WO2018231095A1 - Способ изготовления изделий в опоке - Google Patents

Способ изготовления изделий в опоке Download PDF

Info

Publication number
WO2018231095A1
WO2018231095A1 PCT/RU2017/000911 RU2017000911W WO2018231095A1 WO 2018231095 A1 WO2018231095 A1 WO 2018231095A1 RU 2017000911 W RU2017000911 W RU 2017000911W WO 2018231095 A1 WO2018231095 A1 WO 2018231095A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elements
product
mold
flask
products
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000911
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Александрович БАЖЕНОВ
Роман Юрьевич ВЕЙТЕНДОРФ
Дмитрий Борисович ЛЮЛИН
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Редиус168"
Владимир Александрович БАЖЕНОВ
Роман Юрьевич ВЕЙТЕНДОРФ
Дмитрий Борисович ЛЮЛИН
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Редиус168", Владимир Александрович БАЖЕНОВ, Роман Юрьевич ВЕЙТЕНДОРФ, Дмитрий Борисович ЛЮЛИН filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Редиус168"
Publication of WO2018231095A1 publication Critical patent/WO2018231095A1/ru

Links

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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/03—Injection moulding apparatus
    • 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
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds

Definitions

  • a known method of manufacturing products in a forming device which consists of three plates forming a shape, each of which includes a half-mold with a cavity in which the product elements are placed or form, while one of the plates is located between the other two and is made to rotate, (see patent Y ° DEI 02014224463)
  • the cavity formed between two pre-positioned or formed elements of the product is filled with a fluid hardening material over time.
  • the product is obtained in the form of a combination of product elements and hardened material.
  • the method allows sufficiently efficient to produce the same flat products.
  • the forming device used in this case is a complex multi-pass clamping unit, including several molding and injection devices.
  • the structural device of the forming parts makes the known method of manufacturing products technically difficult. With this method of production, quick readjustment for the production of other products is almost impossible.
  • the known method also has significant limitations on the formation of the structure of the resulting product due to the narrow technological capabilities of the forming device.
  • the product is obtained by filling the cavity between the product elements with a fluid hardening material over time, while the product element is preliminarily manufactured in the forming device itself.
  • the product is formed in the form of a connection of the elements of the product with a solidified in the form of material.
  • the specified method is intended for the manufacture of similar products and is free from the disadvantages associated with the use of complex forming devices. With relative simplicity, the method, like other analogs, is not intended to produce various series of products with minimal costs for readjustment of the forming device when changing the manufactured product.
  • the purpose of the present invention is the expansion of technological capabilities in the production of various products obtained by hardening of a fluid, hardening material in the form over time and reducing the cost of production and.
  • each set of elements includes product elements and shape elements, and to form identical products perform the following cycle of operations:
  • A) a mold is assembled from a set of elements in a flask so that the elements of the product form a cavity in the form, the form elements cover the product elements, using shape elements whose outer surface corresponds to the inner surface of the flask;
  • B) a polort in the form is filled with a fluid, hardening material over time;
  • the product is formed in the form of a combination of the elements of the product with a solidified material in the form;
  • the female surface of the mold elements fully or partially corresponds to the male surface of the product elements
  • the proposed method allows in one flask with minimal labor costs for readjustment to receive various products, according to a typical technological scheme. Disclosure of graphic materials.
  • FIG. 1 composite flask assembly.
  • FIG. 8,9,10 complete assembly with products.
  • FIG. 17 is a flow chart of operations.
  • FIG. 18 is a form with a dry filler.
  • a method of manufacturing products in a flask can be implemented using a complex of devices including:
  • the set of elements 2 includes the elements of the product 8 and the elements of the form 9 corresponding to the product 5.
  • the set of elements 3 includes the elements of the product 8 and the elements of the form 9 corresponding to the product 6.
  • the set of elements 4 includes the elements of the product 8 and the elements of the form 9 corresponding to the product 7.
  • Each set of elements 2,3,4 in the flask 1 can be assembled in the form of a mold 10 so that the elements of the product 8 form a cavity 11 in the mold 10.
  • the elements of the mold 9 cover the elements of the product 8, and the outer surface 12 of the elements of the mold 9 corresponds to the inner surface 13 of the flask 1.
