RU2787657C1 - Coulage for the formation of parts from polymer composite materials - Google Patents
Coulage for the formation of parts from polymer composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2787657C1 RU2787657C1 RU2022113280A RU2022113280A RU2787657C1 RU 2787657 C1 RU2787657 C1 RU 2787657C1 RU 2022113280 A RU2022113280 A RU 2022113280A RU 2022113280 A RU2022113280 A RU 2022113280A RU 2787657 C1 RU2787657 C1 RU 2787657C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer composite
- composite materials
- prepreg
- tsulaga
- product
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 2
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 10
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 9
- 230000000181 anti-adherence Effects 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области формирования изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и может быть использовано в авиационной, судостроительной, автомобильной промышленности. The invention relates to the field of forming products from polymer composite materials (PCM) and can be used in the aviation, shipbuilding, automotive industries.
Известна конструкция цулаги (патент US № 5876546 МПК В29С 43/56, опубл. 2.03.1999) из препрега, выложенного и отвержденного непосредственно на изделии. Known design tsulagi (patent US No. 5876546 IPC B29S 43/56, publ. 2.03.1999) of the prepreg laid out and cured directly on the product.
Цулага входит в сборку технологического пакета для формования изделий из ПКМ в следующем порядке: на формообразующую поверхность укладывается разделительная пленка, формуемое изделие, непористая разделительная пленка, не отвержденная заготовка цулаги из препрега. Далее проводится частичное отверждение цулаги, а затем частично отвержденная цулага, снятая с детали, проходит окончательное отверждение в печи. Недостатком цулаги является то, что цулага, изготовленная из препрега, формируется на не отвержденном изготавливаемом изделии и принимает его форму.Coulage is included in the assembly of the technological package for molding products from PCM in the following order: a separating film, a molded product, a non-porous separating film, and an uncured prepreg husk blank are laid on the forming surface. Next, a partial curing of the hull is carried out, and then the partially cured hull, removed from the part, undergoes final curing in an oven. The disadvantage of the liner is that the liner made from the prepreg is formed on the uncured manufactured article and takes its shape.
Использование такой цулаги на другом изделии может привести к образованию дефектов на поверхности или внутри формуемого изделия. The use of such a cleat on another product may lead to the formation of defects on the surface or inside the molded product.
Известна конструкция цулаги (US 8613252 В2 МПК В32В 37/00, опубл. 24.12.2013), изготовленная из препрега и эластичного листа (резина или комбинация резина/силикон). Цулага входит в сборку технологического пакета для формования изделий из ПКМ. На формообразующую поверхность укладывается разделительная пленка, на которую укладывают формуемое изделие. Далее на изделии выкладывается цулага в следующей последовательности: сначала эластичный лист и затем укладывается препрег. Цулага проходит отверждение одновременно с изделием. Known design tsulagi (US 8613252 B2 IPC V32V 37/00, publ. 24.12.2013), made of prepreg and elastic sheet (rubber or a combination of rubber/silicone). Tsulaga is included in the assembly of the technological package for molding products from PCM. A separating film is placed on the shaping surface, on which the molded product is placed. Further, the product is laid out on the product in the following sequence: first, an elastic sheet and then a prepreg is laid. Tsulaga undergoes curing simultaneously with the product.
К недостаткам цулаги относится то, что цулага состоит из не отвержденных материалов, содержащих связующее, которое может проникнуть в изделие при его формовании. The disadvantages of the husk include the fact that the hull consists of uncured materials containing a binder that can penetrate into the product during its molding.
Также качество поверхности цулаги, примыкающей к изделию, напрямую зависит от драпировочных свойств гибкого листа. Не отвержденная цулага, используемая при формовании изделия, не обладает необходимой жесткостью, что негативно сказывается на качестве формуемого изделия, и как следствие на качестве поверхности цулаги. Also, the quality of the surface of the cleats adjacent to the product directly depends on the drapery properties of the flexible sheet. The uncured coupe used in the molding of the product does not have the necessary rigidity, which negatively affects the quality of the molded product, and, as a result, the quality of the surface of the coupe.
