RU216217U1 - Оснастка для изготовления замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей из полимерных композиционных материалов - Google Patents
Оснастка для изготовления замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей из полимерных композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU216217U1 RU216217U1 RU2022129276U RU2022129276U RU216217U1 RU 216217 U1 RU216217 U1 RU 216217U1 RU 2022129276 U RU2022129276 U RU 2022129276U RU 2022129276 U RU2022129276 U RU 2022129276U RU 216217 U1 RU216217 U1 RU 216217U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shells
- equipment
- pcm
- composite materials
- closed hollow
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 13
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 7
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 7
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 241001594303 Lepidoscia polymeres Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к оснастке для формования оболочек из полимерных композиционных материалов (ПКМ), получаемых ручной послойной выкладкой пакета наполнителя, в частности к производству замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей, и может быть использована в производстве оболочек для корпусов летательных аппаратов, в том числе мотогондол авиационных двигателей. Оснастка для изготовления замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей из ПКМ состоит из пуансона и жесткой разборной матрицы. Пуансон включает жесткую оправку и размещенный на ней формующий элемент из эластичного терморасширяющегося материала. Внешняя поверхность формующего элемента выполнена с занижением контура относительно внутреннего контура отформованной оболочки. Формующая поверхность матрицы содержит систему натяжения поверхностных слоев наполнителя заготовки оболочки, выполненную в виде выступающих ребер округлой формы. Техническим результатом полезной модели является снижение дефектности структуры материала оболочек из ПКМ.
Description
Полезная модель относится к оснастке для формования оболочек из полимерных композиционных материалов (ПКМ), получаемых ручной послойной выкладкой пакета наполнителя, в частности к производству замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей, и может быть использована в производстве оболочек для корпусов летательных аппаратов (ЛА), в том числе мотогондол авиационных двигателей.
В настоящее время при изготовлении пустотелых оболочек из ПКМ, получаемых ручной послойной выкладкой пакета наполнителя, формуемых в оснастке, существует проблема, заключающаяся в том, что вследствие уплотнения оснасткой слоистого пакета наполнителя оболочки в структуре материала возникают дефекты в виде складок в поверхностных слоях пакета наполнителя, влияющие на механическую прочность оболочки из ПКМ [1. Ханин М.В. Изнашивание и разрушение полимерных композиционных материалов / М.В. Ханин, Г.П. Зайцев. - М.: Химия, 1990. - с. 219-220].
Известно устройство [2. Пат. 2458791 RU, МПК (2006.01) В29С 63/14, В29С 44/12, В29С 51/12. Способ и оснастка для изготовления осесимметричных пустотелых оболочек (оболочек вращения) из полимерных композиционных материалов / Литвинов В.Б. и др. - Заявл. 05.08.2010; опубл. 20.08.2012, Бюл. № 23] для термоформования изделий с наполнителями путём навивки при производстве замкнутых осесимметричных оболочек с прямолинейной или пологой криволинейной образующей, имеющей постоянный знак гауссовой кривизны по всей своей длине. Оснастка содержит оправку, состоящую из центральной жёсткой части и размещённой на ней упругой оболочки из терморасширяющегося материала, имеющей внешний диаметр, превышающий внутренний диаметр получаемой оболочки, и разборную пресс-форму, установленную на оправке с образованием полости для размещения композиционного материала. Техническое решение [2.] ограничено областью применения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для изготовления изделий из ПКМ путём термокомпрессионного формования слоистого пакета наполнителя, набранного ручной послойной выкладкой препрега, размещённого на эластичном формующем элементе пресс-формы [3. Пат. на ПМ 9 53 11 RU, МПК (2006.01) В64С 27/64. Устройство для термокомпрессионного формования полимерных композиционных материалов / Пнёв А.Г. и др. - Заявл. 25.09.2009; опубл. 27.06.2010, Бюл. №18.], в котором внутри препрега устанавливают вкладыш из силикона, содержащий отвердитель. Недостатком данного устройства является образование глубоких складок на наружной поверхности детали из ПКМ вследствие уплотнения препрега смыканием прессформы и прессования нагретым вкладышем из силикона, так как толщина пакета препрега, полученного послойной выкладкой, превышает толщину готовой детали. Глубокие поверхностные складки материала являются дефектами структуры материала и негативно влияют на механические свойства [1.].
Задачей заявляемой полезной модели является создание оснастки, предназначенной для снижения дефектности структуры материала оболочек из ПКМ, влияющей на механическую прочность.
Заявляемая оснастка для изготовления замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей из ПКМ состоит из пуансона и жёсткой разборной матрицы. Пуансон включает жёсткую оправку и размещённый на ней формующий элемент из эластичного терморасширяющегося материала. Внешняя поверхность формующего элемента выполнена с занижением контура относительно внутреннего контура отформованной оболочки. Формующая поверхность матрицы содержит систему натяжения поверхностных слоёв наполнителя заготовки оболочки, выполненную в виде выступающих рёбер округлой формы.