  • the cavity 11 in the mold 10 is filled with a fluid, time-hardening material 14, using channels 15 to feed the material 14 into the mold 10.
  • the channels 15 are made in the flask 1, as well as in the elements of the mold 9 and the elements of the product 8.
  • the channels 15 also serve to remove the excess fluid, hardening material 14 from the cavity 11 after it is filled.
  • the flowing, time hardening material 14 is also a binder material, which, during the process, combines the elements of the product 8 and the hardened material 14 into a single product (5,6,7).
  • Embodiments of the method can be implemented using a dry filler 16, placed in the cavity 11 of the form 10.
  • the dry filler 16 is impregnated with a fluid, hardening material 14, forming a reinforced layer in the product.
  • a single product (5,6,7) leaves the elements of the mold 8 and 9 with the sprues 17, which are the material 14 hardened in the channels 15 (see Fig. 11,12,13).
  • the cavity 11 formed by the two elements of the product 8 can be continued in one of the elements of the product 8 in the form of a cavity 18.
  • This embodiment of the cavity 18 is technologically easy to implement in the manufacture of element 8 by the additive technology (3D volumetric - by seal).
  • the dry filler 16 and the material 14 fill the entire cavity 11, including its continuation - the cavity 18 (Fig. 18).
  • mold elements 9 are used, the outer surface of which 12 corresponds to the inner surface of the flask 13.
  • Correspondence of surfaces 12 and 13 can be full or partial, which is due to the manufacturing technology of mold elements and material saving.
  • the correspondence of surfaces 12 and 13 (marked by thickened lines in Fig. 1 and Fig. 19) provides a tight closure of all elements of the form, necessary to ensure the tightness of the form 10 when it is filled with fluid, hardening with time material 14.
  • the female surface of the elements of the mold 9 fully or partially corresponds to the male surface of the product elements 8.
  • a partial correspondence of the female surface 19 of the elements of the mold 9, the male surface of the product elements 8 is shown in FIG. 20 (highlighted by a thickened line).
  • a method of manufacturing various products in the flask 1, is that complete sets of elements 2,3,4.
  • a method of manufacturing products 5 is implemented in the form of the following cycle of operations:
  • mold 10 is assembled so that the product elements 8 form a cavity 11 in the form, the elements of form 9 cover the elements of the product 8, using elements of the form 9, the outer surface 12 of which partially corresponds to the inner surface 13 of the flask 1.
  • the female surface 19 of the elements of the molds 9 partially corresponds to the male surface of the product elements 8 (outer surface of the product 5).
  • a dry filler 16 is placed in the cavity 11.
  • the cavity 11 in the form 10 through the channel 15 in the upper part of the flask 1 is filled with a fluid, time hardening material 14.
  • the material 14 of the mold 10 is filled under pressure. The filling of the form 10 with the material 14 is stopped after the exit of the material 14 from the channels 15 in the lower part of the flask 1.
  • the product 5 is formed in the form of a combination of the elements of the product 8 with the material 14 solidified in the form 10.
  • the product is formed during the exposure of the material 14 in the form 10 under pressure until it is completely cured.
  • the dry filler 16 and completely saturated with it and solidified in the cavity 11 material 14 form a composite.
  • the material 14 is simultaneously a binder, connecting the composite and the elements of the product 8 into a single whole.
  • the product 5 is a composite one-piece connection of the elements of the product 8 (made by 3D volumetric printing), connected to a composite inner layer, which is a dry filler 16, impregnated with hardened material 14.
  • the product 5 at this stage leaves the mold 10 with the sprues 17, which are material 14.
  • the sprues 17 hardened in the channels 15. Subsequently, to obtain the finished product 5, the sprues 17 are removed mechanically.
  • the material 14 is a binder material, it is necessary to eliminate the adhesion of the material 14 in the channels 15 with the material of the flask 1 and the material of the elements of the form 9.
  • the surface of the holes 15 in the flask 1 and in the elements of the mold 9 is coated with a release agent (release agent), which provides free exit of the gate 17 from the channels 15.
  • Elements of the form 9 from the disassembled form 10 are used to complete the set of elements 2 identical to the set of elements 2 in step A). '' Thus, elements of form 9 made by the additive method (ZO-printing) can be used repeatedly in the production cycle of products 5.
  • composition of set 2 also includes dry filler 16, which during the manufacturing process of the product becomes its integral part.
  • identical products 6 are made from sets 3 and identical products
  • the method allows for technological, quick readjustment of the forming device for the manufacture of a new product.
  • the inventive method significantly expands technological capabilities and reduces the cost of the process, because it allows you to combine the mass production of products with a single, using various variants of a simple form-forming device assembled in the same flask.
