RU2523857C1 - Production of metal structures containing closed chambers with low geometrical height - Google Patents

Production of metal structures containing closed chambers with low geometrical height Download PDF

Info

Publication number
RU2523857C1
RU2523857C1 RU2013118625/11A RU2013118625A RU2523857C1 RU 2523857 C1 RU2523857 C1 RU 2523857C1 RU 2013118625/11 A RU2013118625/11 A RU 2013118625/11A RU 2013118625 A RU2013118625 A RU 2013118625A RU 2523857 C1 RU2523857 C1 RU 2523857C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mandrels
mass
forming
impression mass
cast
Prior art date
Application number
RU2013118625/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Григорьевич Сабадаш
Original Assignee
Российская Федерация от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации
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 Российская Федерация от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации
Priority to RU2013118625/11A priority Critical patent/RU2523857C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2523857C1 publication Critical patent/RU2523857C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: prepreg layers cut out to patterns and forming solid mandrel are made from moulding mass, their shape complying with article inner cavities, Mandrels from moulding mass are made from material with high linear expansion factor and low mechanical properties and wrapped with anti-adhesion film. Prepreg blank layers are laid on prepared solid mandrels. Then, separate blanks are assembled with their forming elements into one-piece structure in the mould. Forming is performed by heating the mould with its contents. After forming, aforesaid moulding mass is destructed and removed via small-size individual holes.
EFFECT: lower power input, accelerated fabrication.
4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технологии изготовления слоистых изделий объемной формы, содержащих замкнутые полости с малой геометрической высотой, в частности к способам изготовления аэродинамических поверхностей летательных аппаратов, их корпусов или отсеков, и других полых панельно-каркасных конструкций из неметаллических композитных материалов.The invention relates to the technology of manufacturing layered products of volumetric form containing closed cavities with a low geometric height, in particular to methods for manufacturing the aerodynamic surfaces of aircraft, their bodies or compartments, and other hollow panel-frame structures made of non-metallic composite materials.

Из уровня техники известны технологии изготовления изделий из слоистых композитных материалов объемной формы, содержащих замкнутые полости с малой геометрической высотой.The prior art technology for the manufacture of products from layered composite materials of volumetric form, containing closed cavities with low geometric height.

Из изобретения RU 2030336, МПК B64F 5/00, дата публикации 15.03.1995, [1], известен способ изготовления конструкций, содержащих полости с малой геометрической высотой, включающий изготовление раскроенных по шаблонам заготовки слоев препрега, изготовление формообразующих твердых оправок, выкладку на твердую поверхность формующей оправки слоев препрега, установку выложенных заготовок в пресс-форму, прессование при нагревании оправок, размещенных внутри заготовки конструкции, и удаление оправок из изделия после прессования.From the invention RU 2030336, IPC B64F 5/00, publication date 03/15/1995, [1], there is a known method of manufacturing structures containing cavities with a low geometric height, including the manufacture of prepreg layers cut according to the templates, the manufacture of forming solid mandrels, laying on solid the surface of the forming mandrel of the prepreg layers, installing the laid blanks into the mold, pressing when heating the mandrels placed inside the workpiece of the structure, and removing the mandrels from the product after pressing.

Недостатком способа [1] является выполнение полых конструкций открытыми, по меньшей мере, с одной стороны для удаления после формования оправок.The disadvantage of the method [1] is the implementation of the hollow structures open, at least on one side, for removal after molding the mandrels.

Из изобретения RU 2217309, МПК B29C 51/28, B29C 51/30, B29C 43/12, B64F 5/00, дата публикации 27.11.2003 [2], известен способ изготовления конструкций, содержащих замкнутые полости с малой геометрической высотой, включающий изготовление раскроенных по шаблонам заготовки слоев препрега, изготовление формообразующих твердых оправок из слепочной массы, соответствующих по форме внутренним полостям изделия, укладку слоев заготовок препрега на подготовленные твердые оправки, сборку в пресс-форме отдельных заготовок со своими формообразующими элементами оснастки в единую заготовку конструкции, прессование путем нагрева пресс-формы с заготовками и размещенными в замкнутых полостях внутри заготовки формующими оправками, выполненными из слепочной массы, и удаление слепочной массы из внутренней полости после формования.From the invention RU 2217309, IPC B29C 51/28, B29C 51/30, B29C 43/12, B64F 5/00, publication date 11.27.2003 [2], there is a known method of manufacturing structures containing closed cavities with a small geometric height, including manufacturing the prepreg layers cut out according to the templates, the manufacture of the forming solid mandrels from the impression mass corresponding to the shape of the internal cavities of the product, the laying of the prepreg layers of blanks on the prepared solid mandrels, the assembly of the individual blanks in the mold with their shaping tooling elements in a single the structural blank, pressing by heating the mold with blanks and molding mandrels made from the impression mass placed in closed cavities inside the blank, and removing the impression mass from the inner cavity after molding.

