RU2404203C1 - Device for shaping parts from polymer composite material - Google Patents
Device for shaping parts from polymer composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2404203C1 RU2404203C1 RU2009107271/05A RU2009107271A RU2404203C1 RU 2404203 C1 RU2404203 C1 RU 2404203C1 RU 2009107271/05 A RU2009107271/05 A RU 2009107271/05A RU 2009107271 A RU2009107271 A RU 2009107271A RU 2404203 C1 RU2404203 C1 RU 2404203C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support system
- forming surface
- composite material
- polymer composite
- point support
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области обработки пластиков с помощью придания формы нанесением покрытия на форму, а именно к оснасткам для формования многослойных деталей из полимерного композиционного материала (ПКМ), и может быть использовано при производстве деталей для авиастроения и машиностроения.The invention relates to the field of plastic processing by shaping by coating the mold, namely, snap-ins for molding multilayer parts from a polymer composite material (PCM), and can be used in the manufacture of parts for aircraft and machine building.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство для вакуумно-автоклавного формования конструкционных панелей из полимерных композиционных материалов (ПКМ) /патент РФ 2106251 С1, класс В29С 43/20, 1998 г./ Согласно патенту, оснастка имеет основание в виде горизонтально расположенных вдоль формующей оболочки стержней, на которых с возможностью перемещения установлены ложементы. Формующая оболочка закреплена на ложементах посредством регулируемых опор с образованием гарантированного зазора межу формующей оболочкой и ложементами.A device for the vacuum-autoclave molding of structural panels of polymer composite materials (PCM) is known / RF patent 2106251 C1, class B29C 43/20, 1998 / According to the patent, the tool has a base in the form of rods horizontally located along the forming shell, on which the ability to move installed lodgements. The forming shell is fixed on the lodges by means of adjustable supports with the formation of a guaranteed gap between the forming shell and the lodges.
Недостатком такого устройства является необходимость крепления формующей оболочки к ложементам винтовым соединением. Это создает возможность нарушения герметичности формующей оснастки за счет разницы коэффициентов линейного термического расширения (КЛТР) или относительных размеров между элементом крепежа и формующей оснасткой, что приводит к некачественной детали, также изготовление такой оснастки весьма трудоемко.The disadvantage of this device is the need for fastening the forming shell to the lodgements with a screw connection. This creates the possibility of violation of the tightness of the forming tool due to the difference in the coefficients of linear thermal expansion (KLTR) or relative sizes between the fastener element and the forming tool, which leads to poor-quality parts, and the manufacture of such equipment is very time-consuming.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и техническому решению является оснастка для формования изделий из полимерного композиционного материала /по патенту РФ 2090364 С1 класс В29С 43/20, 1997 г./, согласно которому оснастка для формования содержит опорную систему и закрепленную на ней формообразующую оболочку. Опорная система содержитClosest to the proposed device in terms of technical nature and technical solution is a tool for molding products from a polymer composite material / according to the patent of the Russian Federation 2090364 C1 class В29С 43/20, 1997 /, according to which the tooling for molding contains a support system and a forming system fixed to it shell. The support system contains
- ложементы, выполненные в виде набора разнесенных по ширине оболочки пустотелых профилей V-образного сечения с опорными лапками и открытыми торцами, стянутых разнесенными по длине профилей элементами жесткости;- lodgements made in the form of a set of hollow V-shaped sections spaced across the width of the shell with support legs and open ends pulled together by stiffeners spaced along the length of the profiles;
- компенсаторы кривизны, расположенные между сопряженными поверхностями профилей и формующей оснасткой.- Compensators of curvature located between the mating surfaces of the profiles and forming equipment.