  • This advantage of the method is increased due to the fact that part of the elements included in the sets, or all elements included in the sets, are made by 3D 3D printing.
  • the principle of ST-printing is based on the principle of layer-by-layer addition of material, in contrast to traditional methods of forming a part (where the material is removed from the workpiece array), which makes it possible to produce elements of the most complex shapes and configurations.
  • An embodiment of the method combined with the method of ZO-printing allows you to produce elements with internal cavities that cannot be manufactured in any other ways, which significantly increases the technological capabilities of the method.
  • the ZX) -printing method allows technologically and cheaply to produce mold elements, the outer surface of which fully or partially corresponds to the inner surface of the flask, and the inner (covering) surface of which fully or partially corresponds to the outer (covered) surface of the product.
  • the female (inner) surface of the mold elements may partially correspond to the male (external) surface of the product elements.
  • This embodiment of the form elements significantly reduces material consumption and the cost of their manufacture by the method of ZO-printing.
  • the ZB-printing method also makes it possible to technologically and cheaply produce flask elements, mold elements, and product elements immediately with internal channels necessary for feeding into the mold cavity and withdrawing from the mold cavity a fluid material that hardens with time.
  • the flask in which the mold is assembled consists of at least two parts. Fasteners designed to fix parts of the flask can be provided in the flask design.
  • the flask can be made of any durable material, for example, metal or plastic, and is designed to withstand the supply pressure of a fluid hardening material over time into the mold cavity.
  • the material may be a multicomponent mixture comprising a resin and a hardener. If necessary, the mixture may include additives: catalysts, fillers, dyes.
  • the method is implemented for the manufacture of four different products, each of which is a plastic-composite composite compound.
  • the method is implemented using an IM-2 injection machine and an EOS P760 3D laser printer.
  • the manufacturing process and the forming device had the following parameters:
  • the consumption of the mixture at the entrance to the flask from 5.5 to 9.5 l / min.
  • Injection machine outlet pressure 6.5 - 8.5 Bar.
  • Heated components up to 120 degrees. FROM.
  • the exposure time of the product under pressure until the binder is completely cured 120 min.
  • Flask composite of two parts.
  • Flask material aluminum.
  • the number of form elements is 2.
  • the number of product elements - 2 The material of the mold elements is EOS PA2200 polyamide (ST-seal). The material of the product elements is carbon-filled polyamide EOSCarbonMide (ZO-printing).
  • Dry filler - carbon fabric (twill 2/2-K-1000-200).
  • time hardening material As a fluid, time hardening material
  • binder was used a mixture consisting of two components:
  • release agent for coating the surface of the channels in the forming device used wax.
  • the following embodiments of the method are also possible:
  • the supply of a fluid, time hardening material is ensured by creating in the form of a vacuum (reduced pressure, vacuum).
  • the fluid material can be fed into the mold through the channels in the lower part of the flask until it is completely filled and the excess fluid material is released through the channels in the upper part of the flask.
  • the mold is heated.
  • a seal is used at the joints of the parts of the forming device (flask parts, mold elements, product elements).
  • the forming operations of the product during the implementation of the proposed method is controlled using special sensors built into the forming device, including using temperature and pressure sensors.
  • polyamide As the material of the elements of the forming device using polyamide, glass-filled polyamide, carbon-filled polyamide, polyetheretherketone, non-ferrous and ferrous metals, as well as plastics enriched with metal chips, including aluminum.
  • the joints between the elements and the surface of the channels of the forming device are coated with a release agent in the form of 5 release waxes, or release compounds based on: polyvinyl alcohol; polyvinyl acetate; modified latexes, siloxanes, fluorinated compounds.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Способ изготовления изделий в опоке заключается в том, что комплектуют наборы элементов для различных целей. Для получения серии идентичных изделий в опоке из набора элементов собирают форму, полость в форме заполняют текучим, твердеющим со временем материалом, изделие формируют в виде соединения элементов изделия с отвердевшим в форме материалом, форму разбирают, при этом изделие отделяют от элементов формы, а элементы формы от разобранной формы используют для комплектации нового набора элементов. Текучий, твердеющий со временем материал подают в форму под давлением, или обеспечивают его подачу за счет создания в форме вакуума.

