RU2658043C1 - Устройство для формования деталей из композиционного материала (варианты) и замковый элемент вакуумного мешка - Google Patents
Устройство для формования деталей из композиционного материала (варианты) и замковый элемент вакуумного мешка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658043C1 RU2658043C1 RU2017134451A RU2017134451A RU2658043C1 RU 2658043 C1 RU2658043 C1 RU 2658043C1 RU 2017134451 A RU2017134451 A RU 2017134451A RU 2017134451 A RU2017134451 A RU 2017134451A RU 2658043 C1 RU2658043 C1 RU 2658043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- locking element
- vacuum bag
- protrusion
- locking
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
- B29C70/544—Details of vacuum bags, e.g. materials or shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
Abstract
Изобретение относится к области изготовления деталей из полимерных композиционных материалов (композитов, композитных материалов), а именно к устройствам для трансферного формования (RTM), в частности для пропитки жидким связующим с помощью вакуума (VaRTM) с использованием вакуумного мешка, а также к замку для такого мешка, и может быть использовано в авиастроении, автомобилестроении, ветроэнергетике, судостроении, а также в других областях промышленности. Устройство для формования деталей из композитного материала содержит вакуумный мешок или пленку, профилированный замковый элемент, оснастку с ответным фиксирующим пазом аналогичного профиля и вакуумирующую систему. Замковый элемент выполнен в виде профилированной ленты, на нижней стороне которой образован фиксирующий и герметизирующий выступ. Внутри герметизирующего выступа выполнен канал для подачи среды под давлением. Оснастка снабжена ответным герметизирующим пазом аналогичного профиля. Изобретение позволяет повысить надежность фиксации пленки вакуумного мешка. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области изготовления деталей из полимерных композиционных материалов (композитов, композитных материалов), а именно к устройствам для трансферного формования (RTM), в частности для пропитки жидким связующим с помощью вакуума (VaRTM) с использованием вакуумного мешка, а также к замку для такого мешка, и может быть использовано в авиастроении, автомобилестроении, ветроэнергетике, судостроении, а также в других областях промышленности.
При изготовлении вакуумного мешка основной проблемой является обеспечение герметичности соединения материала вакуумного мешка (вакуумная пленка или эластичная мембрана, например, из силикона) и формообразующей оснастки. Для этого традиционно используют специальные герметизирующие жгуты, которые обладают хорошей адгезией к обеим основам. Основным недостатком таких жгутов является длительное время установки вакуумного мешка и их одноразовое применение. Для получения герметичного соединения эластичных мембран в качестве замковых элементов обычно используют различные конструкций, активизируемые вакуумом.
Из уровня техники известно устройство для формования деталей из композитного материала, содержащее вакуумный мешок в виде вакуумной пленки с несъемным профилированным замковым элементом с фиксирующим выступом, оснастку с ответным фиксирующим пазом аналогичного профиля и вакуумирующую систему (см. патент US 2014048205, кл. В29С 37/00, опубл. 20.02.2014). Из этого же источника известен замок вакуумного мешка, выполненный в виде профилированной ленты, на нижней стороне которой образован фиксирующий выступ. Основным недостатком известных устройств является относительно высокая вероятность выхода фиксирующего выступа из фиксирующего паза, нарушение герметичности внутреннего периметра, и, как следствие, срыв процесса формования.
Технической проблемой является необходимость создания недорогого и простого в эксплуатации устройства для формования деталей из композитного материала. Технический результат заключается в повышении надежности фиксации пленки вакуумного мешка.
Поставленная проблема решается, а технический результат достигается по первому варианту тем, что в устройстве для формования деталей из композитного материала, содержащем вакуумный мешок, снабженный по периметру несъемным профилированным замковым элементом с фиксирующим выступом, оснастку с ответным фиксирующим пазом аналогичного профиля и вакуумирующую систему, замковый элемент дополнительно снабжен внешним герметизирующим выступом, внутри которого выполнен канал для подачи среды под давлением, а оснастка снабжена ответным герметизирующим пазом аналогичного профиля.
Поставленная проблема решается, а технический результат достигается по второму варианту тем, что в устройстве для формования деталей из композитного материала, содержащее вакуумную пленку, профилированный замковый элемент с фиксирующим выступом, оснастку с ответным фиксирующим пазом аналогичного профиля и вакуумирующую систему, замковый элемент дополнительно снабжен внешним герметизирующим выступом, внутри которого выполнен канал для подачи среды под давлением, а оснастка снабжена ответным герметизирующим пазом аналогичного профиля.