Недостаток указанного изобретения в том, что оснастка не позволяет получить требуемую равномерность распределения температуры по всему объему печи, так как сплошные V-образные профили имеют сплошные стенки, препятствующие свободной циркуляции, что приводит к образованию застойных зон и большой разнице температур по объему камеры термопечи.The disadvantage of this invention is that the equipment does not allow to obtain the required uniformity of temperature distribution over the entire volume of the furnace, since continuous V-shaped profiles have solid walls that impede free circulation, which leads to the formation of stagnant zones and a large temperature difference in the volume of the furnace chamber.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является создание конструкции оснастки для формования тонкостенных деталей сложной геометрической формы из ПКМ, которая позволила бы получить качественное изделие без коробления и поводок, с сохранением заданных геометрических форм, а также высокими характеристиками прочности и надежности.The objective of the present invention is to provide a design tooling for forming thin-walled parts of complex geometric shape from PCM, which would allow to obtain a high-quality product without warping and leashes, while maintaining the specified geometric shapes, as well as high characteristics of strength and reliability.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в оснастке для формования деталей из ПКМ, выполненной в виде опорной системы и формующей поверхности для выкладки пакета препрега, формующая поверхность установлена на опорной системе с помощью точечных опор-фиксаторов, принимающих форму изнаночной стороны формующей поверхности и компенсирующих ее погрешности. Точечная опора-фиксатор выполнена в виде кронштейна, жестко закрепленного на продольной стенке опорной системы, имеющего полочку, несущую подушечку точечной опоры-фиксатора, изготовленную из теплостойких неотвержденных пластиков на основе смол холодного отверждения.The problem is solved due to the fact that in the snap-in for molding parts from PCM, made in the form of a support system and a forming surface for laying out the prepreg package, the forming surface is mounted on the support system using point support latches that take the shape of the wrong side of the forming surface and compensate for it inaccuracies. The point support-clamp is made in the form of a bracket rigidly fixed to the longitudinal wall of the support system having a shelf carrying a pillow of the point support-clamp made of heat-resistant uncured plastics based on cold-cured resins.
Точечная опора-фиксатор может быть выполнена в виде регулируемой, содержащей кронштейн, жестко закрепленный на продольной стенке, опорной системы. Кронштейн имеет стакан, в который на регулируемую высоту ввинчивают винт, несущий подушечку точечной опоры-фиксатора, изготовленную из теплостойких неотвержденных пластиков на основе смол холодного отверждения.The point support-latch can be made in the form of an adjustable, containing bracket, rigidly fixed to the longitudinal wall, support system. The bracket has a glass into which a screw is screwed to an adjustable height, which carries a cushion of a point support-clamp made of heat-resistant uncured plastics based on cold-cured resins.
Кроме того, продольные стенки опорной системы, предназначенные для установки на опорную поверхность, выполнены с большей высотой, а поперечные стенки подняты относительно нижней кромки продольных стенок и установлены с зазором, образуя пространство в нижней части опорной системы.In addition, the longitudinal walls of the support system, intended for installation on the support surface, are made with a higher height, and the transverse walls are raised relative to the lower edge of the longitudinal walls and installed with a gap, forming a space in the lower part of the support system.
Такое решение поставленной задачи позволяет получить качественное изделие без коробления и поводок, с сохранением заданных геометрических форм, и соответственно высокими характеристиками прочности и надежности.This solution to the problem allows you to get a quality product without warping and leash, while maintaining the specified geometric shapes, and accordingly high characteristics of strength and reliability.
Устройство поясняется чертежами, на которых:The device is illustrated by drawings, in which:
Фиг.1 показывает общий вид оснастки для формования деталей из ПКМ с размещенным на ней пакетом препрега (вид спереди).Figure 1 shows a general view of a tooling for molding PCM parts with a prepreg package placed on it (front view).
Фиг.2 показывает общий вид оснастки для формования деталей из ПКМ (вид сбоку).Figure 2 shows a General view of the tooling for forming parts from RMB (side view).
Фиг.3 показывает узел А фиг.2.Figure 3 shows the node A of figure 2.
Фиг.4 показывает регулируемую точечную опору-фиксатор.Figure 4 shows an adjustable point support latch.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Оснастка для формования деталей из ПКМ включает (фиг.1) опорную систему 1, формующую поверхность 2 для выкладки пакета препрега 3, точечные опоры-фиксаторы 5, состоящие из кронштейна 6 и подушечки точечной опоры 7.The tooling for molding PCM parts includes (Fig. 1) a support system 1, a forming
Поперечные стенки 8 опорной системы выполнены с зазором относительно формующей поверхности 2, тем самым образуя каналы 4.The
Опорная система 1 (фиг.1) состоит из набора продольных стенок 9, связанных поперечными стенками 8 в жесткий каркас по всей ширине формующей поверхности 2. Продольные стенки 9 предназначены для установки на опорную поверхность, поперечные стенки 8 подняты относительно нижней кромки продольных стенок 9 и установлены с зазором, т.о. образуя пространство для прохода горячего воздуха в нижней части опорной системы 1. Продольные и поперечные стенки изготовлены из стеклопластика, пропитанного смолой холодного отверждения методом контактного формования или вакуумным формованием. Данный материал обладает малой теплоемкостью и достаточной механической прочностью.The support system 1 (Fig. 1) consists of a set of
Толщина продольных и поперечных стенок 5-10 мм.The thickness of the longitudinal and transverse walls is 5-10 mm.
Формующая поверхность 2 изготовлена тонкостенной из тех же материалов, что и стенки опорной системы. Геометрия и строительная высота формующей поверхности задана при помощи мастер модели. Строительная высота формующей поверхности 140 мм. На лицевую часть формующей поверхности нанесен матричный гель-коут. Толщина формующей поверхности 8 мм. Выбранная толщина и строительная высота для данного материала обеспечивают необходимую жесткость формующей поверхности. Формующая поверхность установлена на опорной системе с помощью точечных опор-фиксаторов 5, размещенных на поперечных стенках 8 опорной системы (фиг.2). Точечные опоры-фиксаторы расположены на концах поперечных стенок 8 между сопряженными поверхностями поперечных стенок и формующей поверхностью 2. Точечная опора-фиксатор 5 (фиг.3) выполнена в виде кронштейна 6, изготовленного из того же материала, что и стенки опорной системы. Кронштейн 6 закреплен на продольной стенке 9 с помощью винтов 10 и имеет полочку, несущую подушечку 7 точечной опоры-фиксатора. Подушечка точечной опоры изготовлена из неотвержденных пластиков на основе смол холодного отверждения, обладающих теплостойкостью при температурах формования изделия (например +200°С). В процессе отверждения материал подушечки 7 точечной опоры-фиксатора легко принимает форму изнаночной стороны формующей поверхности 2, тем самым, обеспечивая плотное прилегание к изнаночной стороне формующей поверхности и выполняя функцию компенсаторов кривизны. Также в процессе отверждения подушечки 7 точечной опоры-фиксатора формующая поверхность 2 приклеивается - фиксируется к точечной опоре-фиксатору. Высоту точечной опоры-фиксатора 5 рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить гарантированную высоту канала 4 для движения потоков нагретого воздуха (20 мм минимум). Площадь в местах прилегания подушечки 7 точечной опоры к формующей поверхности 2 не должна превышать 2 см2.The forming
В зависимости от нагрузки на формующую поверхность и сложности ее геометрической формы количество точечных опор-фиксаторов может возрастать до количества, необходимого для создания заданной жесткости конструкции формующей поверхности. Но при этом точечные опоры должны располагаться таким образом, чтобы гарантировать наличие канала для циркуляция потоков горячего воздуха и минимальную площадь контакта точечной опоры с формующей поверхностью.Depending on the load on the forming surface and the complexity of its geometric shape, the number of point support-clamps can increase to the amount necessary to create a given structural rigidity of the forming surface. But at the same time, the point supports should be positioned in such a way as to guarantee the presence of a channel for the circulation of hot air flows and the minimum contact area of the point support with the forming surface.
Точечная опора-фиксатор может быть выполнена регулируемой (фиг.4). На концах поперечных стенок 8 между сопряженными поверхностями поперечных стенок 8 и формующей поверхностью 2 установлены регулируемые точечные опоры-фиксаторы (фиг.4). Регулируемая точечная опора-фиксатор выполнена в виде кронштейна 11 и подушечки 7 точечной опоры. Кронштейн 11 закреплен на продольной стенке с помощью винтов. В кронштейне точечной опоры установлен стакан 12, в который на регулируемую высоту ввинчивают болт 13, несущий подушечку 7 точечной опоры, описанную выше.The point support-latch can be made adjustable (figure 4). At the ends of the
Канал в предложенном изобретении (фиг.1) образован между формующей поверхностью 2 и верхней кромкой поперечных стенок 8 опорной системы.The channel in the proposed invention (figure 1) is formed between the forming
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
На формующую поверхность 2 выкладывают пакет препрега 3, далее пакет препрега герметично закрывают пленкой. Под пленкой создается вакуум, при этом пленка уплотняет пакет препрега.On the forming
Оснастку с расположенным на ней пакетом препрега помещают в термопечь, где материал препрега выдерживают при определенной температуре до окончания процесса отверждения.Equipment with a prepreg package located on it is placed in a thermal furnace, where the prepreg material is held at a certain temperature until the curing process is completed.
Канал 4 расположен под формующей поверхностью и обеспечивает беспрепятственную циркуляцию потоков горячего воздуха, равномерно прогревая формующую поверхность и, соответственно, весь пакет препрега, расположенный на ней.Channel 4 is located under the forming surface and provides unhindered circulation of hot air flows, uniformly heating the forming surface and, accordingly, the entire prepreg package located on it.