Description

Способ изготовления изделий в опоке
Область техники.
Известны способы изготовления изделий, когда форму заполняют текучим, твердеющим со временем материалом.
Уровень техники.
Известен способ изготовления изделий в формообразующем устройстве, представляющем из себя три плиты, образующие форму, каждая из которых включает в себя полуформу с полостью, в которых располагают либо формируют элементы изделия, при этом одна из плит расположена между двумя другими и выполнена с возможностью вращения, (см. патент Y° DEI 02014224463)
Полость, образованную между двумя заранее расположенными или сформированными элементами изделия, заполняют текучим твердеющим со временем материалом.
Изделие получают в виде соединения элементов изделия и затвердевшего материала.
Способ позволяет достаточно производительно изготавливать одинаковые плоские изделия.
Недостаток известного способа заключается в том, что конструктивное исполнение формообразующего устройства с вращающейся средней плитой позволяет производить строго ограниченный ассортимент изделий, при этом переналадка формообразующего устройства под новое изделие требует значительных трудозатрат.
Известный способ ориентирован на крупносерийное производство, использовать его для мелкосерийного и индивидуального производства экономически нецелесообразно. Известен способ, который позволяет изготавливать изделия в формообразующем устройстве из нескольких элементов, заключающийся в том, что каждый новый элемент изделия формируется и добавляется к изделию в норой форме путем подачи текучего твердеющего со временем материала в полость новой формы, охватывающей предыдущую. ( JSfs WO201003171 )И
Известный способ позволяет получать многослойные изделия, но применяемое при этом формообразующее устройство, представляет из себя сложный многоходовой узел смыкания, включающий нескольких формовочных и инжекционных устройств.
Конструктивное устройство формообразующих частей делает известный способ изготовления изделий технически сложным. При таком способе производства быстрая переналадка для производства других изделий практически невозможна.
Известный способ так же имеет существенные ограничения по формированию структуры получаемого изделия из-за узких технологических возможностей формообразующего устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ изготовления изделий в формообразующем устройстве
Figure imgf000004_0001
В известном способе изделие получают заполнением полости между элементами изделия текучим твердеющим со временем материалом, при этом элемент изделия предварительно изготавливают в самом формообразующем устройстве.
Изделие формируют в виде соединения элементов изделия с затвердевшим в форме материалом.
Указанный способ предназначен для изготовления однотипных изделий и лишен недостатков, связанных с применением сложных формообразующих устройств. При относительной простоте, способ также, как и другие аналоги не предназначен для получения различных серий изделий с минимальными затратами на переналадку формообразующего устройства при смене производимого изделия.
При этом, предварительное изготовление одного из элементов изделия в этом же формообразующем устройстве, накладывает значительные ограничения на производство изделий сложной геометрии.
Раскрытие сущности предлагаемого изобретения.
Цель настоящего изобретения - расширение технологических возможностей при производстве различных изделий, получаемых при затвердевании текучего, твердеющего со временем материала в форме и снижение себестоимости производства и.
Технический результат, обеспечивающий достижение цели изобретения, реализуется путем использования формообразующего устройства в виде формы, собранной в опоке из различных конструктивных элементов. При этом, различным изделиям соответствуют различные наборы элементов, часть которых используется многократно* в одной и той же опоке (элементы формы), а часть используются в качестве элементов производимых изделий.
Технический результат достигается за счет того, что комплектуют наборы элементов, соответствующие различным изделиям, при этом каждый набор элементов включает элементы изделия и элементы формы, а для формирования идентичных изделий выполняют следующий цикл операций:
А) в опоке из набора элементов собирают форму так, что элементы изделия образуют в форме полость, элементы формы охватывают элементы изделия, при этом используют элементы формы, внешняя поверхность которых соответствует внутренней поверхности опоки; Б) полорть в форме заполняют текучим, твердеющим со временем материалом;
В) изделие формируют в виде соединения элементов изделия с отвердевшим в форме материалом ;
Г) форму разбирают, при этом изделие отделяют от элементов формы;
Д) элементы формы от разобранной формы используют для комплектации набора элементов идентичного набору элементов по операции А).
При этом, возможны варианты исполнения способа, когда: по меньшей мере один элемент, входящий в набор элементов, изготавливают аддитивным методом, в частности методом объемной 3D - печати;
для входящих в набор элементов, охватывающая поверхность элементов форм полностью или частично соответствует охватываемой поверхности элементов изделий;
используют элементы формы, внешняя поверхность которых полностью или частично соответствует внутренней поверхности опоки;
