RU2267404C2 - Method of manufacture of a pleated filler out of composite materials for production of sandwich panels - Google Patents
Method of manufacture of a pleated filler out of composite materials for production of sandwich panels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267404C2 RU2267404C2 RU2004106568/12A RU2004106568A RU2267404C2 RU 2267404 C2 RU2267404 C2 RU 2267404C2 RU 2004106568/12 A RU2004106568/12 A RU 2004106568/12A RU 2004106568 A RU2004106568 A RU 2004106568A RU 2267404 C2 RU2267404 C2 RU 2267404C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- sections
- production
- prepreg
- curing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к технологии изготовления гофрированных конструкций из слоистых композиционных материалов.The invention relates to the manufacturing technology of corrugated structures from layered composite materials.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ изготовления изделий из слоистого композиционного материала, заключающийся в укладке пропитанного связующим листа ткани (препрега) на формозадающую оправку, герметизации с помощью вакуумного мешка и формовании изделия под действием атмосферного давления (Крысин В.Н., Крысин М.В. Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкций. - М.: Машиностроение, 1989. - 240 с., с.118-125, ISBN 5-217-00533-5).There is a known method of manufacturing products from a layered composite material, which consists in laying a fabric impregnated with a binder sheet (prepreg) on a molding mandrel, sealing with a vacuum bag and molding the product under atmospheric pressure (Krysin V.N., Krysin M.V. Technological processes of molding , winding and gluing structures. - M.: Mechanical Engineering, 1989. - 240 p., s.118-125, ISBN 5-217-00533-5).
Недостатком указанного способа является низкая производительность, связанная с высокой трудоемкостью укладки листа препрега в форму со сложным рельефом, невозможность его практической реализации при относительно густом рельефе складчатой структуры заполнителя, а также высокая стоимость рельефной оснастки.The disadvantage of this method is the low productivity associated with the high complexity of laying the prepreg sheet in the form with a complex relief, the impossibility of its practical implementation with a relatively dense relief of the folded structure of the filler, as well as the high cost of the relief tooling.
Известен способ формования гофрированного заполнителя с помощью трансформируемых оправок. Способ состоит в том, что композиционный материал в виде препрега укладывается на плоскую поверхность оснастки, которая затем трансформируется в складчатую конструкцию с требуемыми геометрическими параметрами рельефа, после чего происходит формование. Для этого с целью получения высоких технических характеристик данное устройство с изделием помещается в автоклав, где реализуются необходимые технологические режимы (давление до 0,6-0,8 МПа и температура до 200°С) (В.И.Халиулин. Технологические схемы изготовления многослойных конструкций. - Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 1999. - 168 с., с.149-155, ISBN 5-7579-0295-7).A known method of molding corrugated aggregate using transformable mandrels. The method consists in the fact that the composite material in the form of a prepreg is laid on the flat surface of the snap, which is then transformed into a folded structure with the required geometric parameters of the relief, after which molding is performed. To do this, in order to obtain high technical characteristics, this device with the product is placed in an autoclave, where the necessary technological conditions are implemented (pressure up to 0.6-0.8 MPa and temperature up to 200 ° C) (V.I. Khaliulin. Technological schemes for manufacturing multilayer constructions .-- Kazan: Publishing House of Kazan State Technical University, 1999 .-- 168 p., pp. 149-155, ISBN 5-7579-0295-7).
Недостатком данного способа является необходимость подвергать воздействию высоких температуры и давления формообразующую оснастку, что существенно снижает ее технический ресурс.The disadvantage of this method is the need to expose high temperature and pressure forming equipment, which significantly reduces its technical resource.
Известен способ изготовления изделий из слоистого композиционного материала, заключающийся в том, что на первом этапе осуществляется дискретное нанесение связующего на предварительно размеченный плоский лист ткани по участкам, соответствующим боковым граням заполнителя складчатого типа с получением полосок непропитанной ткани по линиям соединения этих граней. На втором этапе пропитанная таким образом ткань в плоском состоянии помещается между обогреваемыми плитами пресса, после чего при определенных температуре и давлении производится отверждение связующего. На третьем этапе развертка выводится из плоского состояния складыванием изгибом по непропитанным полоскам ткани. Для придания заполнителю жесткости непропитанные полоски пропитываются связующим с последующим его отверждением (Патент РФ №2057647 С1 МПК6 В 29 D 9/00. Способ изготовления заполнителя из композиционного материала. Бюл. №10, 10.04.96). Данный способ принят за прототип.A known method of manufacturing products from a layered composite material, which consists in the fact that the first step is the discrete deposition of a binder on a pre-marked flat sheet of fabric in areas corresponding to the side faces of the folded type filler to obtain strips of non-impregnated fabric along the connection lines of these faces. At the second stage, the fabric so impregnated in a flat state is placed between the heated press plates, after which the binder is cured at a certain temperature and pressure. At the third stage, the scan is removed from a flat state by folding by bending along the non-saturated strips of fabric. To impart rigidity to the aggregate, the non-impregnated strips are impregnated with a binder followed by its curing (RF Patent No. 2057647 C1 IPC 6 V 29 D 9/00. A method of manufacturing an aggregate from composite material. Bull. No. 10, 04/10/96). This method is adopted as a prototype.
