Устройство для формования деталей из полимерных композиционных материалов
Авторы патента:
Устройство относится к области формования деталей из полимерных композиционных материалов и может быть использовано в авиационной, судостроительной, автомобильной промышленности. Устройство для формования деталей из полимерных композиционных материалов содержит автоклав, выполненный с возможностью размещения в автоклаве пресс-формы, включающей оправку, на которой расположены цулага, антиадгезионный слой, гибкий чехол, снабженный средствами уплотнения и крепления его по контуру поверхности оправки и соединенный с системой вакуумирования. При этом цулага выполнена из отдельных жестких формующих элементов плоской или приближенно плоской формы, которые соединены на стыках эластичным материалом, и покрыта дренажным слоем. Использование данной конструкции устройства для формования деталей из полимерных композиционных материалов позволяет достигнуть технический результат, заключающийся в исключении остаточных деформаций и напряжения в детали, улучшении качества формуемых деталей. 3 ил.
Изобретение относится к области формования детали из ПКМ и может быть использовано в авиационной, судостроительной, автомобильной области промышленности.
Известно устройство для формообразования изделий из ПКМ (СССР, а.с. 1494404, МКИ В 29 С 43/12, 1987 г.), содержащее перфорированную оправку, с одного конца соединенную с системой подачи рабочей среды под давлением, охватывающий ее эластичный чехол, ограничительную форму и второй эластичный чехол, установленный соосно первому чехлу и соединенный с системой подачи рабочей среды под давлением. Использование данного устройства при формовании деталей сложной формы, имеющих перегибы, приводит к касательным деформациям слоев детали и остаточным напряжениям в детали. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для формовки деталей из ПКМ (В. Н. Крысин, М. В. Крысин, "Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкции", М. , Машиностроение, 1989 г., с.50, рис. 1.24, с. 177, рис.3.8), содержащее установленный на плите и насаженный на штуцер жесткий вкладыш; эластичные цулаги, изготовленные с соблюдением эквидистантного контура на толщину формуемых деталей, на угловых переходах которых устанавливается препрег усиливающий, дополнительно усиленный вспенивающейся композицией; подушку воздушную, обеспечивающую давление при формообразовании детали. Это устройство имеет следующие недостатки: устройство невозможно использовать для формования деталей особо сложной формы; при формовании детали происходит частичное движение цулаги по касательной к детали, особенно в местах перегибов, радиусов, искривлений контура детали, что приводит к касательным деформациям слоев детали и, как следствие, к остаточным напряжениям в детали. Изобретение направлено на повышение качества формуемых деталей. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для формования деталей из ПКМ содержит автоклав для создания формующего давления и выполненный с возможностью размещения в нем пресс-форму, включающую оправку и расположенные на ней цулагу, изготовленную с соблюдением эквидистантного контура на толщину формуемой детали, антиадгезионный и дренажный слои, гибкий чехол со средствами уплотнения и крепления его к оправке по контуру формующей поверхности. Гибкий чехол соединен с системой вакуумирования. В отличие от прототипа цулага выполнена из отдельных жестких формующих элементов плоской или приближенно-плоской формы, которые соединены на стыках эластичным материалом. Каждый жесткий формующий элемент формует соответственно свой участок заготовки и не зависит от перемещения (на величину усадки материала заготовки) соседних формующих жестких элементов в местах их стыковки, что обеспечивается наличием гарантированного зазора между элементами. В местах стыков жестких элементов формование происходит за счет проникновения эластичного материала под действием формующего давления. Качество поверхности детали определяется качеством поверхности составной цулаги. Независимость жестких формующих элементов друг от друга обеспечивает направление формования всех участков деталей строго перпендикулярно к каждой точке поверхности детали, что исключает остаточные деформации и напряжения в детали, улучшается качество материала детали. Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 - схема пресс-формы, на фиг.3 - схема составной цулаги. Предлагаемое устройство содержит пресс-форму, включающую оправку 1. На оправке 1 расположена заготовка 2, покрытая антиадгезионным слоем 3. Снаружи заготовки установлена цулага 4, которая покрывается дренажным слоем 5 и чехлом 6, соединенным с помощью герметика 7 с оправкой 1 по контуру формующей поверхности. Чехол 6 через штуцер 8 соединен с вакуум-насосом (не показан). Собранная пресс-форма установлена в автоклаве 9. Возможно применение вместо автоклава термопечи для деталей из ПКМ холодного отвердения. Цулага 4 состоит из жестких элементов 10 и эластичного компенсатора 11. Устройство для формования деталей из ПКМ работает следующим образом. Сначала осуществляют сборку пресс-формы: устанавливают на формующую поверхность оправки 1 заготовку детали 2, выкладывают антиадгезионный слой 3, устанавливают составную цулагу 4, дренажный слой 5 и упаковывают чехлом 6 с помощью герметика 7. Собранную пресс-форму помещают в автоклав 9 и подключают через штуцер 8 к вакуумной системе. В результате работы вакуум-насоса внутри чехла создается разряжение. Под действием разности между давлением в автоклаве и давлением разряженного воздуха в вакуумной полости чехла на формуемую заготовку действует одинаковое равномерно распределенное давление прессования и происходит формование рисуемой заготовки в соответствии с формой рабочей поверхности оправки с одной стороны и формой цулаги с другой стороны. Использование изобретения по сравнению с известными техническими решениями позволяет снизить поводку готовых деталей и дает возможность изготовления деталей любой сложности и размеров.Формула изобретения
Устройство для формования деталей из полимерных композиционных материалов, содержащее автоклав, выполненную с возможностью размещения в автоклаве пресс-форму, включающую оправку, на которой расположены цулага, антиадгезионный слой, гибкий чехол, снабженный средствами уплотнения и крепления его по контуру поверхности оправки и соединенный с системой вакуумирования, отличающийся тем, что цулага выполнена из отдельных жестких формующих элементов плоской или приближенно плоской формы, которые соединены на стыках эластичным материалом, и покрыта дренажным слоем.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Изобретение относится к области переработки пластмасс и может быть использовано в устройствах для отверждения деталей из полимерных материалов, выполненных с открытой плоскостью
Изобретение относится к устройствам для изготовления стеклопластиков и может быть использовано для изготовления деталей различных форм в авиастроении, автомобилестроении и других областях техники
Изобретение относится к переработке композиционных материалов и может быть использовано при производстве тонкостенных оболочечных конструкций из композиционных материалов с термореактивной матрицей
Дренажное устройство для вакуум-автоклавного формования изделий из композиционных материалов // 2021130
Изобретение относится к технологической оснастке для производства конструкций из композиционных материалов, а именно к дренажным элементам технологического пакета для вакуум-автоклавного формования
Изобретение относится к оборудованию для изготовления несущих корпусных конструкций .из армированных пластиков
Изобретение относится к области переработки полимерных композиционных материалов , в частности к методам автоклавного формования изделий из пластиков горячего отверждения
Изобретение относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно оболочек вращения для силовых конструкций
Изобретение относится к способу изготовления армированных волокном деталей из сухих заготовок на основе композитного материала инжекционным методом с последующим отверждением при низком давлении, а также к устройству для осуществления этого способа
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к способам изготовления лопастей воздушного винта из композиционных материалов с наполнителем из углепластика, используемых на вертолетах, ветроэнергетических установках, использующих силу ветра, а также лопастей градирен системы оборотного водоснабжения
Изобретение относится к области формования под давлением многослойной обуви, предназначенной для занятия спортом
Изобретение относится к области формования изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) и касается дренажных и выравнивающих элементов технологических пакетов для вакуум-автоклавного формования
Изобретение относится к способу автоклавного формования композиционного материала, образованного волоконной подложкой и связующим из термореактивной смолы или термопластичной смолы, путем помещения композиционного материала в вакуумный мешок, а далее в формовочную камеру, а затем нагревания и содержания композиционного материала под давлением. При этом способ содержит
этап, на котором в формовочную камеру подают в качестве источника нагревания и источника обеспечения заданного давления насыщенный пар заданной температуры и давления, необходимых для композиционного материала, и этап, на котором в формовочную камеру подают в качестве дополнительного совмещенного источника обеспечения давления, необходимого для формования, воздух, азот или их газовую смесь заданного давления, более высокого, чем давление насыщенного пара. Также этап, на котором обеспечивают отверждение путем регулируемой подачи насыщенного пара и воздуха, азота или их газовой смеси заданного давления и регулирования, по меньшей мере, температуры или давления таким образом, чтобы в формовочной камере можно было поддерживать заданные температуру и давление, необходимые для композиционного материала. Настоящий способ позволяет подавить образование пузырьков, образующих дефекты изделия. 3 з.п. ф-лы, 6 пр., 15 ил.
Предложен способ изготовления композиционного материала на основе смолы, позволяющий более точно контролировать толщину композиционного материала. Согласно способу формируют стопу препрегов на матрице, имеющей заданную форму до получения стопы препрегов заданной толщины. Покрывают уложенные в стопу препреги и матрицу упаковочным материалом и формируют первое полуфабрикатное изделие и второе полуфабрикатное изделие путем выполнения термообработки под давлением. Измеряют толщину первого полуфабрикатного изделия и второго полуфабрикатного изделия. Определяют количество дополнительных слоев. Формируют слоистый продукт посредством укладывания друг на друга требуемого количества дополнительных слоев между первым полуфабрикатным изделием и вторым полуфабрикатным изделием, помещенными на матрицу заданной формы. Слоистый продукт и матрицу покрывают упаковочным материалом и упаковочный материал подвергают тепловому воздействию под давлением. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических свойств получаемых изделий. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Группа изобретений относится к спосбу и устройству в области получения многослойных крупногабаритных изделий, из полимерных композиционных материалов, преимущественно в виде тел вращения, отверждающихся при температурах выше температуры окружающей среды. Технический результат изобретений заключается в сокращении длительности цикла термообработки, в повышении коэффициента эффективного использования тепловой энергии, вырабатываемой системой нагрева оборудования, в снижении трудоемкости изготовления изделий, в повышении качества изделий и безопасности производства, в снижении себестоимости выпускаемой продукции. Устройство для изготовления многослойного изделия из полимерных композиционных материалов включает: систему подготовки теплоносителя, систему вакуумирования, систему нагрева, систему управления с термодатчиками, герметичный сосуд, термоизолированный от окружающей среды, с герметично закрывающейся крышкой, внутри которого закреплены тонкостенный циркуляционный экран и подставка для размещения формуемого изделия с формообразующим элементом, технологическим пакетом и герметичным чехлом. Устройство также имеет вентилятор с электроприводом, теплообменник, герметичный сосуд, расположенный вертикально, а нагревательные элементы и вентилятор размещены в основании герметичного сосуда. При этом подставка выполнена решетчатой и закреплена параллельно основанию герметичного сосуда, крышка закреплена с противоположной стороны основания герметичного сосуда. Способ изготовления многослойного изделия из полимерных композиционных материалов включает сборку многослойного изделия на формообразующем элементе, укладку технологического пакета, закрепление герметичного эластичного чехла, помещение в герметичный сосуд, термоизолированный от окружающей среды с герметично закрывающейся крышкой. Затем проводят вакуумирование объема под чехлом, нагрев камеры всего герметичного сосуда, выдержку и охлаждение по заданной программе с периодическим контролем температуры изделия и сравнения с требуемыми значениями в процессе формования. Вакуумирование производят непосредственно после укладки технологического пакета и эластичного герметичного чехла и поддерживают внутри герметичного чехла. Производят изменение давления в течение процесса формования. При этом управление нагревом, выдержкой и охлаждением производят ориентированно направленным из межстенной полости ламинарным потоком теплоносителя, отраженного от крышки равномерно со всех сторон изделия. 2 н. и 1 з.п.ф-лы, 3 ил.