- полости формы размещают сухой наполнитель, который в процессе формирования изделия пропитывают текучим, твердеющим со временем материалом;
- изделия формируют в виде композитных соединений;
- текучий, твердеющий со временем материал подают под давлением;
- подачу текучего, твердеющего со временем материала обеспечивают за счет создания в форме вакуума.
Предлагаемый способ позволяет в одной опоке с минимальными трудозатратами на переналадку получать различные изделия, по типовой технологической схеме. Раскрытие графических материалов.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется нижеследующим описанием способа и чертежами конструкций, на которых он выполняется и, где
Фиг. 1 - составная опока в сборе.
Фиг. 2,3,4 - наборы элементов для различных изделий. Фиг. 5,6,7 - формы в сборе для различных изделий.
Фиг. 8,9,10 - формы в сборе вместе с изделиями.
Фиг. 11,12,13 - формы с изделиями в разобранном состоянии, Фиг. 14,15,16 - готовые изделия.
Фиг. 17 - схема цикла операций.
Фиг. 18 - форма с сухим наполнителем.
Фиг. 19,20 - варианты исполнения формы.
Варианты лучших выполнений заявленного изобретения.
Способ изготовления изделий в опоке может быть реализован с использованием комплекса устройств включающего:
Разборную опоку 1 в виде пустотелого устройства, состоящего из нижней и верхней частей и предназначенного для жесткой фиксации внутри устройства конструктивных элементов, образующих форму.
Наборы элементов 2,3,4, соответствующие различным изделиям
5,6,7.
Набор элементов 2 включает в себя элементы изделия 8 и элементы формы 9, соответствующие изделию 5.
Набор элементов 3 включает в себя элементы изделия 8 и элементы формы 9, соответствующие изделию 6.
Набор элементов 4 включает в себя элементы изделия 8 и элементы формы 9, соответствующие изделию 7. Каждый набор элементов 2,3,4 в опоке 1 может быть собран в виде формы 10 так, что элементы изделия 8 образуют в форме 10 полость 11. При этом, элементы формы 9 охватывают элементы изделия 8, а внешняя поверхность 12 элементов формы 9 соответствует внутренней поверхности 13 опоки 1.
При осуществлении способа, полость 11 в форме 10 заполняют текучим, твердеющим со временем материалом 14, используя для подачи материала 14 в форму 10 каналы 15.
Каналы 15 выполнены в опоке 1, а также в элементах формы 9 и элементах изделия 8. Каналы 15 служат также для отвода излишка текучего, твердеющего со временем материала 14 из полости 11 после ее заполнения.
Текучий, твердеющий со временем материал 14 является также и связующим материалом, который в процессе осуществления способа соединяет элементы изделия 8 и отвердевший материал 14 в единое изделие (5,6,7).
Варианты осуществления способа могут быть реализованы с использованием сухого наполнителя 16, размещенного в полости 11 формы 10. В процессе осуществления способа сухой наполнитель 16 пропитывается текучим, твердеющим со временем материалом 14, образуя в изделии армированный слой.
После разборки формы 10 единое изделие (5,6,7) выходит из элементов формы 8 и 9 с литниками 17, представляющими собой отвердевший в каналах 15 материал 14 (см. фиг. 11,12,13).
Полость 11 , образованная двумя элементами изделия 8 может быть продолжена в одном из элементов изделия 8 в виде полости 18. Такое исполнение полости 18 технологически легко реализуется при изготовлении элемента 8 методом аддитивной технологии (объемной 3D - печатью). В этом варианте осуществления способа, сухой наполнитель 16 и материал 14 заполняют всю полость 11, включая ее продолжение - полости 18 (фиг. 18).
Для реализации способа используют элементы формы 9, внешняя поверхность которых 12 соответствует внутренней поверхности опоки 13. Соответствие поверхностей 12 и 13 может быть полным или частичным, что обусловлено технологией изготовления элементов формы и экономией материалов. В любом случае, соответствие поверхностей 12 и 13 (выделены утолщенными линиями на фиг. 1 и фиг. 19) обеспечивает плотное смыкание всех элементов формы, необходимое для обеспечения герметичности формы 10 при ее заполнении текучим, твердеющим со временем материалом 14.
Аналогично, с этой же целью обеспечения герметичности формы 10, охватывающая поверхность элементов формы 9 полностью или частично соответствует охватываемой поверхности элементов изделий 8. Частичное соответствие охватывающей поверхности 19 элементов формы 9, охватываемой поверхности элементов изделий 8 показано на фиг. 20 (выделено утолщенной линией).
Ниже описан конкретный вариант осуществления способа для трех различных изделий.
Способ изготовления различных изделий в опоке 1, заключается в том, что комплектуют наборы элементов 2,3,4.
Указанные наборы элементов используют при изготовлении соответствующих этим наборам изделий 5,6,7.
Все элементы, входящие в наборы 2,3,4 изготавливают методом объемной 3D - печати.
Для формирования идентичных изделий выполняют цикл операций, который проиллюстрирован на фиг. 17. В данном случае изготавливают идентичные друг другу изделия 5, при изготовлении которых используются наборы элементов 2.
Способ изготовления изделий 5 реализуется в виде следующего цикла операций:
Операция А.