Недостатками указанного способа являются отсутствие технологической возможности исполнения его первого этапа при использовании тонких тканей. Толщина тканей, применяемых в производстве композиционных изделий составляет 0,1-0,2 мм. Для получения высокой точности геометрических параметров рельефа ширина полосок непропитанной ткани по линиям соединения боковых граней заполнителя должна составлять при этом 0,2-0,4 мм.The disadvantages of this method are the lack of technological feasibility of its first stage when using thin fabrics. The thickness of the fabrics used in the manufacture of composite products is 0.1-0.2 mm. To obtain high accuracy of the geometric parameters of the relief, the width of the strips of the non-impregnated fabric along the connection lines of the side faces of the filler should be 0.2-0.4 mm.
Поскольку материал армирующего основания препрега (стекло-, угле-, органоткань) имеет капиллярно-пористую структуру, то при нанесении связующего на участки, соответствующие боковым граням складчатой конструкции, возможно его проникновение в зоны линий сгиба. В этом случае на следующем этапе (этапе формования) при подведении к заготовке тепла будет происходить активное отверждение связующего и в этих зонах, что лишит заготовку подвижности на линиях сгиба и затруднит процесс трансформирования плоской заготовки в объемную конструкцию.Since the material of the reinforcing base of the prepreg (glass-, carbon-, organo-fabric) has a capillary-porous structure, when a binder is applied to the areas corresponding to the lateral faces of the folded structure, it can penetrate into the zones of the fold lines. In this case, at the next stage (molding stage), when the heat is supplied to the billet, curing of the binder will also occur in these zones, which will deprive the billet of mobility on the bend lines and complicate the process of transforming a flat billet into a three-dimensional structure.
Так как пропитанная связующим ткань является нежестким телом, то при ее укладке на плите пресса для дальнейшего формования требуется обеспечение высокой точности соответствия реальных размеров граней и линий сгиба параметрам идеальной развертки заполнителя и соответственно - параметрам заполнителя в рельефном состоянии. Это условие трудно выполнимо и требует наличия специальной оснастки и дополнительных трудозатрат. Перекос же ткани в любом направлении с нанесенным на нее рисунком граней, пропитанных связующим составом и непропитанных линий сгиба, приводит к искажению геометрических параметров структуры складчатого заполнителя.Since the fabric impregnated with the binder is a non-rigid body, when it is laid on a press plate for further molding, it is necessary to ensure high accuracy of the actual dimensions of the faces and bending lines to the parameters of the ideal sweep of the filler and, accordingly, to the parameters of the filler in a raised state. This condition is difficult to fulfill and requires special equipment and additional labor costs. Skewing of the fabric in any direction with a pattern of faces impregnated on it, impregnated with a binder composition and non-impregnated fold lines, leads to a distortion of the geometric parameters of the structure of the folded filler.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей данного изобретения является обеспечение возможности применения готового препрега в качестве заготовки-полуфабриката и улучшение условий складывания плоской заготовки в объемную рельефную конструкцию.The objective of the invention is to provide the possibility of using the finished prepreg as a prefabricated semi-finished product and to improve the conditions for folding a flat preform into a three-dimensional embossed structure.
Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является повышение производительности процесса изготовления заполнителя из композиционного материала за счет использования в качестве его заготовки готового препрега и сокращения тем самым количества операций, а также повышение качества изготовления путем повышения точности формообразования.The technical result achieved by using this invention is to increase the productivity of the process of manufacturing aggregate from composite material by using the finished prepreg as its preform and thereby reduce the number of operations, as well as improving the quality of manufacturing by increasing the accuracy of shaping.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления из композитов складчатого заполнителя для многослойных панелей, включающем укладку заготовки из армирующего материала, ее пропитку связующим с получением препрега, отверждение связующего в процессе горячего прессования с получением плоской заготовки-полуфабриката в виде совокупности относительно жестких участков, имеющих форму граней заполнителя и отделенных один от другого на некоторое расстояние, последующее деформирование заготовки-полуфабриката с получением рельефа заполнителя с требуемыми геометрическими параметрами и окончательное отверждение всего нанесенного связующего, при этом армирующий материал пропитывают связующим по всей поверхности заготовки, подвод тепла для отверждения связующего в полученном препреге осуществляют только в пределах упомянутых участков, а по полосам препрега между этими участками создают условия, замедляющие процесс отверждения. Кроме того, ширину полос между относительно жесткими участками обеспечивают равной не менее двум величинам радиуса изгиба материала заготовки на этих участках.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of manufacturing folded aggregate for composites from composite materials, comprising laying a preform of reinforcing material, impregnating it with a binder to obtain a prepreg, curing the binder in the hot pressing process to obtain a flat semi-finished preform in the form of a combination of relatively rigid sections having the shape of filler faces and separated from one another by a certain distance, subsequent deformation of the semi-finished workpiece kata with obtaining a relief of the filler with the required geometric parameters and the final curing of the entire applied binder, while the reinforcing material is impregnated with a binder over the entire surface of the workpiece, heat is supplied to cure the binder in the obtained prepreg only within the mentioned sections, and create prepreg bands between these sections conditions slowing down the curing process. In addition, the width of the strips between the relatively rigid sections provide equal to at least two values of the bending radius of the workpiece material in these sections.
Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "новизна".The analysis of the prior art carried out by the applicant made it possible to establish that there are no analogs characterized by sets of features identical to all the features of the claimed technical solution. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty."
Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".The search results for known solutions in the art in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the features of the claimed technical solution have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed technical solution on the achievement of the specified technical result has not been revealed. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "inventive step".
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Сущность изобретения поясняется на фиг.1 и 2, где на фиг.1 показан складчатый заполнитель типа "зигзагообразный гофр"; на фиг.2 - его развертка.The invention is illustrated in figures 1 and 2, where figure 1 shows a folded filler type "zigzag corrugation"; figure 2 - its scan.
На фиг.1 и 2 цифрами обозначены следующие позиции: 1 - участки препрега, отверждаемые в процессе его горячего прессования; 2 - участки, отверждаемые после формообразования заполнителя.In figures 1 and 2, the numbers indicate the following positions: 1 - sections of the prepreg, cured in the process of hot pressing; 2 - areas cured after the formation of the aggregate.
Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
На первом этапе плоский лист препрега, представляющий собой предварительно пропитанную связующим и законсервированную в таком состоянии армирующую ткань (стекло-, угле-, органоткань), укладывают на плоскую поверхность обогреваемых плит пресса и производят горячее прессование заготовки. При этом подвод тепла осуществляют только по участкам 1, имеющим форму граней заполнителя, но менее их по площади, и в течение времени, минимально необходимого для обеспечения степени отверждения, отвечающей условиям последующего формообразования заполнителя гибкой. В результате получают трансформируемую конструкцию, состоящую из относительно жестких элементов (граней будущего заполнителя) и эластичных участков препрега в зонах между ними.At the first stage, a flat sheet of prepreg, which is a reinforcing fabric pre-impregnated with a binder and preserved in such a state (glass, coal, organo-fabric), is laid on a flat surface of heated press plates and the workpiece is hot pressed. In this case, heat supply is carried out only in
На следующем этапе гибкой-складыванием заготовки-полуфабриката по участкам 2 осуществляют формообразование складчатой конструкции с получением требуемых геометрических параметров (фиг.1).At the next stage, flexible folding of the semi-finished preform in
Для придания конструкции жесткости в плоскости заполнителя производят окончательное отверждение всего нанесенного связующего и стабилизацию, таким образом, формы изделия. Данная операция может и отсутствовать или быть совмещенной с операцией сборки заполнителя с обшивками, например, с помощью пленочного клея, с получением трехслойной панели. В последнем случае имеющая место на этой стадии податливость материала заполнителя в зоне ребер складчатой конструкции, т.е. на участках соединения с обшивками, позволяет повысить качество соединения за счет безусловного обеспечения контакта по всей их длине. В случае необходимости при сборке с обшивками криволинейные участки на сгибах могут быть деформированы с образованием плоских площадок, что способно повысить прочность соединения.To impart rigidity to the structure in the plane of the aggregate, the entire cured binder is finally cured and thus the product is stabilized. This operation may or may not be present or be combined with the operation of assembling the filler with the skin, for example, using film glue, to obtain a three-layer panel. In the latter case, the flexibility of the aggregate material taking place at this stage in the area of the ribs of the folded structure, i.e. in the areas of connection with casing, it allows to improve the quality of the connection due to the unconditional provision of contact along their entire length. If necessary, when assembling with casing, curved sections on the bends can be deformed to form flat areas, which can increase the strength of the connection.
Предлагаемый способ позволяет использовать в качестве заготовки готовый препрег, выпускаемый на высокопроизводительном оборудовании промышленными способами с высоким качеством пропитки, что существенно снижает трудозатраты на изготовление заполнителя, повышает качество изделия и культуру его производства.The proposed method allows the use of a ready-made prepreg, manufactured on high-performance equipment by industrial methods with high quality impregnation, which significantly reduces labor costs for the production of aggregate, improves the quality of the product and the culture of its production.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Изобретение может быть использовано при изготовлении многослойных панелей, применяемых в производстве летательных аппаратов, судостроении и в строительных конструкциях.The invention can be used in the manufacture of multilayer panels used in the manufacture of aircraft, shipbuilding and in building structures.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004106568/12A RU2267404C2 (en) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | Method of manufacture of a pleated filler out of composite materials for production of sandwich panels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004106568/12A RU2267404C2 (en) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | Method of manufacture of a pleated filler out of composite materials for production of sandwich panels |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004106568A RU2004106568A (en) | 2005-08-20 |
RU2267404C2 true RU2267404C2 (en) | 2006-01-10 |
Family
ID=35845852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004106568/12A RU2267404C2 (en) | 2003-12-11 | 2003-12-11 | Method of manufacture of a pleated filler out of composite materials for production of sandwich panels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2267404C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014117078A1 (en) | 2014-11-21 | 2016-05-25 | Technische Universität Dresden | Multilayer folding core |
RU2697453C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-08-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Method for manufacturing self-expanding three-dimensional article from composite material |
-
2003
- 2003-12-11 RU RU2004106568/12A patent/RU2267404C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014117078A1 (en) | 2014-11-21 | 2016-05-25 | Technische Universität Dresden | Multilayer folding core |
DE102014117078B4 (en) | 2014-11-21 | 2022-02-03 | Technische Universität Dresden | Folded core for a sandwich structure, method for producing a folded core and sandwich structure |
RU2697453C1 (en) * | 2018-08-03 | 2019-08-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Method for manufacturing self-expanding three-dimensional article from composite material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004106568A (en) | 2005-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102950693B (en) | Method and apparatus for manufacturing variable dimension, the composite reinforcement shaped | |
EP1609584B1 (en) | A method of manufacturing composite structural beams for aircraft | |
CN101448629B (en) | Method and tool for manufacturing composite annular frame | |
CN111452947A (en) | Shaped composite stringer | |
CN102781649A (en) | Continuous molding of thermoplastic laminates | |
CN101795851B (en) | Complex geometries made from composite material and method for forming said geometries | |
US20050037225A1 (en) | Method for forming a laminate with a rebate | |
US20060021696A1 (en) | Process for producing plastic parts | |
RU2504477C1 (en) | Method of making cellular sound-absorbing panel | |
JP4448823B2 (en) | Method for manufacturing sandwich panel cores from composite materials | |
RU2267404C2 (en) | Method of manufacture of a pleated filler out of composite materials for production of sandwich panels | |
WO2014200675A1 (en) | Method and apparatus for fabricating composite stringers | |
JP2007230036A (en) | Molding method of structural member using composite material and structural member using composite material | |
RU2057647C1 (en) | Composition material filler production method | |
JP6777152B2 (en) | Manufacturing method of fiber reinforced composite molded product | |
RU2371315C1 (en) | Method for making of plicate filler for multi-layer panels from composites | |
RU2381084C2 (en) | Method for manufacturing of folded filler from composites | |
CN108527945A (en) | A kind of flexible honeycomb and manufacturing method of heart cell | |
RU2697453C1 (en) | Method for manufacturing self-expanding three-dimensional article from composite material | |
RU2283766C1 (en) | Method for making filler of composition material | |
US11707897B2 (en) | Method for producing composite material, fiber base material, and shaping mold for fiber base material | |
RU2371316C2 (en) | Filler of improved rigidity for multi-layer panel and method of its manufacturing | |
CN206520284U (en) | A kind of copper-clad plate | |
RU2702583C1 (en) | Method of making composite filler from composite materials for multilayer panels | |
JPH11207842A (en) | Production of fiber reinforced plastic honeycomb core |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091212 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110920 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121212 |