Цулага, сформированная на поверхности изделия, принимает ее форму и не может быть использована в дальнейшем, т.к. не обладает гибкостью и даже при незначительном изменении параметров изготавливаемой детали подвержена заломам.Tsulaga, formed on the surface of the product, takes its shape and cannot be used in the future, because. does not have flexibility and even with a slight change in the parameters of the manufactured part, it is prone to creases.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции является цулага (патент РФ № 2185285 МПК В29С 43/12, опубл. 20.07.2002), изготовленная из отдельных жестких формующих элементов, устанавливаемых на изделие и соединенных на стыках эластичным материалом. Каждый жесткий формующий элемент формует соответственно отдельный участок изделия и не зависит от перемещения соседних формующих жестких элементов в местах их стыковки, что обеспечивается наличием гарантированного зазора между элементами. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed design is the tsulaga (RF patent No. 2185285 MPK V29S 43/12, publ. 07/20/2002), made of separate rigid forming elements installed on the product and connected at the joints with an elastic material. Each rigid forming element forms a correspondingly separate section of the product and does not depend on the movement of adjacent forming rigid elements at their joining points, which is ensured by the presence of a guaranteed gap between the elements.
Недостатком цулаги является то, что цулага является сборной конструкцией и на ее подготовку к работе требуется затратить значительное количество времени и эластичного материала. Эластичный материал, применяемый при подпрессовке и формовании изделий, не подлежит повторному использованию.The disadvantage of the tsulagi is that the tsulaga is a prefabricated structure and its preparation for work requires a significant amount of time and elastic material. The elastic material used in the pre-pressing and molding of products cannot be reused.
Качество поверхности изделия, на которой размещают цулагу, зависит от соблюдения гарантированного зазора между элементами. The quality of the surface of the product, on which the hull is placed, depends on the observance of the guaranteed gap between the elements.
Высокая трудоемкость подготовки и сборка элементов цулаги обусловлены большим количеством составных частей данной конструкции цулаги.The high labor intensity of preparing and assembling the elements of the hutch is due to the large number of components of this design of the hutch.
Недостаточная жесткость эластичного материала в местах соединения отдельных элементов цулаги может привести к образованию дефектов на поверхности изготавливаемого изделия.Insufficient rigidity of the elastic material at the junctions of individual elements of the cleat can lead to the formation of defects on the surface of the manufactured product.
Техническим эффектом настоящего изобретения является улучшение качества поверхности формуемых изделий за счет обеспечения полного прилегания цулаги, обладающей гибкостью, а также повышения ресурса ее эксплуатации.The technical effect of the present invention is to improve the quality of the surface of molded products by providing a full fit of the cleat, which has flexibility, as well as increasing its service life.
Технический результат обеспечивается тем, что:The technical result is ensured by the fact that:
1. Цулага для формирования деталей из полимерных композиционных материалов, включающая формующие элементы из полимерных композиционных материалов, отличающаяся тем, что формующие элементы выполнены из препрега, состоящего из отдельных фрагментов, отстоящих друг от друга, не вулканизированной резины и нетканого материала, соединенных между собой путем нагрева, приложения давления и выдержки по заданному режиму.1. Tsulaga for forming parts from polymer composite materials, including forming elements made of polymer composite materials, characterized in that the forming elements are made of prepreg, consisting of separate fragments spaced from each other, non-vulcanized rubber and non-woven material, interconnected by heating, application of pressure and exposure according to a given mode.
2. Цулага для формирования деталей из полимерных композиционных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве препрега используется препрег на основе стеклоткани ЭНФБ-Т, или КМКС, или HexPly M21.2. Tsulaga for forming parts from polymer composite materials according to claim 1, characterized in that prepreg based on glass fiber ENFB-T, or KMKS, or HexPly M21 is used as a prepreg.