Поставленная проблема решается, а технический результат также достигается тем, что замковый элемент вакуумного мешка выполнен в виде профилированной ленты, на нижней стороне которой образованы фиксирующий выступ и герметизирующий выступ, внутри которого выполнен канал для подачи среды под давлением.
На фиг. 1 представлен вариант выполнения устройства с использованием вакуумного мешка с несъемным замковым элементом;
на фиг. 2 - с использованием вакуумной пленки и отдельного замкового элемента.
Устройство для формования деталей из композитного материала содержит формообразующую оснастку 1, вакуумный мешок 2 из эластомерных материалов (например, силиконового компаунда) с замковым элементом 3 и вакуумирующую систему (на чертежах не показана).
Согласно первому варианту (фиг. 1) вакуумный мешок 2 выполнен заодно с образованным по его периметру несъемным профилированным замковым элементом 3. Согласно второму варианту (фиг. 2) вакуумный мешок образован вакуумной пленкой 2' и прижимающим ее отдельным замковым элементом 3, что целесообразно при работе с агрессивными смолами, которые сильно сокращают ресурс эксплуатации материала вакуумного мешка 2.
В обоих случаях замковый элемент 3 представляет собой профилированную ленту, на нижней стороне которой образованы фиксирующий выступ 4 и один или несколько герметизирующих выступов 5 каплевидной формы. Выступ 5 снабжен внутренним каналом 6 для подачи среды под давлением. Выступы 4 и 5 входят в ответные фиксирующий и герметизирующий пазы аналогичного профиля, выполненные по замкнутому периметру в оснастке 1.
Предлагаемые устройства работают следующим образом.
В технологии переработки препрегов предварительно пропитанный связующим композиционный материал укладывают в формообразующую оснастку 1. На уложенный препрег укладывают жертвенную ткань и дренажный материал. После этого на сформированный пакет 7 устанавливают эластичный вакуумный мешок 2 (выполненный заодно с замковым элементом 3 или отдельно от него). Выступы 4 и 5 каплевидной формы вставляют в соответствующие пазы в оснастке 1 до полной фиксации. После установки вакуумного мешка 2 во внутренний канал 6 герметизирующего выступа 5 с помощью компрессора подают воздух под давлением 2-2,5 атмосферы. От внутреннего давления выступ 5 расширяется в пазу оснастки 1 и создает герметичное замковое соединение. Через трубку или систему трубок, присоединенных к эластичному вакуумному мешку 2, или через вакуумный канал 8, или систему каналов в оснастке 1 в зоне укладки композиционного материала, ограниченной периметром установленного замкового элемента 3, с помощью вакуумирующей системы создают вакуум, который обеспечивает уплотнение композиционного материала, удаление воздушных включений и излишков связующего, что обеспечивает получение качественного композиционного изделия с правильным соотношением связующего и армирующего материала.
В технологии контактного формования с последующей установкой вакуумного мешка на предварительно подготовленную формообразующую оснастку 1 выкладывают «сухой» материал (ткани, маты, комбинированные полотна), далее вручную наносят связующее (эпоксидное, полиэфирное, винилэфирное) при помощи кисти/валиков. На пропитанный связующим композиционный материал укладывают жертвенную ткань и дренажный слой. После этого на сформированный пакет 7 устанавливают эластичный вакуумный мешок 2 (выполненный заодно с замковым элементом 3 или отдельно от него). Выступы 4 и 5 каплевидной формы вставляют в соответствующие пазы оснастки 1 до полной фиксации. После установки вакуумного мешка 2 во внутренний канал 6 выступа 5 с помощью компрессора подают давление 2-2,5 атмосферы. От внутреннего давления эластичный выступ 5 расширяется в пазу оснастки 1 и создает герметичное замковое соединение. Через трубку или систему трубок, присоединенных к эластичному вакуумному мешку 2, или через вакуумный канал 8 или систему каналов в оснастке 1 в зоне укладки композиционного материала, ограниченной периметром установленного замкового элемента 3, с помощью вакуумирующей системы создают вакуум, который обеспечивает уплотнение композиционного материала, удаление воздушных включений и излишков связующего, что обеспечивает получение качественного композиционного изделия с правильным соотношением связующего и армирующего материала,