В опоке 1 из набора элементов 2 (элементов изделия 8 и элементов формы 9) собирают форму 10 так, что элементы изделия 8 образуют в форме полость 11, элементы формы 9 охватывают элементы изделия 8, при этом используют элементы формы 9, внешняя поверхность 12 которых частично соответствует внутренней поверхности 13 опоки 1.
Для входящих в набор 2 элементов, охватывающая поверхность 19 элементов форм 9 частично соответствует охватываемой поверхности элементов изделий 8 (внешней поверхности изделия 5). В этом варианте осуществления способа, в полости 11 размещают сухой наполнитель 16.
Операция Б
Полость 11 в форме 10 через канал 15 в верхней части опоки 1 заполняют текучим, твердеющим со временем материалом 14. Заполнение материалом 14 формы 10 производят под давлением. Заполнение формы 10 материалом 14 прекращают после выхода материла 14 из каналов 15 в нижней части опоки 1.
При заполнении полости 11 материалом 14, текучий материал 14 полностью пропитывает сухой наполнитель 16.
Операция В
Изделие 5 формируют в виде соединения элементов изделия 8 с отвердевшим в форме 10 материалом 14. Формирование изделия происходит во время выдержки материала 14 в форме 10 под давлением до его полного отверждения.
При этом сухой наполнитель 16 и полностью пропитавший его и отвердевший в полости 11 материал 14 образуют композит. Отвердевший в полости 11 материал 14 одновременно является связующим, соединяющим композит и элементы изделия 8 в единое целое.
Таким образом, изделие 5 представляет собой композитное неразъемное соединение элементов изделия 8 (изготовленных методом объемной 3D - печати), соединенных с композитным внутренним слоем, представляющим собой сухой наполнитель 16, пропитанный отвердевшим материалом 14.
Операция Г.
Форму 10 разбирают:
-размыкают верхнюю и нижнюю части опоки 1;
-размыкают элементы формы 9;
-изделие 5 отделяют от элементов формы 9.
Изделие 5 на этом этапе выходит из формы 10 с литниками 17, представляющими собой отвердевший в каналах 15 материал 14. В дальнейшем, для получения готового изделия 5, литники 17 удаляют механическим способом.
Поскольку материал 14 является связующим материалом, необходимо устранить адгезию материала 14 в каналах 15 с материалом опоки 1 и материалом элементов формы 9.
Для этого перед сборкой формы 10 (операция А) поверхность отверстий 15 в опоке 1 и в элементах формы 9 покрывают разделительным составом (антиадгезивом), который обеспечивает свободный выход литников 17 из каналов 15.
Операция Д.
Элементы формы 9 от разобранной формы 10 используют для комплектации набора элементов 2 идентичного набору элементов 2 по операции А).' Таким образом, изготовленные аддитивным методом (ЗО-печати) элементы формы 9 могут использоваться в цикле производства изделий 5 многократно.
Элементы изделий 8 в процессе производства становятся неотделимыми частями изделий 5, поэтому для комплектации наборов 2 и обеспечения бесперебойного цикла производства, изделия 5 необходимо изготавливать аддитивным методом (ЗО-печати) и доукомплектовывать ими набор элементов 2 в процессе осуществления способа.
Для изготовления изделий 5 в состав набора 2 входит также и сухой наполнитель 16, который в процессе изготовления изделия становится его неотделимой частью.
После комплектации набора элементов 2 цикл производства идентичных изделий 5 повторяется.
Аналогично, в соответствии с вышеописанным циклом, изготавливают идентичные изделия 6 из наборов 3 и идентичные изделия
7 из наборов 4.
Способ позволяет производить технологичную, быструю переналадку формообразующего устройства для изготовления нового изделия.
Поскольку внешняя поверхность элементов формы для всех наборов соответствует внутренней поверхности опоки, переналадка на производствб нового изделия представляет собой простую замену одного набора элементов другим.
По сравнению с известными способами, заявляемый способ значительно расширяет технологические возможности и снижает стоимость процесса, поскольку позволяет совместить серийное производство изделий с единичным, используя при этом различные варианты простого формообразующего устройства, собираемого в одной и той же опоке.
Это преимущество способа увеличивается за счет того, что часть элементов, входящих в наборы, или все элементы, входящие в наборы, изготавливают методом объемной 3D - печати.
В основе метода ЗБ-печати заложен принцип послойного добавления материала, в отличие от традиционных методов формирования детали (где материал удаляется из массива заготовки), что позволяет изготавливать элементы самых сложных форм и конфигураций.
Таким образом, для комплектования набора под совершенно новое изделие, необходимо будет напечатать ЗБ-методом новые расходуемые элементы изделия и новые, используемые многократно элементы формы.
Вариант реализации способа совмещенный с методом ЗО-печати позволяет изготавливать элементы с внутренними полостями, которые невозможно изготовить никакими другими способами, что значительно увеличивает технологические возможности способа.
В частности, появляется возможность изготавливать изделия, содержащие всего один элемент изделия с внутренней полостью, заполненной : композитом (сухим наполнителем, пропитанным связующим в виде отвердевшего материала).
