RU2201343C2 - Способ изготовления изделий из композиционных материалов - Google Patents
Способ изготовления изделий из композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201343C2 RU2201343C2 RU2001114793A RU2001114793A RU2201343C2 RU 2201343 C2 RU2201343 C2 RU 2201343C2 RU 2001114793 A RU2001114793 A RU 2001114793A RU 2001114793 A RU2001114793 A RU 2001114793A RU 2201343 C2 RU2201343 C2 RU 2201343C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydroclave
- binder
- package
- impregnation
- mandrel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно оболочек вращения для силовых конструкций. В способе изготовления изделий из композиционных материалов наносят исходный материал на жесткую оправку, пропитывают полученный пакет связующим и отверждают в гидроклаве под давлением. Пропитку осуществляют в гидроклаве. Сначала помещают оправку с пакетом материала в заполненную связующим предварительно растянутую эластичную диафрагму, размещенную в гидроклаве. Затем герметизируют заполненную связующим полость и гидроклав. Освобождают эластичную диафрагму от растягивающих напряжений. После этого заполняют гидроклав рабочей средой. В конце процесса пропитки повышают давление рабочей среды в гидроклаве. Изобретение позволяет снизить трудоемкость способа, снизить его стоимость и позволяет повысить качество изготавливаемых изделий. 2 ил.
Description
Изобретение относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов (КМ), а именно оболочек вращения для силовых конструкций типа элементов сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).
Для изготовления элементов сопловых блоков РДТТ широко используют углепластики (УП) и углерод-углеродные композиционные материалы (УУКМ), обладающие уникальными свойствами.
В основе производственного процесса изготовления изделий из УП и УУКМ находятся технологические процессы изготовления каркасов из армирующего материала и насыщения его матричным материалом.
Известны способы изготовления изделий из КМ, включающие формирование на оправке пакета пропитанного связующим материала (авт. свид. 639728, 1742088, 1796475).
Известен также способ изготовления изделий из композиционных материалов, включающий выкладку или намотку на жесткую оправку пропитанного связующим пакета исходного материала, и oтверждeниe в гидроклаве под давлением жидкости, передаваемым поверхности пакета через эластичную диафрагму (см., например, И.М.Буланов, В.В.Воробей "Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов", М.: 1998, Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, с. 140-148 - прототип).
Изделия, изготовленные известным способом, обладают высоким качеством внутренней поверхности, оформляемой жесткой оправкой, что важно для элементов сопловых боков РДТТ.
Однако в известном способе изготовление качественно пропитанного связующим пакета, необходимого для получения готового изделия отверждением в гидроклаве, связано с определенными трудностями.
При изготовлении пакета выкладкой или намоткой сухого армирующего материала на оправку с последующей пропиткой связующим путем разбрызгивания его под давлением из пульверизатора или вручную, с помощью кисти, невозможно обеспечить качественную пропитку.
Использование метода пропитки под давлением или вакуумной пропитки пакета сухого армирующего материала в специальной форме, состоящей из матрицы и пуансона, связано с трудностями изготовления форм, особенно больших габаритов, и с высокой стоимостью необходимого дополнительного оборудования.
При "мокрой" намотке, когда пропитка армирующего материала связующим и намотка на оправку совмещаются, невозможно обеспечить равномерное содержание связующего по толщине наматываемого пакета, особенно для толстостенных конструкций. Кроме того, процесс "мокрой" намотки связан с неизбежной необходимостью удаления пузырьков воздуха из межслойного пространства готового пакета материала, что затруднительно и не всегда удается.
При "сухой" намотке, заключающейся в том, что армирующий материал перед нанесением на оправку предварительно пропитывают связующим на пропиточных машинах, требуется применение дополнительного дорогостоящего оборудования для пропитки.
Таким образом, получение известным способом изделий, приемлемого для ответственных деталей качества, либо невозможно, либо связано с применением дорогостоящего оборудования и сложных технологических операций.
Технической задачей данного изобретения является упрощение способа изготовления изделий из композиционных материалов, снижение трудоемкости, стоимости и повышение качества изготавливаемых изделий.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления изделий из композиционных материалов, включающем нанесение исходного материала на жесткую оправку, пропитку полученного пакета связующим и отверждение в гидроклаве под давлением, передаваемым поверхности пакета через эластичную диафрагму, пропитку материала связующим осуществляют в гидроклаве, предназначенном для отверждения. При этом сначала помещают оправку с пакетом материала в заполненную связующим предварительно растянутую эластичную диафрагму, размещенную в гидроклаве. Герметизируют заполненную связующим полость эластичной диафрагмы и гидроклав. Затем освобождают эластичную диафрагму от растягивающих напряжений. После чего передают связующему через эластичную диафрагму гидростатическое давление рабочей среды, заполняющей гидроклав.
В конце процесса пропитки увеличивают степень передаваемого через эластичную диафрагму воздействия на связующее, повышая давление рабочей среды в гидроклаве.
Сущность способа поясняется чертежами.