Особенностью способа [2], принятого в качестве наиболее близкого аналога, является выполнение слепочной массы в виде легкоплавкого материала, например парафина, который заливается в предварительно изготовленный по форме полости изделия герметичный мешок, охлаждается в нем, образуя вместе с мешком твердую оправку, а при формовании изделия переходит в жидкое агрегатное состояние и может быть вылит из оправки после формования для облегчения ее удаления из отформованной полости изделия. Это приводит к увеличению продолжительности изготовления конструкций и энергозатрат в связи с необходимостью прогрева до полного расплавления легкоплавкого материала, но не обеспечивает гарантированного удаления оправки (парафина) и мешка из полости изделия через малое отверстие в его стенке, что является недостатком данного способа.A feature of the method [2], adopted as the closest analogue, is to produce a cast mass in the form of a fusible material, such as paraffin, which is poured into a sealed bag prefabricated in the shape of the product cavity, cooled in it, forming a solid mandrel with the bag, and when molding the product goes into a liquid state of aggregation and can be poured out of the mandrel after molding to facilitate its removal from the molded cavity of the product. This leads to an increase in the duration of the manufacture of structures and energy costs due to the need for heating to completely melt the fusible material, but does not guarantee the removal of the mandrel (paraffin) and bag from the cavity of the product through a small hole in its wall, which is a disadvantage of this method.

Технический результат изобретения состоит в уменьшении энергозатрат при уменьшении продолжительности изготовления.The technical result of the invention is to reduce energy consumption while reducing the manufacturing time.

Технический результат также состоит в сокращении времени размещения пресс-формы с конструкцией в технологическом оборудовании, обеспечивающем нагрев при формовании.The technical result also consists in reducing the time of placement of the mold with the design in the technological equipment that provides heating during molding.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

Способ изготовления конструкций, содержащих замкнутые полости с малой геометрической высотой, как и в наиболее близком аналоге [2], включает изготовление раскроенных по шаблонам заготовки слоев препрега, изготовление формообразующих твердых оправок из слепочной массы, соответствующих по форме внутренним полостям изделия, укладку слоев заготовок препрега на подготовленные твердые оправки, сборку в пресс-форме отдельных заготовок со своими формообразующими элементами оснастки в единую заготовку конструкции, прессование путем нагрева пресс-формы с заготовками и размещенными в замкнутых полостях внутри заготовки формующими оправками, выполненными из слепочной массы, и удаление слепочной массы из внутренней полости после формования, но в отличие от наиболее близкого аналога [2] оправки из слепочной массы выполняют из материала с высоким коэффициентом линейного расширения и низкими механическими свойствами, оправки из слепочной массы обертывают антиадгезионной пленкой, после формования слепочную массу оправки разрушают и удаляют из замкнутой полости через одиночное отверстие небольших размеров.A method of manufacturing structures containing closed cavities with a low geometric height, as in the closest analogue [2], includes the manufacture of prepreg layers cut according to the templates, the manufacture of solid forming mandrels from the impression mass corresponding to the shape of the internal cavities of the product, the laying of the prepreg blanks on prepared solid mandrels, assembly in the mold of individual workpieces with their forming elements of equipment into a single workpiece design, pressing by heating spring molds with blanks and molding mandrels placed in closed cavities inside the blank, made of impression material, and removal of impression mass from the internal cavity after molding, but unlike the closest analogue [2], mandrels from impression mass are made of material with a high coefficient linear expansion and low mechanical properties, mandrels from the impression mass are wrapped with a release film, after molding the impression mass of the mandrel is destroyed and removed from the closed cavity through a single tverstie small size.

Способ характеризуется тем, что слепочная масса выполнена на кремний-органической основе.The method is characterized in that the impression mass is made on a silicon-organic basis.