Метод ЗХ)-печати позволяет технологично и дешево изготавливать элементы формы, внешняя поверхность которых полностью или частично соответствует внутренней поверхности опоки, а внутренняя (охватывающая) поверхность которых полностью или частично соответствует внешней (охватываемой) поверхности изделия.
С целью экономии времени и материалов нецелесообразно изготавливать элементы формы, внешняя поверхность которых полностью соответствует (полностью повторяет) внутренней поверхности опоки.
Для достижения технического результата достаточно, использовать элементы формы, внешняя поверхность которых частично соответствует внутренней поверхности опоки, то есть повторяет ее только на части внутренней поверхности опоки в отдельных местах.
Такое исполнение целесообразно только в тех местах, в которых сопряжение поверхностей опоки и элементов формы обеспечивает необходимую точность смыкания (с допустимыми зазорами) всех составляющих формы, а также обеспечивает необходимую прочность и долговечность формообразующего устройства в целом.
Аналогично (с тем же техническим результатом) охватывающая (внутренняя) поверхность элементов форм может частично соответствовать охватываемой (внешней) поверхности элементов изделий.
Такое исполнение элементов формы значительно снижает материалоемкость и стоимость их изготовления методом ЗО-печати.
Метод ЗБ-печати также позволяет технологично и дешево изготавливать элементы опоки, элементы формы и элементы изделия сразу с внутренними каналами, необходимыми для подачи в полость формы и отвода из полости формы текучего, твердеющего со временем материала.
Опока, в которой производят сборку формы состоит по меньшей мере из двух частей. В конструкции опоки могут быть предусмотрены крепёжные элементы, предназначенные для фиксации частей опоки. Опока может быть выполнена из любого прочного материала, например, металла или пластика, и сконструирована так, чтобы выдерживать давление подачи текучего твердеющего со временем материала в полость формы. Для осуществления способа возможен вариант изготовления методом SD-печати составных частей опоки, а также трубопроводов и присоединительных элементов для подачи/отвода в форму текучего твердеющего со временем материала.
Для обеспечения подачи в формообразующее устройство текучего, твердеющего со временем материала под давлением, чаще всего используют специальную инжекционную машину.
Текучий, твердеющий со временем материал может представлять собой многокомпонентную смесь, включающую смолу и отвердитель. При необходимости в смесь могут включать добавки: катализаторы, наполнители, красители.
На практике способ реализован для изготовления четырех различных изделий, каждое из которых представляет собой композитное соединение типа «пластик-композит».
Промышленная применимость.
Способ реализован с применением инжекционной машины ИМ-2 и лазерного 3D - принтера EOS Р760.
Процесс изготовления изделий и формообразующее устройство имели следующие параметры:
Расход смеси на входе в опоку: от 5,5 до 9,5 л/мин.
Давление на выходе инжекционной машины: 6,5 - 8,5 Бар.
Подогрев компонентов: до 120 град. С.
Время выдержки изделия под давлением до полного отверждения связующего: 120 мин.
Опока: составная из двух частей.
Материал опоки: алюминий.
Размеры опоки, мм: 350,0 х 450,0 х 500,0.
Количество элементов формы - 2.
Количество элементов изделия - 2 Материал элементов формы - полиамид EOS РА2200 (ЗБ-печать). Материал элементов изделия - угленаполненныи полиамид EOSCarbonMide (ЗО-печать).
Сухой наполнитель - углеродная ткань (твил 2/2-К- 1000-200).
В качестве текучего, твердеющего со временем материала
(связующего) применялась смесь, состоящая из двух компонентов:
Основа - эпоксидная смола L
Отвердитель - GL1
В качестве антиадгезива (разделительного состава) для покрытия поверхности каналов в формообразующем устройстве использовался воск. Так же возможны следующие варианты осуществления способа:
Подачу текучего, твердеющего со временем материала обеспечивают за счет создания в форме разрежения (пониженного давления, вакуума). При этом текучий материал возможно подавать в форму через каналы в нижней части опоки до ее полного заполнения и выхода излишков текучего материала через каналы в верхней части опоки.
Все или часть процессов, составляющих способ автоматизированы с помощью числового программного метода.
В процессе изготовления изделия производят подогрев формы.
Для герметизации формообразующего устройства используют уплотнение стыков частей формообразующего устройства (частей опоки, элементов формы, элементов изделия).
Операции формообразования изделия в процессе осуществления заявляемого способа контролируют с помощью специальных датчиков, встроенных в формообразующее устройство, в том числе с помощью датчиков температуры и давления.
В качестве материала элементов формообразующего устройства используют полиамид, стеклонаполненный полиамид, угленаполненный полиамид, полиэфирэфиркетон, цветные и черные металлы, а также пластики, обогащенные металлической крошкой, в том числе - алюмидий.
Стыки между элементами и поверхности каналов формообразующего устройства покрывают антиадгезивом в виде 5 разделительных восков, или разделительных составов на основе: поливинилового спирта; поливинилацетата; модифицированных латексов, силоксанов, фторированных соединений.
ю
15
20
25