В технологии вакуумной инфузии на предварительно подготовленную формообразующую оснастку 1 выкладывают «сухой» материал (ткани, маты, сэндвич-структуры, комбинированные полотна). Далее выкладывают технологические слои (жертвенная ткань, перфорированная пленка, транспортирующий слой) или технологический слой, например Compoflex RF3 производства компании Fibertex, заменяющий использование трех независимых традиционных технологических слоев. После этого на сформированный пакет 7 устанавливают эластичный вакуумный мешок 2 (выполненный заодно с замковым элементом 3 или отдельно от него). Выступы 4 и 5 каплевидной формы вставляют в соответствующие пазы формообразующей оснастки 1 до полной фиксации. После установки вакуумного мешка 2 во внутренний канал 6 выступа 5 с помощью компрессора подают давление 2-2,5 атмосферы. От внутреннего давления эластичный выступ 5 расширяется в пазу оснастки 1 и создает герметичное замковое соединение. Через трубку или систему трубок, присоединенных к эластичному вакуумному мешку 2, или через вакуумный канал 8 или систему каналов в оснастке 1 в зоне укладки композиционного материала, ограниченной периметром установленного замкового элемента 3, с помощью вакуумирующей системы создают вакуум, который обеспечивает уплотнение композиционного материала и последующую пропитку «сухого» материала связующим, также подаваемым в указанный периметр через трубку или систему трубок, что обеспечивает получение качественного композиционного изделия с правильным соотношением связующего и армирующего материала.
Благодаря расширению эластичного герметизирующего выступа 5 внутри соответствующего паза оснастки 1 под действием повышенного давления в его внутреннем канале 6, предлагаемые устройства позволяют надежно зафиксировать пленку вакуумного мешка по периметру, обеспечив полную герметичность внутреннего объема и независимость закрепления от перебоев в подаче вакуума.
Claims (3)
1. Устройство для формования деталей из композиционного материала, содержащее вакуумный мешок, снабженный по периметру несъемным профилированным замковым элементом с фиксирующим выступом, оснастку с ответным фиксирующим пазом аналогичного профиля и вакуумирующую систему, отличающееся тем, что замковый элемент дополнительно снабжен внешним герметизирующим выступом, внутри которого выполнен канал для подачи среды под давлением, а оснастка снабжена ответным герметизирующим пазом аналогичного профиля.
2. Устройство для формования деталей из композиционного материала, содержащее вакуумную пленку, профилированный замковый элемент с фиксирующим выступом, оснастку с ответным фиксирующим пазом аналогичного профиля и вакуумирующую систему, отличающееся тем, что замковый элемент дополнительно снабжен внешним герметизирующим выступом, внутри которого выполнен канал для подачи среды под давлением, а оснастка снабжена ответным герметизирующим пазом аналогичного профиля.
3. Замковый элемент вакуумного мешка, выполненный в виде профилированной ленты, на нижней стороне которой образован фиксирующий выступ, отличающийся тем, что на нижней стороне ленты дополнительно образован герметизирующий выступ, внутри которого выполнен канал для подачи среды под давлением.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017134451A RU2658043C1 (ru) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Устройство для формования деталей из композиционного материала (варианты) и замковый элемент вакуумного мешка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017134451A RU2658043C1 (ru) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Устройство для формования деталей из композиционного материала (варианты) и замковый элемент вакуумного мешка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2658043C1 true RU2658043C1 (ru) | 2018-06-19 |
Family
ID=62620000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017134451A RU2658043C1 (ru) | 2017-10-03 | 2017-10-03 | Устройство для формования деталей из композиционного материала (варианты) и замковый элемент вакуумного мешка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658043C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU215268U1 (ru) * | 2022-08-11 | 2022-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Устройство для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
| EP4328000A1 (en) * | 2022-08-24 | 2024-02-28 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Mold arrangement for manufacturing a preform or precast element of a wind turbine rotor blade, and method for manufacturing such a preform or precast element |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000054951A1 (en) * | 1999-03-18 | 2000-09-21 | Stewart David H | A method and machine for manufacturing molded structures using zoned pressure molding |