Способ характеризуется тем, что слепочная масса выполнена на основе натриевых солей высших жирных кислот, например обезвоженного твердого мыла.The method is characterized in that the impression mass is made on the basis of sodium salts of higher fatty acids, for example, dehydrated solid soap.

Способ характеризуется тем, что слепочную массу разрушают инструментом с ультразвуковым наконечником. Изобретение поясняется чертежами.The method is characterized in that the impression mass is destroyed by an instrument with an ultrasonic tip. The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен разрез пресс-формы с размещенной в ней конструкцией.Figure 1 shows a section of a mold with a structure placed in it.

На фиг.2 представлен общий вид конструкции с полостями с малой геометрической высотой, изготовленной с использованием заявленного изобретения.Figure 2 presents a General view of the design with cavities with low geometric height, made using the claimed invention.

Способ изготовления конструкций, содержащих замкнутые полости с малой геометрической высотой, реализуется следующим образом:A method of manufacturing structures containing closed cavities with low geometric height, is implemented as follows:

- изготавливают раскроенные по шаблонам заготовки слоев препрега;- make blanks prepared according to the templates of the prepreg layers;

- изготавливают твердые оправки из слепочной массы с высоким коэффициентом линейного расширения и низкими механическими свойствами, соответствующие по форме внутренним полостям изделия, и обертывают их антиадгезионной пленкой;- make solid mandrels from the impression mass with a high coefficient of linear expansion and low mechanical properties, corresponding in shape to the internal cavities of the product, and wrap them with a release film;

- укладывают слои заготовок препрега на подготовленные твердые оправки;- lay the layers of the prepreg blanks on prepared solid mandrels;

- собирают в пресс-форме отдельные заготовки со своими формообразующими элементами оснастки в единую заготовку конструкции;- assemble in the mold individual blanks with their forming elements of the equipment in a single workpiece design;

- осуществляют прессование путем нагрева пресс-формы с заготовками и размещенными в замкнутых полостях внутри заготовки формующими оправками, выполненными из слепочной массы;- carry out pressing by heating the mold with the workpieces and placed in closed cavities inside the workpiece forming mandrels made of cast mass;

- после формования слепочную массу оправки разрушают и удаляют из внутренней полости через одиночное отверстие небольших размеров.- after molding, the impression mass of the mandrel is destroyed and removed from the internal cavity through a single hole of small size.

В предпочтительном варианте реализации способа слепочную массу выполняют на кремнийорганической основе, или на основе натриевых солей высших жирных кислот, например, в виде обезвоженного твердого мыла, а слепочную массу разрушают инструментом с ультразвуковым наконечником.In a preferred embodiment of the method, the impression mass is made on an organosilicon basis, or on the basis of sodium salts of higher fatty acids, for example, in the form of a dehydrated solid soap, and the impression mass is destroyed with an ultrasonic-tipped tool.

Реализация способа поясняется примером выполнения оснастки для формования радиального рабочего колеса вентилятора.The implementation of the method is illustrated by an example of a snap for forming a radial fan impeller.

Способ осуществляют в пресс-форме, содержащей верхнюю 1 и нижнюю 2 плиты, разъемную обечайку 3, кольцо 4, сухари 5 и 6, ось 7 и центральную вставку 8 (фиг.1).The method is carried out in a mold containing the upper 1 and lower 2 plates, split shell 3, ring 4, crackers 5 and 6, axis 7 and the central insert 8 (figure 1).

Отдельные заготовки лопаток 9 и заготовку центрального тела 10, выложенные на твердых оправках 11 и 12, выполненных из слепочной массы с высоким коэффициентом линейного расширения и низкими механическими свойствами, со своими формообразующими элементами оснастки собирают в единую заготовку конструкции, стягивают обечайкой 3, после чего на отогнутых краях заготовок лопаток 9 выкладывают задний 13 и передний 14 диски.The individual blanks of the blades 9 and the blank of the central body 10, laid out on solid mandrels 11 and 12, made of impression mass with a high coefficient of linear expansion and low mechanical properties, with their forming elements of the equipment are assembled into a single blank of the structure, pulled together by a casing 3, and then on the bent edges of the blade blanks 9 lay out the rear 13 and front 14 discs.