3. Цулага для формирования деталей из полимерных композиционных материалов по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что в качестве не вулканизированной резины используется не силиконовая резина Airpad или SK2RS204-3.3. Tsulaga for the formation of parts from polymer composite materials according to paragraphs. 1, 2, characterized in that non-silicone rubber Airpad or SK2RS204-3 is used as non-vulcanized rubber.
4. Цулага для формирования деталей из полимерных композиционных материалов по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в качестве нетканого материала используется Ultraweave или SK2BB230-4, или ДВМ-340, или SK2BB205-1.4. Tsulaga for the formation of parts from polymer composite materials according to paragraphs. 1-3, characterized in that Ultraweave or SK2BB230-4, or DVM-340, or SK2BB205-1 is used as a nonwoven material.
Формующий элемент из препрега в виде отдельных фрагментов после формования цулаги приобретает высокую жесткость, обеспечивая создание равномерного распределения давления на изделие в особо ответственных местах при его формировании.The forming element made of prepreg in the form of separate fragments acquires high rigidity after forming the husk, ensuring the creation of a uniform distribution of pressure on the product in especially critical places during its formation.
Формующий элемент из не вулканизированной резины обеспечивает прочное соединение с другими элементами при спекании их в автоклаве, образуя единую конструкцию, которая позволяет цулаге принимать форму изделия и обеспечивает передачу давления на поверхность формуемого изделия в зонах отсутствия жестких элементов. The non-vulcanized rubber forming element provides a strong connection with other elements during sintering them in an autoclave, forming a single structure that allows the cleat to take the shape of the product and provides pressure transfer to the surface of the molded product in areas where there are no rigid elements.
Нетканый материал выполняет роль армирующего слоя, который способствует равномерному распределению давления по всей поверхности изделия, снижает текучесть резины и повышает ресурс цулаги.The non-woven material plays the role of a reinforcing layer, which contributes to a uniform distribution of pressure over the entire surface of the product, reduces the fluidity of rubber and increases the life of the cleat.
Технический эффект обеспечивает цулага, которая представляет собой единую конструкцию, обладающую различными зонами жесткости, для оптимальной передачи давления и обеспечения высокого качества поверхности изделия, которое не зависит от человеческого фактора. Цулага обладает способностью многократно принимать форму изделия, в связи с чем она может использоваться, как при вакуумировании, так и при высокотемпературных режимах формования изделий, что снижает расход вспомогательных материалов при изготовлении изделия. Высокая износостойкость цулаги позволяет использовать ее в серийном производстве.The technical effect is ensured by the tulage, which is a single structure with different stiffness zones for optimal pressure transfer and high surface quality of the product, which does not depend on the human factor. Tsulaga has the ability to repeatedly take the shape of the product, and therefore it can be used both in vacuum and in high-temperature molding conditions, which reduces the consumption of auxiliary materials in the manufacture of the product. The high wear resistance of the cleat allows it to be used in serial production.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами. The essence of the invention is illustrated by graphic materials.
На фиг. 1, 2, 3 изображены конструкции цулаги.In FIG. 1, 2, 3 shows the designs of the tsulagi.
Цулага состоит из фрагментов препрега 1, не вулканизированной резины 2 и нетканого материала 3. Tsulaga consists of fragments of prepreg 1,
Цулага изготавливается непосредственно на оснастке 4 для изготовления изделия. На подготовленную оснастку выкладываются формующие элементы: фрагменты препрега, не вулканизированная резина и нетканый материал. Последовательность их укладки определяется эргономичностью. Затем формующие элементы спекаются в автоклаве по режиму, соответствующему режиму отверждения препрега. Tsulaga is made directly on
На фиг. 4 представлена цулага 5, установленная на изделии 6. Данная цулага 5 является единой конструкцией, что упрощает и ускоряет процесс ее позиционирования на изделии 6. In FIG. Figure 4 shows the
Цулага используется для вакуумирований, подпрессовок, формований, принимая форму изделия (фиг. 4), а затем возвращается к исходному состоянию (фиг. 1, 2, 3). За счет эластичного формующего элемента цулага может быть сформована на ровной оснастке и установлена на изделие сложной конфигурации, при этом принимает необходимую форму поверхности изделия.Tsulaga is used for vacuuming, prepressing, molding, taking the shape of the product (Fig. 4), and then returning to its original state (Fig. 1, 2, 3). Due to the elastic forming element, the coupe can be molded on a flat tooling and installed on a product of complex configuration, while taking the desired shape of the product surface.
