технологические оси удаляют из профиля, а края отверстий зачищают. Звенья цепи готовы для эксплуатации. After exiting the working die,
Схема получения с тремя отверстиями планок показана на фиг. 4, где используют предпочтительно полые оси 5, а намотка армирующего материала осуществляется по синусоиде с последовательным обходом каждой из технологических осей. После намотки заготовка центральной части пакета снимается, на технологические оси устанавливается вторая планка. Заготовка подготовлена к дальнейшему формованию. A three-hole receiving pattern is shown in FIG. 4, where preferably the
Прочность материала звена цепи при растяжении составила 1500 кгс, что в два раза больше, чем прочность материала звеньев цепи на растяжение, полученных пултрузионным формованием с однонаправленным армированием. The tensile strength of the material of the chain link was 1500 kgf, which is two times greater than the tensile strength of the material of the chain links obtained by pultruding with unidirectional reinforcement.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95114301A RU2106252C1 (en) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | Method for manufacture of power member from polymeric composite material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95114301A RU2106252C1 (en) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | Method for manufacture of power member from polymeric composite material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95114301A RU95114301A (en) | 1997-08-20 |
RU2106252C1 true RU2106252C1 (en) | 1998-03-10 |
Family
ID=20171203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95114301A RU2106252C1 (en) | 1995-08-09 | 1995-08-09 | Method for manufacture of power member from polymeric composite material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2106252C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497675C2 (en) * | 2008-06-13 | 2013-11-10 | Мессье-Бугатти-Даути | Method of making structural part of organic-matrix composite and part thus made |
RU2519111C2 (en) * | 2009-05-25 | 2014-06-10 | Эйрбас Оператионс Гмбх | Structural component and method for structural component manufacturing |
RU2535848C2 (en) * | 2010-09-06 | 2014-12-20 | Эрсэль | Method of manufacturing components from composite materials with braided covering |
-
1995
- 1995-08-09 RU RU95114301A patent/RU2106252C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497675C2 (en) * | 2008-06-13 | 2013-11-10 | Мессье-Бугатти-Даути | Method of making structural part of organic-matrix composite and part thus made |
RU2519111C2 (en) * | 2009-05-25 | 2014-06-10 | Эйрбас Оператионс Гмбх | Structural component and method for structural component manufacturing |
RU2535848C2 (en) * | 2010-09-06 | 2014-12-20 | Эрсэль | Method of manufacturing components from composite materials with braided covering |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5055242A (en) | Process for continuously forming reinforced articles | |
EP0382240B1 (en) | Variable cross section pultruded thermoplastic composite articles and method and apparatus for making the same | |
KR100414574B1 (en) | Pultrusion method and apparatus | |
US2350996A (en) | Method of forming pipe coverings | |
US5695848A (en) | Panel formed from molded fiberglass strands | |
JPS6278248A (en) | Method and apparatus for producing glass fiber mat and glassfiber reinforced thermoplastic sheet | |
JPS63264326A (en) | Method and device for manufacturing deformed sectional material made of thermoplastic resin reinforced by continuous long fiber | |
US4330016A (en) | Pipe part provided with a flange | |
CN208305845U (en) | A kind of device preparing grating band using composite fibre | |
US5795423A (en) | Method for manufacturing a fiber reinforced article | |
US4770832A (en) | Process for manufacturing of structural reinforcing material | |
RU2106252C1 (en) | Method for manufacture of power member from polymeric composite material | |
US3147165A (en) | Method of manufacturing pipe insulation | |
US6106650A (en) | Manufacturing of fibre reinforced composites | |
US3284849A (en) | Apparatus for the continuous impregnation and forming of tubing | |
US5200128A (en) | Process for producing binder-containing fibrous mats | |
RU2210501C1 (en) | Method of manufacture of long-cut profiled articles from composite materials and device for realization of this method | |
CN108032537B (en) | Preparation process of continuous fiber reinforced plate | |
JP4567509B2 (en) | Short fiber manufacturing method | |
RU95114301A (en) | METHOD FOR PRODUCING POWER ELEMENT FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIAL | |
US3979493A (en) | Method for producing glass fiber reinforcing members | |
RU2738529C1 (en) | Production line for composite long products and bent reinforcement elements | |
US5595795A (en) | Composite, preform therefore, method of making, and apparatus | |
JPH0149554B2 (en) | ||
CN1072631A (en) | A kind of process for making fibre-reinforced drawn-extruded |