Полезная модель поясняется чертежом (фиг. 1).
Оснастка для изготовления замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей из ПКМ состоит из пуансона, включающего жёсткую оправку 1 и размещённый на ней формующий элемент 2, выполненный из эластичного терморасширяющегося материала, и жёсткой разборной матрицы 3 из четырёх частей. Формующая поверхность матрицы 3 содержит систему 4 натяжения поверхностных слоёв наполнителя заготовки 5 оболочки. Система 4 выполнена в виде выступающих рёбер округлой формы, разнесённых относительно друг друга. Внешняя поверхность формующего элемента 2 выполнена с занижением контура относительно внутренней поверхности отформованной оболочки.
Заготовка 5 размещается на формующем элементе 2 пуансона, затем накрывается разборной матрицей 3. Смыканием стыковочных поверхностей матрицы 3 обеспечивается уплотнение слоёв наполнителя заготовки 5 и геометрическая форма оболочки. Формование изделия в оснастке завершается выдержкой заготовки 5 по режиму отверждения связующего. Система 4 воздействует давлением на поверхностные слои заготовки 5 и препятствует образованию глубоких складок материала в процессе уплотнения. Размеры формующего элемента 2 выбираются с учётом свойств объёмного термического расширения материала элемента 2 и температуры отверждения связующего. Для исключения складкообразования при уплотнении наполнителя заготовки 5 и придания изделию заданных геометрических параметров занижение внешнего контура формующего элемента 2 относительно внутреннего контура оболочки рассчитано так, чтобы при нагреве растянуть поверхностные слои заготовки 5 внутреннего контура термическим расширением формующего элемента 2.
Величина выступания отдельного ребра за контур матрицы, оптимальный контур ребра, обеспечивающий наибольшую площадь соприкосновения системы натяжения поверхностных слоёв наполнителя с заготовкой оболочки, фактическое расположение рёбер, количество рёбер определяются расчётным путём.
Техническим результатом полезной модели является снижение дефектности структуры материала оболочек из ПКМ.
Указанный технический результат достигается тем, что пуансон с размещённым на нём формующим элементом, выполненным из эластичного терморасширяющегося материала, имеет занижение внешнего контура относительно внутреннего контура отформованной оболочки, а формующая поверхность матрицы содержит систему натяжения поверхностных слоёв пакета наполнителя из ПКМ, выполненную в виде выступающих рёбер округлой формы.
Заявленное техническое решение можно применять для производства замкнутых пустотелых оболочек, не имеющих постоянный знак гауссовой кривизны и в продольном, и в поперечном направлении по всей своей длине.
Устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».
Источники, принятые во внимание:
1. Ханин М.В. Изнашивание и разрушение полимерных композиционных материалов / М.В. Ханин, Г.П. Зайцев. - М.: Химия, 1990. - 256 с.
2. Пат. 2458791 RU, МПК (2006.01) В29С 63/14, В29С 44/12, В29С 51/12. Способ и оснастка для изготовления осесимметричных пустотелых оболочек (оболочек вращения) из полимерных композиционных материалов / Литвинов В.Б. и др. - Заявл. 05.08.2010; опубл. 20.08.2012, Бюл. № 23.
3. Пат. на ПМ 95311 RU, МПК (2006.01) В64С 27/64. Устройство для термокомпрессионного формования полимерных композиционных материалов / Пнёв А.Г. и др. - Заявл. 25.09.2009; опубл. 27.06.2010, Бюл. № 18.
4. Пат. 4683099 US, МПК В29С 33/38 и др. Moulding of composite materials / Buxton F.A., Barraclough D.J. - Заявл. 20.02.1986; опубл. 28.07.1987.
5. Пат. 1479299 SU, МПК (2000.01) B29C 43/10, B29C 33/76, B29C 43/36. Пресс-форма для изготовления изделий из полимерных материалов / Шишков Г.М. и др. - Заявл. 23.07.1987; опубл. 15.05.1989, Бюл. № 18.
6. Кербер М.Л. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология: Уч. пос. / М.Л. Кербер, В.М. Виноградов, Г.С. Головкин; Под ред. А.А. Берлина. - 3 изд., испр. - СПб: Профессия, 2011. - 560 с.
7. Пат. 2083367 RU, МПК (1995.01) В29С 43/12 и др. Способ формования осесимметричных пустотелых изделий из композиционных материалов / Артемьев А.В., Волосов Д.Р., Мовчан А.А. - Заявл. 14.12.1993; опубл. 10.07.1997.