Claims

Формула изобретения
1. Способ изготовления изделий в опоке, заключающийся в том, что комплектуют наборы элементов, соответствующие различным изделиям, при этом каждый набор элементов включает элементы изделия и элементы формы, а для формирования идентичных изделий выполняют следующий цикл операций:
A) в опоке из набора элементов собирают форму так, что элементы изделия образуют в форме полость, элементы формы охватывают элементы изделия, при этом используют элементы формы, внешняя поверхность которых соответствует внутренней поверхности опоки;
Б) полость в форме заполняют текучим, твердеющим со временем материалом;
B) изделие формируют в виде соединения элементов изделия с отвердевшим в форме материалом ;
Г) форму разбирают, при этом изделие отделяют от элементов формы;
Д) элементы формы от разобранной формы используют для комплектации набора элементов идентичного набору элементов по операции А).
2. Способ по п.1, заключающийся в том, что, по меньшей мере один элемент, входящий в набор элементов, изготавливают аддитивным методом. 1
3. Способ по п.2, заключающийся в том, что, элемент, изготавливают методом объемной 3D - печати.
4. Способ по п.1, заключающийся в том, что для входящих в набор элементов, охватывающая поверхность элементов форм полностью или частично соответствует охватываемой поверхности элементов изделий.
5. Способ по п.1, заключающийся в том, что используют элементы формы, внешняя поверхность которых полностью или частично соответствует внутренней поверхности опоки.
6. Способ по п.1, заключающийся в том, что в полости формы 5 размещают сухой наполнитель, который в процессе формирования изделия пропитывают текучим, твердеющим со временем материалом.
7. Способ по п.1, заключающийся в том, что изделия формируют в виде композитных соединений.
8. Способ по п.1, заключающийся в том, что текучий, твердеющий со ю временем материал подают под давлением.
9.Способ по п.1, заключающийся в том, что подачу текучего, твердеющего со временем материала обеспечивают за счет создания в форме вакуума
PCT/RU2017/000911 2017-06-15 2017-12-06 Способ изготовления изделий в опоке WO2018231095A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017121013A RU2674120C1 (ru) 2017-06-15 2017-06-15 Способ изготовления изделий в опоке
RU2017121013 2017-06-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018231095A1 true WO2018231095A1 (ru) 2018-12-20

Family

ID=64603827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000911 WO2018231095A1 (ru) 2017-06-15 2017-12-06 Способ изготовления изделий в опоке

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2674120C1 (ru)
WO (1) WO2018231095A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI727696B (zh) * 2020-03-11 2021-05-11 巧力工業股份有限公司 高效能真空軌道式灌注系統及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992000182A1 (en) * 1990-06-29 1992-01-09 Flexline Services Ltd. A process for manufacturing reinforced composites and filament material for use in said process
SU1822067A1 (ru) * 1990-06-14 1996-02-27 Научно-производственное объединение "Пластмассы" Способ изготовления конструкционных изделий
WO2004018132A1 (en) * 2002-08-20 2004-03-04 Extrude Hone Corporation Casting process and articles for performing the same
RU2296049C2 (ru) * 2005-04-25 2007-03-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Универсальная блок-форма
WO2013014412A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Carbonite Corporation Injection moulding plastic components with a slit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1822067A1 (ru) * 1990-06-14 1996-02-27 Научно-производственное объединение "Пластмассы" Способ изготовления конструкционных изделий
WO1992000182A1 (en) * 1990-06-29 1992-01-09 Flexline Services Ltd. A process for manufacturing reinforced composites and filament material for use in said process
WO2004018132A1 (en) * 2002-08-20 2004-03-04 Extrude Hone Corporation Casting process and articles for performing the same
RU2296049C2 (ru) * 2005-04-25 2007-03-27 Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" Универсальная блок-форма
WO2013014412A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Carbonite Corporation Injection moulding plastic components with a slit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI727696B (zh) * 2020-03-11 2021-05-11 巧力工業股份有限公司 高效能真空軌道式灌注系統及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2674120C1 (ru) 2018-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7972129B2 (en) Compound tooling system for molding applications
CA2902091C (en) Method for producing a three-dimensional object by means of additive construction
CN103688066B (zh) 螺旋紧固件和制造方法
FI80848B (fi) Saett vid tillverkning av ett formset.
EP2836352A1 (en) Printed encapsulation
CN104608400B (zh) 由复合材料制成的模具及相应的成形单元
JP2009534235A (ja) 複合構造物を製造する方法
CN116277661A (zh) 用于制造零件的工具组件和生产工具组件的方法
CN105978245A (zh) 树脂模制方法以及树脂模制装置
RU2674120C1 (ru) Способ изготовления изделий в опоке
US20050255184A1 (en) Encased Mold Injection Molding
US9950473B2 (en) Consecutive piecewise molding system and method
JP2017094503A (ja) 中空品の製造方法
US20190351575A1 (en) Method for Casting a Construction Element and a Mould for Use in the Method
US20210354369A1 (en) Shell and fill fabrication for three-dimensional (3d) printing
CN110271138A (zh) 空心型材复合技术
US11548232B2 (en) Method of manufacturing isotropic parts utilizing additive manufacturing methods
TWI761990B (zh) 具有強化結構的快速模具的製造方法
IT201600105326A1 (it) Metodo ed apparato per produrre un corpo cavo chiuso in materiale composito
RU2723684C2 (ru) Способ формирования изделий
JPS60219035A (ja) 被覆層を有する繊維強化樹脂成形品の製造方法
US11318648B2 (en) Method for producing a composite part
RU2738650C1 (ru) Способ формования изделий, усиленных каркасом из непрерывного волокна
JP2948435B2 (ja) 複合材ブレードの成形方法
CN110271137A (zh) 空心型材复合技术

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17913459

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17913459

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1