RU2384410C1 - Method of shaping mandrel preparation for operation - Google Patents

Method of shaping mandrel preparation for operation Download PDF

Info

Publication number
RU2384410C1
RU2384410C1 RU2008148989/12A RU2008148989A RU2384410C1 RU 2384410 C1 RU2384410 C1 RU 2384410C1 RU 2008148989/12 A RU2008148989/12 A RU 2008148989/12A RU 2008148989 A RU2008148989 A RU 2008148989A RU 2384410 C1 RU2384410 C1 RU 2384410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
forming mandrel
mandrel
shaping mandrel
solution
degreasing
Prior art date
Application number
RU2008148989/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Григорьевич Мелехин (RU)
Александр Григорьевич Мелехин
Александр Михайлович Минченков (RU)
Александр Михайлович Минченков
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" filed Critical Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра"
Priority to RU2008148989/12A priority Critical patent/RU2384410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2384410C1 publication Critical patent/RU2384410C1/en

Links

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: in process of shaping mandrel preparation for operation, where mandrel is intended to manufacture products from composite materials, organosilicon lubricant is dissolved in benzine in amount of 5 vol % from the total volume of solution and is mixed to produce homogeneous solution. Produced solution is applied onto surface of shaping mandrel after its degreasing and is maintained in air for at least 30 minutes. Afterwards shaping mandrel is placed into heat furnace, is heated up to the temperature of 180 - 200°C and maintained in furnace at this temperatire for 2-3 hours.
EFFECT: required quality of shaping mandrel working surface by development of a strong anti-adhesion coating, which eliminates ingress of binder onto surface of shaping mandrel in process of part manufacturing, thus providing for easy removal of hardened stock with optimal ratio of complexity, labour intensiveness and cost of works performance.
1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления деталей из композиционных материалов (КМ), а именно оболочек для силовых конструкций, преимущественно деталей сопловых блоков ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ).The invention relates to the technology of manufacturing parts from composite materials (CM), namely shells for power structures, mainly parts of nozzle blocks of rocket engines for solid fuel (solid propellant rocket engines).

При изготовлении деталей из КМ наматывают ленту пропитанного связующим исходного материала, например углеродной ткани, на формообразующую оправку, проводят отверждение под воздействием температуры и давления, охлаждают и снимают полученную заготовку с оправки.In the manufacture of parts from KM, a tape of a starting material impregnated with a binder, for example carbon fabric, is wound onto a forming mandrel, cured by temperature and pressure, cured, and the resulting preform is removed from the mandrel.

Тщательная подготовка формообразующей оправки к работе является одним из основных этапов цикла изготовления деталей из КМ.Thorough preparation of the forming mandrel for work is one of the main stages of the cycle of manufacturing parts from KM.

При этом перед намоткой ленты исходного материала на рабочую поверхность формообразующей оправки (поверхность, контактирующую при изготовлении деталей из КМ с исходным материалом) наносят антиадгезионное покрытие во избежание сильного прилипания отвержденной заготовки к формообразующей оправке.In this case, before winding the tape of the source material on the working surface of the forming mandrel (the surface in contact when manufacturing parts from CM with the source material), a release coating is applied to avoid strong adhesion of the cured workpiece to the forming mandrel.

Антиадгезионное покрытие наносят после обезжиривания поверхности формообразующей оправки.The release coating is applied after degreasing the surface of the forming mandrel.

Известен способ подготовки к работе формообразующей оправки, предназначенной для изготовления изделий из композиционных материалов, включающий обезжиривание поверхности формообразующей оправки и нанесение на нее антиадгезионного покрытия (И.М.Буланов, В.В.Воробей. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998 г., стр.132, 133, 142) - прототип.There is a method of preparing for work a forming mandrel designed for the manufacture of products from composite materials, including degreasing the surface of the forming mandrel and applying a release coating on it (I.M. Bulanov, V.V. Vorobey. Technology of rocket and aerospace structures from composite materials. - M .: Publishing house of MSTU named after N.E.Bauman, 1998, p. 132, 133, 142) - prototype.

В известном способе для нанесения на поверхность формообразующей оправки могут применяться различные типы антиадгезионных покрытий, выбираемые в зависимости от типа материала, из которого изготовлена формообразующая оправка, типа связующего, применяемого для пропитки КМ, и других факторов.In the known method for applying to the surface of the forming mandrel various types of release coatings can be used, selected depending on the type of material from which the forming mandrel is made, the type of binder used to impregnate KM, and other factors.

Известный способ применяется при изготовлении целого ряда изделий из КМ.The known method is used in the manufacture of a number of products from KM.

Однако известный способ не обеспечивает приемлемого для изготовления особо ответственных деталей РДТТ из КМ качества поверхности формообразующей оправки, что связано с недостаточной прочностью наносимого на нее антиадгезионного покрытия.However, the known method does not provide acceptable for the manufacture of particularly critical parts of solid propellant rocket engines from KM surface quality of the forming mandrel, which is associated with insufficient strength of the applied anti-adhesive coating.

Повышенные требования по прочности антиадгезионного покрытия обусловлены необходимостью при изготовлении из КМ деталей сопловых блоков РДТТ использования связующего горячего отверждения для пропитки исходного материала и проведением отверждения под воздействием высоких температуры и давления.The increased requirements for the strength of the release coating are due to the need in the manufacture of composite parts of the nozzle blocks of solid propellant rocket composite materials to use a hot cure binder for impregnation of the starting material and curing under the influence of high temperature and pressure.

Разрушение антиадгезионного покрытия в процессе изготовления деталей из КМ приводит к попаданию связующего на поверхность формообразующей оправки, что усложняет процесс снятия отвержденной заготовки из-за прилипания ее к формообразующей оправке.The destruction of the release coating during the manufacturing of parts from KM leads to the binder getting onto the surface of the forming mandrel, which complicates the process of removing the cured workpiece due to its adhesion to the forming mandrel.

Таким образом, применение известного способа не позволяет получить требуемое качество поверхности формообразующей оправки при обеспечении оптимального соотношения сложности, трудоемкости и стоимости проведения работ при изготовлении из КМ деталей РДТТ.Thus, the application of the known method does not allow to obtain the required surface quality of the forming mandrel while ensuring the optimal ratio of complexity, complexity and cost of work in the manufacture of CM parts of solid propellant.

Технической задачей данного изобретения является получение требуемого качества поверхности формообразующей оправки за счет создания прочного антиадгезионного покрытия при обеспечении оптимального соотношения сложности, трудоемкости и стоимости проведения работ при изготовлении из КМ деталей РДТТ.The technical task of this invention is to obtain the required surface quality of the forming mandrel by creating a durable release coating while ensuring the optimal ratio of complexity, complexity and cost of work in the manufacture of CM parts of solid propellant rocket motors.

Технический результат достигается тем, что в способе подготовки к работе формообразующей оправки, предназначенной для изготовления изделий из композиционных материалов, включающем обезжиривание поверхности формообразующей оправки и нанесение на нее антиадгезионного покрытия, растворяют в бензине кремнийорганическую смазку в количестве 5 объемных процентов от общего объема раствора, перемешивают до получения однородного раствора, полученный раствор наносят на поверхность формообразующей оправки после ее обезжиривания, выдерживают на воздухе не менее 30 минут, помещают формообразующую оправку в тепловую печь, производят нагрев до температуры 180-200°С и выдерживают в печи при этой температуре в течение 2-3 часов.The technical result is achieved by the fact that in the method of preparing for work the forming mandrel, intended for the manufacture of products from composite materials, including degreasing the surface of the forming mandrel and applying a release coating on it, dissolve the silicone grease in gasoline in an amount of 5 volume percent of the total solution volume, mix until a homogeneous solution is obtained, the resulting solution is applied to the surface of the forming mandrel after degreasing it; in air for at least 30 minutes, the forming mandrel is placed in a thermal oven, producing temperatures up to 180-200 ° C and held in an oven at this temperature for 2-3 hours.

Растворение кремнийорганической смазки в бензине позволяет получить оптимальный раствор с точки зрения создания на рабочей поверхности формообразующей оправки наилучшего антиадгезионного покрытия, исключающего попадание связующего на поверхность формообразующей оправки и обеспечивающего легкое снятие отвержденной заготовки из КМ.Dissolution of organosilicon lubricant in gasoline makes it possible to obtain an optimal solution from the point of view of creating the best release coating on the working surface of the forming mandrel, which excludes the binding of the binder to the surface of the forming mandrel and provides easy removal of the cured workpiece from KM.

При этом эмпирически установлено, что монолитная структура антиадгезионного покрытия достигается при применении раствора, в котором содержание кремнийорганической смазки (типа К-21) составляет 5 объемных процентов от общего объема раствора.It has been empirically established that the monolithic structure of the release coating is achieved by using a solution in which the content of organosilicon lubricant (type K-21) is 5 volume percent of the total volume of the solution.

Обезжиривание поверхности и выдержка в течение не менее 30 минут позволяют наилучшим образом подготовить поверхность формообразующей оправки для обеспечения равномерного нанесения раствора.Degreasing the surface and holding for at least 30 minutes allow you to best prepare the surface of the forming mandrel to ensure uniform application of the solution.