| RU2480334C1 (ru) * | 2012-02-07 | 2013-04-27 | Закрытое Акционерное Общество "Аэрокомпозит" | Способ изготовления изделий из волокнистого полимерного композиционного материала поверхностным инфузионным процессом и устройство для осуществления способа |
| US20140048205A1 (en) * | 2012-08-16 | 2014-02-20 | Salvador Chava Balas | Method of Manufacturing a Seal of a Vacuum Bag for an Infusion Molding Process |
| EP2871045A1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-05-13 | Airbus Operations GmbH | Arrangement and method for producing a composite material component |
-
2017
- 2017-10-03 RU RU2017134451A patent/RU2658043C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000054951A1 (en) * | 1999-03-18 | 2000-09-21 | Stewart David H | A method and machine for manufacturing molded structures using zoned pressure molding |
| RU2480334C1 (ru) * | 2012-02-07 | 2013-04-27 | Закрытое Акционерное Общество "Аэрокомпозит" | Способ изготовления изделий из волокнистого полимерного композиционного материала поверхностным инфузионным процессом и устройство для осуществления способа |
| US20140048205A1 (en) * | 2012-08-16 | 2014-02-20 | Salvador Chava Balas | Method of Manufacturing a Seal of a Vacuum Bag for an Infusion Molding Process |
| EP2871045A1 (en) * | 2013-11-06 | 2015-05-13 | Airbus Operations GmbH | Arrangement and method for producing a composite material component |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU216577U1 (ru) * | 2022-06-23 | 2023-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Устройство для формования изделий из композиционных материалов методом вакуумной инфузии |
| RU215268U1 (ru) * | 2022-08-11 | 2022-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Устройство для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
| EP4328000A1 (en) * | 2022-08-24 | 2024-02-28 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Mold arrangement for manufacturing a preform or precast element of a wind turbine rotor blade, and method for manufacturing such a preform or precast element |
| WO2024041879A1 (en) * | 2022-08-24 | 2024-02-29 | Siemens Gamesa Renewable Energy A/S | Mold arrangement for manufacturing a preform or precast element of a wind turbine rotor blade, and method for manufacturing such a preform or precast element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101365580B (zh) | 整体树脂浸渍系统装置和方法 | |
| JP5533743B2 (ja) | 繊維強化プラスチックの製造方法 | |
| EP3287247B1 (en) | Device and method for manufacturing fiber-reinforced plastic molded article | |
| US7951318B2 (en) | Apparatuses, systems, and methods for manufacturing composite parts | |
| US10052828B2 (en) | Supporting profiled element, method for producing a supporting profiled element, and use of said supporting profiled element in a method for producing a reinforced vehicle fuselage component | |
| US20060249877A1 (en) | Method of resin transfer molding | |
| US20050249937A1 (en) | Molded laminate and manufacturing method thereof | |
| RU2009116259A (ru) | Формовочно-литьевое устройство и способ производства преформ и армированных волокном пластмасс с помощью формовочно-литьевого устройства | |
| US20080083493A1 (en) | Reusable mechanical fastener and vacuum seal combination | |
| US11040502B2 (en) | Method for producing fiber-reinforced resin molded articles | |
| RU2647031C1 (ru) | Оснастка для формирования фиброармированных пластиков и способ формирования конструкции фиброармированных пластиков | |
| RU2658043C1 (ru) | Устройство для формования деталей из композиционного материала (варианты) и замковый элемент вакуумного мешка | |
| KR20170123411A (ko) | 양방향 z-피닝 패치를 이용한 광폭 섬유강화수지패널 제조방법 | |
| US20210331430A1 (en) | Device for manufacturing a composite part | |
| US10850457B2 (en) | Actuatable flow media | |
| KR102188243B1 (ko) | Vartm을 이용한 복합재료의 성형 장치 및 방법 | |
| US11794425B2 (en) | Resin barrier device, gasket and method for infusing a preform | |
| JP2014000738A (ja) | 繊維強化樹脂成形品の製造方法および当該繊維強化樹脂成形品の製造に用いられる弾性体成形型 | |
| US20220048258A1 (en) | Method for manufacturing a fiber reinforced polymer composite beam, parcicularly a spar beam for a wind turbine rotor blade | |
| JP2009248554A (ja) | 繊維強化樹脂製配管材の製造方法 | |
| CN114829100A (zh) | 真空设备和方法 | |
| WO2023148503A1 (en) | Concavity diaphragm forming | |
| SE1950385A1 (en) | A liner arrangement for installing in a pipe structure, and a method for relining a pipe structure | |
| JP2015196256A (ja) | 繊維強化樹脂継手の製造方法、繊維強化樹脂継手および繊維強化樹脂継手の製造に用いられる端面型 | |
| JP2018001460A (ja) | 分岐管の繊維強化樹脂成型品の製造方法および分岐管の繊維強化樹脂成型品 |