Полностью собранную пресс-форму помещают в технологическом оборудовании с элементами нагрева, например, между обогреваемыми плитами пресса (не показано). При этом задний 13 и передний 14 диски формуются прямым прессованием, а обшивки лопаток 9 и центрального тела 10 - за счет расширения при нагревании слепочной массы, из которой изготовлены оправки 11 и 12 этих элементов конструкции.A fully assembled mold is placed in technological equipment with heating elements, for example, between heated press plates (not shown). In this case, the rear 13 and front 14 discs are molded by direct pressing, and the sheathing of the blades 9 and the central body 10 is due to expansion when the impression mass is heated, from which the mandrels 11 and 12 of these structural elements are made.

После охлаждения конструкции слепочную массу оправок 11, 12 разрушают и удаляют из внутренних полостей изделия через одиночные отверстия небольших размеров. Например, слепочную массу оправки 11 лопатки 9 удаляют через одиночное отверстие 15 небольших размеров (фиг.2).After cooling the structure, the impression mass of the mandrels 11, 12 is destroyed and removed from the internal cavities of the product through single holes of small sizes. For example, the impression mass of the mandrel 11 of the blade 9 is removed through a single hole 15 of small size (figure 2).

В предпочтительном варианте реализации способа слепочную массу выполняют на кремнийорганической основе, или на основе натриевых солей высших жирных кислот, например, в виде обезвоженного твердого мыла, а разрушают слепочную массу оправок 11, 12 инструментом с ультразвуковым наконечником, например, ультразвуковым скалером (не показано).In a preferred embodiment of the method, the impression mass is made on an organosilicon basis, or on the basis of sodium salts of higher fatty acids, for example, in the form of a dehydrated solid soap, and the impression mass of mandrels 11, 12 is destroyed by a tool with an ultrasonic tip, for example, an ultrasonic scaler (not shown) .

Аналогичным образом могут изготавливаться такие элементы конструкции с замкнутыми внутренними полостями, как законцовки крыльев, закрылки, элероны, рули, триммеры рулей и т.п.Similarly, structural elements with closed internal cavities, such as wingtips, flaps, ailerons, rudders, rudder trimmers, etc., can be manufactured.

Достижение заявленного технического результата обеспечивается благодаря выполнению оправок из слепочной массы с высоким коэффициентом линейного расширения и низкими механическими свойствами, что по сравнению с наиболее близким аналогом [2] обеспечивает уменьшение энергозатрат при уменьшении продолжительности изготовления конструкций. Поскольку конструкция не должна находиться в нагретом состоянии при удалении слепочной массы оправок в технологическом оборудовании с элементами нагрева, также сокращается время размещения пресс-формы с конструкцией в технологическом оборудовании.Achieving the claimed technical result is ensured by the execution of mandrels from the impression mass with a high coefficient of linear expansion and low mechanical properties, which, compared with the closest analogue [2], provides a reduction in energy consumption while reducing the manufacturing time of structures. Since the design should not be in a heated state when removing the impression mass of the mandrels in technological equipment with heating elements, the placement time of the mold with the structure in the technological equipment is also reduced.

Представленная в описании изобретения совокупность признаков и пример реализации способа достаточны для реализации изобретения на любом специализированном предприятии.Presented in the description of the invention, a set of features and an example implementation of the method are sufficient to implement the invention at any specialized enterprise.

Claims (4)