Нагрев до температуры 180-200°С и выдержка при этой температуре в течение 2-3 часов позволяют создать прочное антиадгезионное покрытие на поверхности формообразующей оправки при условии обеспечения при этом равномерного температурного воздействия в тепловой печи.Heating to a temperature of 180-200 ° C and holding at this temperature for 2-3 hours allow you to create a strong release coating on the surface of the forming mandrel, while ensuring uniform temperature effects in the heat furnace.

Разработанная последовательность операций позволяет создать антиадгезионное покрытие (защитную пленку) на поверхности, сохраняющееся при многократном использовании формообразующей оправки, что подтверждено расчетно-экспериментальным путем.The developed sequence of operations allows you to create a release coating (protective film) on the surface that persists with repeated use of the forming mandrel, which is confirmed by calculation and experimental methods.

На чертеже показана формообразующая оправка, подготовленная к работе.The drawing shows a forming mandrel, prepared for work.

Способ подготовки к работе формообразующей оправки, предназначенной для изготовления изделий из композиционных материалов, заключается в следующем.The method of preparation for operation of the forming mandrel, intended for the manufacture of products from composite materials, is as follows.

Осматривают стальную формообразующую оправку на предмет наличия на ее поверхностях каких-либо повреждений. Очищают поверхности от грязи и пыли.Inspect the steel forming mandrel for any damage on its surfaces. Clean surfaces from dirt and dust.

Протирают рабочую поверхность 1 формообразующей оправки тканью, смоченной в бензине. Сливают кремнийорганическую смазку (типа К-21) в количестве 5 объемных процентов и бензин в количестве 95 объемных процентов в металлическую емкость.Wipe the working surface 1 of the forming mandrel with a cloth soaked in gasoline. The silicone grease (type K-21) is drained in an amount of 5 volume percent and gasoline in an amount of 95 volume percent in a metal container.

Тщательно перемешивают до образования однородного раствора. Раствор хранят в герметичной таре не более 24 часов. При подготовке формообразующей оправки к работе наносят раствор на просушенную и обезжиренную рабочую поверхность 1.Mix thoroughly until a homogeneous solution is formed. The solution is stored in a sealed container for no more than 24 hours. When preparing the forming mandrel for work, the solution is applied to the dried and fat-free working surface 1.

Слой раствора должен быть равномерно распределен по рабочей поверхности 1 формообразующей оправки. Выдерживают формообразующую оправку на воздухе не менее 30 минут.The solution layer should be evenly distributed over the working surface 1 of the forming mandrel. Maintain the forming mandrel in the air for at least 30 minutes.

Помещают формообразующую оправку с нанесенным раствором в тепловую печь. Производят нагрев до температуры 180-200°С и выдерживают в печи при этой температуре в течение 2-3 часов. Охлаждают формообразующую оправку до температуры 40°С и вынимают формообразующую оправку с полученным антиадгезионным покрытием 2 из тепловой печи.Put the forming mandrel with the applied solution in a thermal oven. They are heated to a temperature of 180-200 ° C and kept in an oven at this temperature for 2-3 hours. Cool the forming mandrel to a temperature of 40 ° C and take out the forming mandrel with the obtained release coating 2 from the heat furnace.

Закрывают формообразующую оправку непрозрачным чехлом и хранят подготовленную к работе формообразующую оправку до начала процесса изготовления изделий из КМ.Close the forming mandrel with an opaque cover and store the forming mandrel prepared for work until the beginning of the manufacturing process of products from KM.

При изготовлении изделий из КМ наматывают на формообразующую оправку с нанесенным антиадгезионным покрытием ленту углеродной ткани УРАЛ-Т-22, предварительно пропитанную связующим, марки ФН, помещают формообразующую оправку в автоклав, где проводят отверждение под воздействием повышенных температуры и давления.In the manufacture of products from KM, a URAL-T-22 carbon fabric tape, pre-impregnated with a binder of the FN grade, is wound onto a forming mandrel with a release coating coated, and the forming mandrel is placed in an autoclave, where curing is carried out under the influence of elevated temperature and pressure.

После выдержки и охлаждения извлекают формообразующую оправку с полученной заготовкой из автоклава. Затем заготовку снимают с формообразующей оправки без значительных усилий, что позволяет исключить возможность повреждения внутренней поверхности заготовки.After exposure and cooling, a mold-forming mandrel with the obtained preform is removed from the autoclave. Then the workpiece is removed from the forming mandrel without significant effort, which eliminates the possibility of damage to the inner surface of the workpiece.

Подготовленную по предлагаемому способу формообразующую оправку можно использовать многократно без дополнительного нанесения антиадгезионного покрытия.Prepared by the proposed method, the forming mandrel can be used repeatedly without additional coating.

Предлагаемый способ позволяет получить требуемое качество поверхности формообразующей оправки при обеспечении оптимального соотношения сложности, трудоемкости и стоимости проведения работ при изготовлении из КМ деталей РДТТ.The proposed method allows to obtain the required surface quality of the forming mandrel while ensuring the optimal ratio of complexity, complexity and cost of work in the manufacture of CM parts of solid propellant rocket motors.

Практическое применение изобретения подтвердило высокую технологичность предлагаемого способа подготовки к работе формообразующей оправки, предназначенной для изготовления изделий из композиционных материалов.The practical application of the invention has confirmed the high adaptability of the proposed method for preparing a forming mandrel for the manufacture of products from composite materials.

Claims (1)

Способ подготовки к работе формообразующей оправки, предназначенной для изготовления изделий из композиционных материалов, включающий обезжиривание поверхности формообразующей оправки и нанесение на нее антиадгезионного покрытия, отличающийся тем, что растворяют в бензине кремнийорганическую смазку в количестве 5 % от общего объема раствора, перемешивают до получения однородного раствора, полученный раствор наносят на поверхность формообразующей оправки после ее обезжиривания, выдерживают на воздухе не менее 30 мин, помещают формообразующую оправку в тепловую печь, производят нагрев до температуры 180-200°С и выдерживают в печи при этой температуре в течение 2-3 ч. A method for preparing a forming mandrel intended for the manufacture of products from composite materials, including degreasing the surface of the forming mandrel and applying a release coating on it, characterized in that they dissolve the silicone grease in gasoline in an amount of 5% of the total solution volume, mix until a homogeneous solution is obtained , the resulting solution is applied to the surface of the forming mandrel after its degreasing, incubated in air for at least 30 minutes, place the moldoo razuyuschuyu mandrel to heat the furnace, producing temperatures up to 180-200 ° C and held in an oven at this temperature for 2-3 hours.
RU2008148989/12A 2008-12-11 2008-12-11 Method of shaping mandrel preparation for operation RU2384410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008148989/12A RU2384410C1 (en) 2008-12-11 2008-12-11 Method of shaping mandrel preparation for operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008148989/12A RU2384410C1 (en) 2008-12-11 2008-12-11 Method of shaping mandrel preparation for operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2384410C1 true RU2384410C1 (en) 2010-03-20

Family

ID=42137321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008148989/12A RU2384410C1 (en) 2008-12-11 2008-12-11 Method of shaping mandrel preparation for operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2384410C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013103739A1 (en) * 2012-01-03 2013-07-11 Janicki Industries, Inc. Tooling systems and methods for composite parts

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТЕХНОЛОГИЯ РАКЕТНЫХ И АЭРОКОСМИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998, с.132, 133, 142. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013103739A1 (en) * 2012-01-03 2013-07-11 Janicki Industries, Inc. Tooling systems and methods for composite parts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2379181C2 (en) Method of extrusion or solidification of polymeric composite material
US20070096371A1 (en) Process of producing ceramic matrix composites
CN104354436A (en) Manufacturing method of composite material shell wound by high-temperature-resistant fiber
JP6276514B2 (en) Method of making internal cavities and mandrels therefor in ceramic matrix composites
CN106927846A (en) A kind of preparation method of C/C SiC ceramic matrix composite materials part and products thereof
GB2237532A (en) Moulding composite articles
CN105992680B (en) The composite plate and method of natural fiber enhancing
CN105082567A (en) Curing method for large-thickness fiber-reinforced epoxy resin matrix composite material
WO2016132821A1 (en) Method for manfacturing ceramic-based composite material
CN108299825B (en) Long-time high-temperature-resistant resin-based composite wave-transmitting material and preparation method thereof
RU2384410C1 (en) Method of shaping mandrel preparation for operation
CN109333768A (en) A kind of manufacturing method of abnormity mica part
RU2436672C1 (en) Method to prepare shaping mandrel for operation
CA2975658C (en) Method and apparatus for producing a preform
GB2243107A (en) Moulding a mould and mould liner skin of composite material for moulding an article of composite material
RU2337817C2 (en) Method for making objects from composite materials
CN106079723B (en) Flame-retardant modified ramie fabric/benzoxazine colophony laminate and preparation method thereof
JPS6296627A (en) Production of fiber reinforced composite metallic material
RU2460900C1 (en) Method of making spherical plug with flange for rocket engine nozzle
CN108859180A (en) A kind of glass fibre leaf springs of car and its preparation and application
EP3257665A2 (en) Repair concept comprising pre-impregnated pinned foam core for sandwich structural components
RU2447990C2 (en) Method of producing articles from composite materials
GB2481046A (en) Method for producing a wind turbine component using a water-based coating compound
SU1816701A1 (en) Method of preparing of article made of polymeric composition material
US20240158307A1 (en) Multi-stage consolidation process for ceramic matrix composite prepreg material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191212