Способ герметизации изделий при их вакуум-автоклавном формовании
Использование: изобретение относится к технологии вакуум-автоклавного формования изделий из композиционных материалов . Существо изобретения: осуществляют установку эластичного мешка на изделие, трубку его кромкового элемента помещают в паз основания формы, заполняют полость трубки кромкового элемента газом под давлением и его нагревают, а после отверждения изделия осуществляют сброс избыточного давления горячего газа в полости трубки кромкового элемента эластичного мешка с последующим охлаждением оставшегося в ней газа до температуру окружающей среды. 2 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ вЕдомство сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОР(;КОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4840057/05 (22) 22.06.90 (46) 15.02.93, Бюл. N. 6 (71) Днепровский научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) В.А. Цопа и Л.В, Чумак (56) Патент США М 3124852, кл. 49 — 477, 1964. (54) СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ИЗДЕЛИЙ
ПРИ ИХ ВАКУУМ-АВТОКЛАВНОМ ФОРМОВАНИИ (57) Использование: изобретение относится к технологии вакуум-автоклавного формова1794688 А1 (я)з В 29 С 53/12, 43/20 // В 29 L 9;00 ния изделий из композиционных материалов. Существо изобретения: осуществляют установку эластичного мешка на изделие, трубку его кромкового элемента помещают в паз основания формы, заполняют полость трубки кромкового элемента газом под давлением и его нагревают, а после отверждения изделия осуществляют сброс избыточного давления горячего газа в полости трубки кромкового элемента эластичного мешка с последующим охлаждением оставшегося в ней газа до температуру окружающей среды. 2 ил.
1, 688
Изобретение относится к технологии переработки полимерных композиционных материалов, в частности к спосЬбам герметизации изделий при их вакуум-автоклавном формовании.
Известен способ герметизации изделий при их вакуумированном формовании, включающий установку эластичного мешка на изделие с помещением трубки кромкового элемента в паз основания формы, заполнение трубки газом под избыточным давлением, нагрев газа в трубке, охлаждение и сброс избыточного давления газа в этой трубке кромкового элемента, извлечение ее из паза основания формы и съем мешка с готового изделия.
Известная конструкция не обеспечивает надежной герметизации изделия.
Целью изобретения является повышение надежности герметизации изделия.
Поставленная цель достигается за счет того, что в способе, включающем установку эластичного мешка на изделие с помещением трубки кромкового элемента в паз, основания формы, заполнение трубки азов под избыточным давлением, нагрев газа в трубке, охлаждение и сброс избыточного давления газа в этой трубке кромкового элемента мешка, извлечение ее из паза основания формы и съем мешка с готового изделия, согласно изобретения после отверждения изделия осуществляют сброс избыточного давления горючего газа в полости трубки кромкового элемента эластичного мешка с последующим охлаждением оставшегося в ней газа до температуры окружающей среды.
Существо способа поясняется на схеме устройства.
На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1, Устройство содержит основание 1, по периметру которого выполнен паз 2; форму
3. установленную на основании 1, с уложенным на ней материалом изделия (методом намотки или укладки, определяется типом материала и конструктивными особенностями изготавливаемого изделия); эластичный мешок 4 с кромковым элементом 5, выполненным в виде эластичной трубы, которая заполнена газом 6 и соединена через вентиль (на чертеже не показан) с источником сжатого газа (на чертеже не показан), например, воздуха или инертного газа — азота (исходя из требований пожарной безопасности для каждого конкретного случая), электронагревательный элемент 7, который установлен в полости трубки кромкового элемента 5, расположен по всему ее контуру и соединен с источником электропитания
40 (на чертеже не показан). Отверждаемое изделие обозначено позицией 8, Способ герметизации изделий осуществляют следующим образом.
На форму 3, связанную с основанием 1, производят укладку (или намотку) материала, например, ткани Т вЂ” 10 ГОСТ 19170-73), пропитанной эпоксидным связующим ЭДТ10П (ОСТ 92-0957-74). На полученную укладку или намоткой заготовку устанавливают эластичный мешок 4, при этом кромковый элемент 5, выполненный в виде трубки, в полости которой расположен электронагревательный элемент 7, устанавливают в паз 2 основания 1. Электронагревательный элемент 7, выполненный, например. спиралью иэ нагревательной проволоки, соединяют с источником электропитания (на чертеже не показан). Трубку кромкового элемента 5 мешка 4 соединяют с источником сжатого газа, например, с компрессорной станцией (на чертеже не показана), в качестве паза используют, например, азот. Заполняют трубку элемента 5 газом 6, т. е, азотом с избыточным давлением, при этом под действием избыточного давления газа 6 эластичная труба 5 растягивается и входит в контакт со стенками паза 2 основания 1, что обеспечивает первоначальную герметичность устройства.
Затем включают электропитание электронагревательного элемента 7. который,нагреваясь,нагревает газ 6 в трубке 5, который при нагреве расширяется и создает дополнительное контактное давление трубки 5 на стенки паза 2 основания 1, что повышает первоначальную герметичность устройства.
Нагрев газа производят до температуры отверждения изделия..Заготовку вакуумируют и помещают в камеру формования (автоклава или гидроклава) (на чертеже не показана), где производят нагрев до температуры отвер>кдения заготовки, например, для ЭДТ10П-160 С, и формуют ее. (Параметры формования заготовки определяются типом материала и конструктивными особенностями изделия). По окончании отверждения заготовки производят сброс газа с избыточным давлением с трубки 5 и откладывают электронагревательный элемент 7 от источника электропитания. Производят охлаждение заготовки и газа в трубке 5 до окружающей температуры, т. е. цеховой, при этом происходит уплотнение газа в трубке 5, из-за чего под действием сил сжатия и действия окружающего давления трубка 5 уменьшается в размерах и выходит из контакта со стенками паза 2 основания 1.
Затем производят сьем мешка с отвержденного изделия, Изделие снимают с формы и
1794688 (— Сн ) (273 + 1н ) направляют на последующую технологическую операцию, например, на клеесборку его с другими элементами. Затем очищают устройство от остатков отвержденного материала заготовки и производят изготовление следующего изделия, т. е. цикл повторяют.
Ниже приведены примеры способа герметизации изделий из пластиков горячего отверждения при вакуумно-автоклавном формовании.
Пример 1. При изготовлении углепластикового изделия из материала на основе углеткани УТЛ (ТУ 88 УССР 06280-81) и фенолоформал ьдегидного связующего 6 — 05 — 1187 — 75), температура отверждения tots которого равна 155 С. Производят установку эластичного мешка на полученную методом намотки материала на форму (оправку) заготовку, при этом кромковый элемент мешка, выполненный в виде кольцевой трубки, устанавливают в паз основания. Заполняют трубку кромкового элемента газом — азотом с избыточным давлением 0,5 МПа. Отсоединяют трубку кромкового элемента от источника газа с избыточным давлением перекрытием вентиля (на чертеже не показан). Производят нагрев газа в трубке кромкового элемента до температуры отверждения материала изделия, т. е. 155 С, при этом создают дополнительное давление газа в трубке и, следовательно, увеличивают контактное давление трубки на стенки паза основания, величина которого равна: где Po = 0,5 МПа, Ь -- lo s = 155 С, ь = 20 С, т. е. h. P =- 0,22 МПа. По окончании отверждения заготовки при повышенной температуре производят сброс избыточного давления газа в трубке кромкового элемента мешка, т. е, до окружающего давления. При охлаждении отвержденной заготовки производят охлаждение газа в трубке кромкового элемента мешка, в результате которого газ в трубке уплотняется и давление его уменьшается, и следовательно, под действием окружающего давления линейные размеры трубки уменьшаются и трубка выходит из контакта со Формула изобретения Способ герметизации изделий при их вакуум-автоклавном формовании, включающий установку эластичного мешка на изделие с помещением трубки кромкового элемента в паз основания формы. заполне5 50 стенками паза основания. После охлаждения заготовки производят съем эластичного .мешка с отвержденной заготовки, при этом кромковый элемент мешка свободно выходит из паза основания. Пример 2, Производят герметизацию при отверждении стеклопластикового изделия на основе-стеклоткани Т вЂ” 1О-Т (TY 6-11361-75) и эпоксидного связующего СТЗК (ОСТ 92 — 0957 — 74) и по той же технологической схеме, что в примере 1. Только нагрев газа в кромковам элементе мешка производят до. температуры отверждения связующего. равной 180 С, Следовательно, величина дополнительного контактного давления трубки на стенки паза составит Ь вЂ” тн 180 — 20 273 +tp 273+20 =0.27 МПа, где t« = 180ОС, Po = 0,5 МПа, сн = 20 С, т. е. Л Р = 0,27 МПа. Пример 3. При изготовлении. изделия на основе стеклотрикотажной ткани Ф0-1,1 (TY 6 — 11 — 302 — 78) и эпоксидного связующего ЭДТ- t 0 (ОСТ 92-0957-74), температура отверждения которого равна 160 С, производят те же технологические операции, что в примере 1, только при этом создают дополнительное давление, величина которого равна: Ь т 02 160 273 +1н 273 +.20 =0,1 МПа, где t« = 160 С. Ро 0,2 МПа, tH = 20 С, т. е. h P = 0,1 МПа, В таблице приведены сравнительные характеристики заявляемого решения и известных. Таким образом повышается герметичность устройства и упрощается установка мешка на изделие за счет создания дополнительного контактного давления трубки кромкового элемента мешка на стенки паза основания при нагреве газа в трубке до температуры отверждения изделия расположенным в ней электронагревательным элементом, а также упрощается съем мешка с изделия за счет сброса газа с избыточным давлением с трубки кромкового элемента перед его охлаждением. ние трубки газом под избыточным давлением, нагрев газа в трубке, охлаждение и сброс избыточного давления газа в этой трубке кромкового элемента мешка, извлечение ее из паэа основания формы и съем мешка с готового иэделия, о т л и ч а ю щ и й1794688 Характеристики Способ п е агаемый известный 0,5 0,5 0,2 0,72 0,77 0,3 0,2 0;2 0,2 50 1,0 1.5 0,8 2,0 1,0 0,5 4 ucmnwewrr сЬЬааи И яМЮ тс я тем, что, с целью повышения надежности герметизации изделия, после отверждения изделия осуществляют сброс избыточного давления горячего газа в полоВеличина . контактного давления, МПа по примеру Величина снижения герметичности— скорость падения вакуума Д в час Величина относительного усилия установки кромкового элемента мешка в паз основания, отн. ед. Величина относительного усилия съема кромкового элемента мешка из паза основания, от. ед, Ъ сти трубки кромкового элемента эластичного мешка с последующим охлаждением оставшегося в ней газа до температуры окружающей среды, 