На фиг. 1, показан корпус гидроклава с заполненной связующим эластичной диафрагмой и размещенной в ней оправкой с пакетом исходного материала.
На фиг.2. показан гидроклав, заполненный рабочей средой, и размещенная в эластичной диафрагме оправка с пакетом пропитанного связующим материала.
Изготовление изделий предлагаемым способом осуществляется следующим образом.
На жесткую оправку 1 выкладывают заранее раскроенный пакет 2 исходного материала, изготовленный методом прошивки угольной ткани типа УРАЛ-ТМ-4-22.
В гидроклав 3 вкладывают эластичную диафрагму 4 и при помощи вакуумного насоса создают вакуум в полости между корпусом 5 гидроклава 3 и эластичной диафрагмой 4, эластичная диафрагма 4 растягивается и прилегает к внутренней поверхности корпуса 5 гидроклава 3, после чего заливают связующее 6 на основе смолы СФ-010 в полость эластичной диафрагмы 4.
Устанавливают основанием вверх оправку 1 с пакетом 2 материала в гидроклав 3, при этом связующее 6 смачивает наружную поверхность пакета 2.
Герметизируют заполненную связующим 6 полость между оправкой 1 с пакетом 2 материала и внутренней поверхностью эластичной диафрагмы 4, после чего герметизируют гидроклав 3, герметично устанавливая крышку 7 гидроклава 3.
Затем снимают вакуум между корпусом 5 гидроклава 3 и эластичной диафрагмой 4, выключая вакуумный насос.
При снятии вакуума эластичная диафрагма освобождается от растягивающих напряжений, при этом за счет сил упругости материала диафрагмы создается давление пропитки материала связующим.
Идет процесс макроскопической пропитки пакета материала в целом, при котором связующее в первую очередь проникает в зазоры между нитями, оставляя структуру нитей непропитанной, так как пористость нитей, составляющих ткань, намного больше, чем средняя пористость пропитываемого пакета.
Закачивают при помощи насоса в гидроклав 3 рабочую среду 8 (глицерин) и выдерживают 1 час, не менее.
При заполнении гидроклава глицерином гидростатическое давление передается через эластичную диафрагму на связующее, увеличивая контактное давление, при этом происходит процесс пропитки нитей ткани, который носит капиллярный характер, так как величина зазора между элементарными волокнами в нитях составляет 0,5-4 мкм.
Затем повышают давление рабочей среды 8 в гидроклаве 3 до 5 кгс/см2, не более.
Увеличение контактного давления повышает давление пропитки, при этом осуществляется пропитка непропитанных ранее участков пакета материала - участков захвата воздушных включений в зонах участков с меньшей пористостью (это участки местного переуплотнения пакета, вызванного любой из причин).
Выключают насос и выдерживают пакет 2 пропитанного материала в гидроклаве 3 без давления не менее 36 часов, Выкачивают глицерин из гидроклава, разбирают гидроклав, извлекают оправку с пакетом материала из гидроклава и просушивают пропитанный пакет материала. После сушки производят отверждение пакета материала в гидроклаве под воздействием давления, передаваемого поверхности пакета через эластичную диафрагму, и температуры.
Осуществление в предлагаемом способе процесса пропитки связующим пакета исходного материала в гидроклаве, предназначенном для отверждения, позволяет существенно упростить процесс изготовления, снизить трудоемкость и стоимость способа изготовления изделий из композиционных материалов, так как исключается необходимость дополнительного оборудования для пропитки.
Предлагаемый способ позволяет обеспечить качественную пропитку связующим пакета исходного материала на оправке, так как основан на применении наиболее эффективного метода пропитки под давлением, при этом процесс пропитки ведут в три этапа, различающиеся характером воздействия на связующее, учитывающем особенности структуры тканых наполнителей.
Высокое качество пропитки связующим пакета исходного материала является определяющим фактором для повышения качества изготовления изделий из композиционных материалов.
Результаты препарации опытных образцов, изготовленных предлагаемым способом, показали отсутствие в материале готовой детали воздушных включений и отдельных непропитанных участков.
Claims (1)
- Способ изготовления изделий из композиционных материалов, включающий нанесение исходного материала на жесткую оправку, пропитку полученного пакета связующим и отверждение в гидроклаве под давлением, передаваемым поверхности пакета через эластичную диафрагму, отличающийся тем, что пропитку осуществляют в гидроклаве, при этом сначала помещают оправку с пакетом материала в заполненную связующим предварительно растянутую эластичную диафрагму, размещенную в гидроклаве, затем герметизируют заполненную связующим полость, а также гидроклав и освобождают эластичную диафрагму от растягивающих напряжений, после чего заполняют гидроклав рабочей средой, причем в конце процесса пропитки повышают давление рабочей среды в гидроклаве.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001114793A RU2201343C2 (ru) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | Способ изготовления изделий из композиционных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001114793A RU2201343C2 (ru) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | Способ изготовления изделий из композиционных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2201343C2 true RU2201343C2 (ru) | 2003-03-27 |
Family
ID=20250220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001114793A RU2201343C2 (ru) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | Способ изготовления изделий из композиционных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2201343C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447990C2 (ru) * | 2010-07-29 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Способ изготовления изделий из композиционных материалов |
RU2478479C1 (ru) * | 2011-11-11 | 2013-04-10 | Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" | Способ изготовления изделия из композиционного материала |
RU2479424C2 (ru) * | 2007-10-04 | 2013-04-20 | Эйрбас Оперейшнз Лимитед | Способ формования заготовки |
US8858218B2 (en) | 2005-11-10 | 2014-10-14 | Airbus Operations Gmbh | Tool for a resin transfer moulding method |
RU2678547C2 (ru) * | 2014-07-25 | 2019-01-29 | Зе Боинг Компани | Способ и устройство для оправки, выполненной из сплава с эффектом памяти формы |
RU2793800C1 (ru) * | 2022-06-29 | 2023-04-06 | Акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Новатор" | Способ нанесения слоистых теплозащитных композиционных материалов на крупногабаритные конструкции |
-
2001
- 2001-05-29 RU RU2001114793A patent/RU2201343C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БУЛАНОВ И.М. и др. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998, с.140-148. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8858218B2 (en) | 2005-11-10 | 2014-10-14 | Airbus Operations Gmbh | Tool for a resin transfer moulding method |
RU2479424C2 (ru) * | 2007-10-04 | 2013-04-20 | Эйрбас Оперейшнз Лимитед | Способ формования заготовки |
RU2447990C2 (ru) * | 2010-07-29 | 2012-04-20 | Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" | Способ изготовления изделий из композиционных материалов |
RU2478479C1 (ru) * | 2011-11-11 | 2013-04-10 | Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" | Способ изготовления изделия из композиционного материала |
RU2678547C2 (ru) * | 2014-07-25 | 2019-01-29 | Зе Боинг Компани | Способ и устройство для оправки, выполненной из сплава с эффектом памяти формы |
RU2793800C1 (ru) * | 2022-06-29 | 2023-04-06 | Акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Новатор" | Способ нанесения слоистых теплозащитных композиционных материалов на крупногабаритные конструкции |
RU2793800C9 (ru) * | 2022-06-29 | 2023-05-26 | Акционерное общество "Опытное конструкторское бюро "Новатор" | Способ нанесения слоистых теплозащитных композиционных материалов на крупногабаритные конструкции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2391209C2 (ru) | Способ уплотнения волокнистых структур методом инжекции полимера в форму для изготовления толстых деталей из композитных материалов | |
US8282874B2 (en) | Method for manufacturing a composite and a wind turbine blade | |
CN109849368B (zh) | 一种复合材料带锥段变厚度回转体连接结构加工方法 | |
RU2673523C1 (ru) | Способ пропитывания волокнистой заготовки и устройство для осуществления данного способа | |
CN100406239C (zh) | 树脂传递模塑成形法 | |
CN104908335B (zh) | 用于制造风力涡轮的转子叶片的方法 | |
RU2285613C1 (ru) | Способ изготовления многослойного изделия из полимерных композиционных материалов | |
CN105690790A (zh) | 风力发电用复合材料叶片一体成型方法及装置 | |
US11052573B2 (en) | Method of fabricating both a woven fiber preform and a composite material part | |
RU2566774C2 (ru) | Способ изготовления детали из композитного материала с полым сердечником | |
RU2201343C2 (ru) | Способ изготовления изделий из композиционных материалов | |
KR20120115665A (ko) | 점증 압력 수지 이송 성형에 의한 중공 복합재료 구조재 및 그 제조 방법 | |
CN109703062B (zh) | 采用真空辅助树脂扩散成型工艺制作发射箱端盖的方法 | |
RU2655273C1 (ru) | Металлокомпозитная опора освещения и способ ее изготовления | |
JPH11286055A (ja) | 繊維強化樹脂製品の製造方法 | |
KR100222276B1 (ko) | 복합재 압력용기용 인슈레이션 및 그 제조방법 | |
EP3894192B1 (en) | Method for manufacturing a fiber reinforced polymer composite beam, particularly a spar beam for a wind turbine rotor blade | |
RU2565180C1 (ru) | Способ изготовления крупногабаритных трехслойных конструкций из слоистых полимерных композиционных материалов | |
RU2437763C1 (ru) | Способ изготовления изделий из композиционных материалов | |
IT201900011760A1 (it) | Metodo per realizzare un componente in materiale composito fibro-rinforzato | |
WO2015166479A1 (en) | Combined thermoset and thermoplastic resin infusion apparatus and method | |
JPH06247770A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材からなる円筒体の製造方法 | |
JP2004130520A (ja) | 保温パネルの製造方法 | |
CN117584483A (zh) | 大口径复合材料方形发射筒成型工艺方法 | |
JPH03161324A (ja) | 繊維強化複合材料製フランジ付パイプおよびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200530 |