Claims (1)
- Оснастка для изготовления замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей из полимерных композиционных материалов, состоящая из пуансона, включающего жесткую оправку и размещенный на ней формующий элемент из эластичного терморасширяющегося материала, и жесткой разборной матрицы, отличающаяся тем, что внешняя поверхность формующего элемента выполнена с занижением контура относительно внутреннего контура отформованной оболочки, а формующая поверхность матрицы содержит систему натяжения поверхностных слоев наполнителя заготовки оболочки, выполненную в виде выступающих ребер округлой формы.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU216217U1 true RU216217U1 (ru) | 2023-01-23 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT350926B (de) * | 1976-01-02 | 1979-06-25 | Michelin & Cie | Verfahren und presse zum herstellen eines elastischen formheitsbalges mit zwei getrennten wuelsten fuer luftreifen-vulkanisierpressen sowie formheizbalg |
| CA2196424A1 (en) * | 1994-08-01 | 1996-02-15 | William C. Reinfelder | Method and apparatus for forming airfoil structures |
| RU2083367C1 (ru) * | 1993-12-14 | 1997-07-10 | Андрей Вячеславович Артемьев | Способ формования осесимметричных пустотелых изделий из композиционных материалов |
| FR2793186B1 (fr) * | 1999-05-04 | 2001-06-15 | Vetrotex France Sa | Produits composites creux et procede de fabrication |
| RU2730335C1 (ru) * | 2019-06-21 | 2020-08-21 | Михаил Иванович Злыднев | Способ прессования изделий из композитных материалов методом воздушного формования с применением в качестве пуансона надувной камеры из жидкой резины |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT350926B (de) * | 1976-01-02 | 1979-06-25 | Michelin & Cie | Verfahren und presse zum herstellen eines elastischen formheitsbalges mit zwei getrennten wuelsten fuer luftreifen-vulkanisierpressen sowie formheizbalg |
| RU2083367C1 (ru) * | 1993-12-14 | 1997-07-10 | Андрей Вячеславович Артемьев | Способ формования осесимметричных пустотелых изделий из композиционных материалов |
| CA2196424A1 (en) * | 1994-08-01 | 1996-02-15 | William C. Reinfelder | Method and apparatus for forming airfoil structures |
| FR2793186B1 (fr) * | 1999-05-04 | 2001-06-15 | Vetrotex France Sa | Produits composites creux et procede de fabrication |
| RU2730335C1 (ru) * | 2019-06-21 | 2020-08-21 | Михаил Иванович Злыднев | Способ прессования изделий из композитных материалов методом воздушного формования с применением в качестве пуансона надувной камеры из жидкой резины |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4772126B2 (ja) | 角を固化する膨張式の装置および複合構造を製造するための方法 | |
| US5061418A (en) | Thermal expansion resin transfer molding | |
| CN109910208A (zh) | 一种芯模及其制备方法与复合材料异型管成型方法 | |
| EP0091366B1 (fr) | Pressage d'articles en polymères thermodurcissables renforcés | |
| CN102105296A (zh) | 用于制造三维梁类型的复合材料元件的装置和方法 | |
| CN104608400A (zh) | 由复合材料制成的模具及相应的成形单元 | |
| CN103273604A (zh) | 一种复合材料空心结构件固化成型方法 | |
| RU216217U1 (ru) | Оснастка для изготовления замкнутых пустотелых оболочек с криволинейной образующей из полимерных композиционных материалов | |
| CN108481767A (zh) | 一种相互嵌套拓扑管路类结构及整体成型方法 | |
| CN102514210A (zh) | 一种复合材料预制件的成型方法 | |
| CA3088144A1 (en) | Method for producing fiber-reinforced resin | |
| CN105711110A (zh) | 一种复合材料成型件的模具及模压成型方法 | |
| CN101171121A (zh) | 将树脂注入到要制造的纤维增强产品的至少一个纤维层内的装置 | |
| CN108864995B (zh) | 一种多轴向复合材料弯管及制备方法 | |
| EP0272359A1 (en) | Thermal expansion resin transfer molding | |
| CN210257340U (zh) | 一种用于结构复杂的复合材料产品成型的模具 | |
| EP2594381B1 (en) | Method for producing a mould core and mould core made of said method | |
| CN102470615B (zh) | 用于容纳纤维和注入树脂的模塑设备 | |
| CN109910207A (zh) | 一种用于飞机壁板长桁内增压气囊 | |
| CN112936909A (zh) | 教练机底部加厚v型复合材料件成型工艺 | |
| CN110126173B (zh) | 一种用于大厚度pe法兰注塑模具及一种pe法兰的成型方法 | |
| RU2458791C2 (ru) | Способ и оснастка для изготовления осесимметричных пустотелых оболочек (оболочек вращения) из полимерных композиционных материалов | |
| CN211000336U (zh) | 一种增强型吸塑成型复合材料 | |
| Afonso et al. | Testing single point incremental forming moulds for rotomoulding operations | |
| CN209955201U (zh) | 一种用于大厚度pe法兰注塑模 |