По завершении необходимого цикла отверждения, герметизирующую пленку снимают, оснастку с изделием остужают при комнатной температуре. Производят съем готового изделия с формующей поверхности оснастки.Upon completion of the required curing cycle, the sealing film is removed, the equipment and the product are cooled at room temperature. The finished product is removed from the forming surface of the snap.
Также процесс отверждения с использованием вышеописанной оснастки возможно проводить и в автоклаве.Also, the curing process using the above equipment can be carried out in an autoclave.
Благодаря тому, что формующая поверхность установлена на опорную систему при помощи точечных опор-фиксаторов (с возможностью регулирования) с минимальной площадью контакта, обеспечен равномерный подвод тепла к пакету препрега, что позволяет получить деталь высокого качества. Такая конструкция оснастки позволяет снизить ее себестоимость.Due to the fact that the forming surface is mounted on the support system using point support latches (with the possibility of regulation) with a minimum contact area, a uniform heat supply to the prepreg package is ensured, which allows to obtain a high-quality part. This design snap allows you to reduce its cost.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107271/05A RU2404203C1 (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Device for shaping parts from polymer composite material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009107271/05A RU2404203C1 (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Device for shaping parts from polymer composite material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009107271A RU2009107271A (en) | 2010-09-10 |
RU2404203C1 true RU2404203C1 (en) | 2010-11-20 |
Family
ID=42800039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009107271/05A RU2404203C1 (en) | 2009-03-02 | 2009-03-02 | Device for shaping parts from polymer composite material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2404203C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576303C1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Воронежское Акционерное Самолетостроительное Общество" (Оао "Васо") | Tooling for molding with polymer composite materials and method of manufacture |
RU171987U1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-06-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Tooling for manufacturing antenna fairing elements |
-
2009
- 2009-03-02 RU RU2009107271/05A patent/RU2404203C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2576303C1 (en) * | 2014-12-25 | 2016-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Воронежское Акционерное Самолетостроительное Общество" (Оао "Васо") | Tooling for molding with polymer composite materials and method of manufacture |
RU171987U1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-06-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Tooling for manufacturing antenna fairing elements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009107271A (en) | 2010-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210129431A1 (en) | Methods and apparatus for embedding heating circuits into articles made by additive manufacturing and articles made therefrom | |
CN104494276B (en) | A kind of honeycomb core end face gridding glue-applying technique method broken based on glued membrane heat | |
US8771823B2 (en) | Thermoplastic part, tool and method for the manufacturing thereof | |
WO2008041556A1 (en) | Shaping mold and process for the production of preforms and fiber-reinforced plastics with the mold | |
JP6239272B2 (en) | Method and apparatus for molding fiber reinforced plastic member | |
RU2404203C1 (en) | Device for shaping parts from polymer composite material | |
CN102555115B (en) | For regulating the device of the bottom deformation of the mould of aerodynamics geometry and using the method for moulding of this device | |
CN108137371A (en) | The vacuum forming device and its application method of curved mould glass | |
KR20080085765A (en) | In-mould coating method and device for the same | |
RU2399491C2 (en) | Method for manufacturing panel with stiffening ribs of polymer composite materials | |
CN102431183B (en) | Forming die and method for manufacturing forming parts by using forming die | |
CN110983974A (en) | Comprehensive maintenance method for concrete box girder construction in winter | |
RU2576303C1 (en) | Tooling for molding with polymer composite materials and method of manufacture | |
CN110171083B (en) | Method and heating device for heating a semifinished product | |
WO2012157327A1 (en) | Resin transfer molding method and resin transfer molding device | |
RU2657913C1 (en) | Composite forming tool and its manufacturing method | |
RU2622924C1 (en) | Equipment for forming products of polymer composite materials and method of its manufacture | |
RU2716432C1 (en) | Composite shaping tool for moulding articles from polymer composite materials | |
RU2401196C2 (en) | Tooling for forming parts from polymer composite material | |
CN207758015U (en) | A kind of injection mold with sliding rail | |
CN108973173A (en) | Improve the device and technique of fibre reinforced composites precision | |
CN107160713B (en) | A kind of autoclave frame-type composite material shaping mould | |
RU2495744C1 (en) | Device for making long-length panel with stiffness ribs of polymer composite | |
RU97086U1 (en) | EQUIPMENT FOR FORMING ILLUMINATOR EDGING | |
RU2577577C1 (en) | Method of making multilayer long complex-shaped articles from composite materials and device therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180303 |