На поверхность оснастки, обработанную антиадгезионной смазкой, в определенные зоны укладывают отдельные фрагменты из препрега ЭНФБ-Т10, которые могут состоять из одного или нескольких слоев. Затем укладывается один сплошной формующий элемент из не вулканизированной резины Airpad, на которую укладывается нетканый материал Ultraweave Super 1020 (фиг. 1).Separate fragments of ENFB-T10 prepreg, which may consist of one or several layers, are placed on the tooling surface treated with anti-adhesion lubricant in certain zones. Then, one solid Airpad unvulcanized rubber mold is laid, on which Ultraweave Super 1020 nonwoven is laid (FIG. 1).
Режим формования цулаги проводят при температуре (180+10)°С и давлении 5+1,5бар (кгс/см2) в течение 5+1,5 час.The molding mode of the tsulagi is carried out at a temperature of (180+10)°C and a pressure of 5+ 1.5 bar (kgf/cm 2 ) for 5+ 1.5 hours.
На поверхность оснастки, обработанную антиадгезионной смазкой, укладывается не вулканизированная резина Airpad, затем на резину в определенные зоны укладываются отдельные фрагменты из препрега ЭНФБ-Т10, которые могут состоять из одного или нескольких слоев, поверх которых укладывают нетканый материал Ultraweave Super 1032 (фиг. 2).Non-vulcanized Airpad rubber is laid on the tooling surface treated with anti-adhesion lubricant, then separate fragments of ENFB-T10 prepreg are placed on the rubber in certain zones, which can consist of one or more layers, on top of which Ultraweave Super 1032 nonwoven material is laid (Fig. 2 ).
Режим формования цулаги проводят при температуре (180+10)°С и давлении 5+1,5бар (кгс/см2) в течение 5+1,5 час.The molding mode of the tsulagi is carried out at a temperature of (180+10)°C and a pressure of 5+ 1.5 bar (kgf/cm 2 ) for 5+ 1.5 hours.
На поверхность оснастки, обработанную антиадгезионной смазкой, укладывается не вулканизированная резина Airpad, затем на резину в определенные зоны укладываются отдельные фрагменты из препрега ЭНФБ-Т10, которые могут состоять из одного или нескольких слоев, поверх которых укладывают нетканый материал Ultraweave Super 1032 (фиг. 3).Non-vulcanized Airpad rubber is laid on the tooling surface treated with anti-adhesion lubricant, then individual fragments of ENFB-T10 prepreg are placed on the rubber in certain zones, which can consist of one or more layers, on top of which Ultraweave Super 1032 nonwoven material is laid (Fig. 3 ).
На поверхность оснастки, обработанную антиадгезионной смазкой, в определенные зоны укладывается отдельные фрагменты из препрега HexPly M21, состоящие из одного или нескольких слоев, затем укладывается нетканый материал SK2BB205-1 и укладывается не вулканизированная резина SK2RS204-3.Separate fragments of HexPly M21 prepreg, consisting of one or several layers, are laid on the surface of the tooling treated with anti-adhesion lubricant in certain zones, then SK2BB205-1 non-woven material is laid and unvulcanized SK2RS204-3 rubber is laid.
Режим формования цулаги проводят при температуре (180+10)°С и давлении 5+1,5бар (кгс/см2) в течение 5+1,5 час.The molding mode of the tsulagi is carried out at a temperature of (180+10)°C and a pressure of 5+ 1.5 bar (kgf/cm 2 ) for 5+ 1.5 hours.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2787657C1 true RU2787657C1 (en) | 2023-01-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4824631A (en) * | 1987-05-28 | 1989-04-25 | The Boeing Company | Method of manufacturing a contoured elastomeric pad |
| FR2685249A1 (en) * | 1991-12-24 | 1993-06-25 | Snecma | METHOD OF MANUFACTURING A BLOWER BLADE OF COMPOSITE MATERIAL AND MOLDING TOOLS. |
| RU2185285C2 (en) * | 1999-08-03 | 2002-07-20 | Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение | Device for moulding of parts made of polymeric composite materials |
| RU2348526C1 (en) * | 2007-09-03 | 2009-03-10 | Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева | Device for moulding products of polymer composite materials |
| RU2722530C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-06-01 | Акционерное общество "АэроКомпозит" | Method for orthogonal impregnation of layered fibrous blanks in making articles from polymer composite materials by a vacuum infusion process and a device for its implementation |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4824631A (en) * | 1987-05-28 | 1989-04-25 | The Boeing Company | Method of manufacturing a contoured elastomeric pad |
| FR2685249A1 (en) * | 1991-12-24 | 1993-06-25 | Snecma | METHOD OF MANUFACTURING A BLOWER BLADE OF COMPOSITE MATERIAL AND MOLDING TOOLS. |
| RU2185285C2 (en) * | 1999-08-03 | 2002-07-20 | Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение | Device for moulding of parts made of polymeric composite materials |
| RU2348526C1 (en) * | 2007-09-03 | 2009-03-10 | Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева | Device for moulding products of polymer composite materials |
| RU2722530C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-06-01 | Акционерное общество "АэроКомпозит" | Method for orthogonal impregnation of layered fibrous blanks in making articles from polymer composite materials by a vacuum infusion process and a device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4842670A (en) | Molded vacuum bag for debulking and autoclaving laminates of complex shapes | |
| US20090197050A1 (en) | Method of manufacturing composite part | |
| CN107199713B (en) | A kind of composite material bracket high quality forming method | |
| US8808493B2 (en) | Method for joining cured stringers to at least one structural component of an aircraft or spacecraft | |
| EP2886311B1 (en) | Three-dimensional reuseable curing caul for use in curing integrated composite components and method of making the same | |
| CN104786491B (en) | A kind of composite many muscle wall panel structure glueds joint boosting method in moulding process | |
| CA2346311A1 (en) | Process for producing a panel using a composite material with stiffening bands and panel thus produced | |
| CN113681937B (en) | Composite material cap-shaped stringer wallboard structure and preparation method | |
| CN105712730A (en) | Method for preparing net-size C/C composite heat-preservation hard felt | |
| GB2351937A (en) | Process for the production of fibre-reinforced plastics components | |
| CN108349174A (en) | Method for manufacturing component by fibrous composite | |
| CN108016054A (en) | Carbon fibre composite is molded membranous disc manufacturing process | |
| CN111196049B (en) | Ablation-resistant/bearing integrated air inlet channel and integral forming method | |
| RU2787657C1 (en) | Coulage for the formation of parts from polymer composite materials | |
| CN110561782A (en) | Composite material secondary curing molding method based on internal grid rib structure and application | |
| GB2259665A (en) | Moulding a reinforced plastics component | |
| SE421508B (en) | WASTE GUM PRODUCT AND WAY TO MANUFACTURE IT | |
| CN216636802U (en) | Hat type stringer wallboard, preforming frock structure and co-curing packaging structure | |
| CN106426969A (en) | Preparation technology of high-intensity and large-deformation type flexible stressed skin | |
| US6328840B1 (en) | Process for adhering vulcanized rubbers and process for producing rubber products using said process for adhering | |
| US9802370B2 (en) | Ceramic tools | |
| CN101386199A (en) | Double module injection molding technique of extra-high voltage combined insulator | |
| RU220705U1 (en) | Tsulaga for molding parts from polymer composite materials | |
| CN108973089B (en) | Preparation method of composite material special-shaped skin structure | |
| KR101812963B1 (en) | Process for the manufacture of implants or intermediate products of such implants as well as implants and intermediate products obtained by such process |