1. Способ изготовления конструкций, содержащих замкнутые полости с малой геометрической высотой, включающий изготовление раскроенных по шаблонам заготовок слоев препрега, изготовление формообразующих твердых оправок из слепочной массы, соответствующих по форме внутренним полостям изделия, укладку слоев заготовок препрега на подготовленные твердые оправки, сборку в пресс-форме отдельных заготовок со своими формообразующими элементами оснастки в единую заготовку конструкции, прессование путем нагрева пресс-формы с заготовками и размещенными в замкнутых полостях внутри заготовки формующими оправками, выполненными из слепочной массы, и удаление слепочной массы из внутренней полости после формования, отличающийся тем, что оправки из слепочной массы выполняют из материала с высоким коэффициентом линейного расширения и низкими механическими свойствами, оправки из слепочной массы обертывают антиадгезионной пленкой, после формования слепочную массу оправки разрушают и удаляют из замкнутой полости через одиночное отверстие небольших размеров.1. A method of manufacturing structures containing closed cavities with low geometric height, including the manufacture of prepreg layers prepared according to the templates, manufacturing solid forming mandrels from the impression mass corresponding to the internal cavities of the product, laying prepreg blanks on prepared solid mandrels, assembly in a press -form of individual blanks with their forming elements of equipment into a single blank of the structure, pressing by heating the mold with blanks and size molding mandrels made in cast cavities inside the preform made of cast mass and removal of cast mass from the internal cavity after molding, characterized in that mandrels from cast mass are made of material with a high coefficient of linear expansion and low mechanical properties, mandrels made from cast mass are wrapped release film, after molding, the impression mass of the mandrel is destroyed and removed from the closed cavity through a single hole of small size. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слепочная масса выполнена на кремнийорганической основе.2. The method according to claim 1, characterized in that the impression mass is made on an organosilicon basis. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что слепочная масса выполнена на основе натриевых солей высших жирных кислот, например, в виде обезвоженного твердого мыла.3. The method according to claim 1, characterized in that the impression mass is made on the basis of sodium salts of higher fatty acids, for example, in the form of a dehydrated solid soap. 4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что слепочную массу разрушают инструментом с ультразвуковым наконечником. 4. The method according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the impression mass is destroyed by an instrument with an ultrasonic tip.
RU2013118625/11A 2013-04-23 2013-04-23 Production of metal structures containing closed chambers with low geometrical height RU2523857C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013118625/11A RU2523857C1 (en) 2013-04-23 2013-04-23 Production of metal structures containing closed chambers with low geometrical height

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013118625/11A RU2523857C1 (en) 2013-04-23 2013-04-23 Production of metal structures containing closed chambers with low geometrical height

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2523857C1 true RU2523857C1 (en) 2014-07-27

Family

ID=51265160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013118625/11A RU2523857C1 (en) 2013-04-23 2013-04-23 Production of metal structures containing closed chambers with low geometrical height

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2523857C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169749A (en) * 1977-09-21 1979-10-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of making a hollow airfoil
RU2099188C1 (en) * 1994-09-30 1997-12-20 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" Method of manufacture of hollow composite propeller blade
RU2217309C2 (en) * 2001-10-31 2003-11-27 Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" Method for molding of units of composite materials and attachment for its realization

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4169749A (en) * 1977-09-21 1979-10-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of making a hollow airfoil
RU2099188C1 (en) * 1994-09-30 1997-12-20 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" Method of manufacture of hollow composite propeller blade
RU2217309C2 (en) * 2001-10-31 2003-11-27 Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" Method for molding of units of composite materials and attachment for its realization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106553357A (en) Hollow multi-cavity abnormal shape surface composite material complex structural member integral forming technique
EP3078473A3 (en) Method of manufacturing a thermoset polymer utility vault lid
KR20180125944A (en) Molding method
KR20170079937A (en) Method of casting by 3D printing mold
CN104768737B (en) For forming the method and device of workpiece component
CN103769535B (en) The manufacture method of core mold, core and core
CN104399882B (en) V method casting technique is adopted to produce the secondary formative method of casing class aluminium alloy castings
RU2523857C1 (en) Production of metal structures containing closed chambers with low geometrical height
CN211591370U (en) Forming die for composite material box-shaped ribs of airplane
GB2548629A (en) Honeycomb structured mould insert fabrication
CN205798395U (en) A kind of hot investment casting equipment of thin-wall box body
CN206898321U (en) A kind of stacked box device
EP3429815B1 (en) Method for fast production of moulds
CN104400987A (en) Vacuum plastic-suction forming technology for special-shape folded core material
CN105800916A (en) Mold structure for producing glass product
CN107263798A (en) A kind of injection moulding method of 3D thin slices
CN206393795U (en) A kind of compound backward and forward extrusion mould with water cooling tube
CN103386465A (en) Preset temperature field metallic mold
RU2522725C1 (en) Method for producing hollow structures with inner walls
CN202752553U (en) Full mold sand box with latticed vacuum pumping device
CN205616773U (en) Production glassware's mould structure
CN105834364A (en) Casting-head-free metal mold
CN105964980B (en) A kind of hot investment casting equipment of thin-wall box body
CN102310163A (en) Lost foam casting method of engine gear chamber
CN105599195B (en) Double-deck overall plastic ship rotational moulding manufacture method

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner