Устройство для формирования ударопрочных прозрачных недеформирующихся полимерных материалов

Изобретение относится к технике переработки листовых заготовок и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, в частности для получения изделий остекления самолетов, вертолетов и других средств с одинарной кривизной поверхности. Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение оптических характеристик и геометрических параметров получаемого изделия. Технический результат достигается устройством для формования ударопрочных прозрачных недеформирующихся полимерных материалов, представляющих собой стекло, содержащее сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности и вакуумную систему. При этом устройство дополнительно содержит металлическую пластину, имеющую размеры формуемого стекла, закрепленную на одной из сторон формы и расположенную внутри гибкой герметичной камеры, соединенной с вакуумной системой. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике переработки листовых заготовок, например, из поликарбоната и может быть использовано в любой отрасли машиностроения, в частности для получения изделий остекления самолетов, вертолетов и других средств с одинарной кривизной поверхности.

Известно устройство для формования ударопрочных прозрачных недеформирующихся полимерных материалов, содержащее две полуформы, представляющие собой полости с кромкой по периметру. При этом в одной из полостей может создаваться вакуум для втягивания полимерного материала в указанную полуформу по патенту US №7455510, МПКВ29С 35/16, В29С 55/20, опубл. 25.11.2008.

Недостатком известного устройства является то, что они не обеспечивают получения точно заданной кривизны поверхности полимерных листов. Кроме этого, защемление полимерного листа между двумя полуформами неизбежно приводит к значительному растяжению его в процессе формования, а следовательно, к его неравномерному уменьшению толщины по площади листа.

Наиболее близким к изобретению является устройство для формования ударопрочных прозрачных недеформирующихся полимерных материалов, содержащее сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности, прижимное кольцо формовочной оснастки, источники пневмо и вакуума, создаваемого между полимерным листом и прижимным кольцом (М.М. Гудимов, Б.В. Перов. Органическое стекло. М., «Химия», 1981, с.147).

Недостатком известного устройства является то, что при фиксации полимерного материала с помощью прижимного кольца формовочной оснастки для достижения заданной кривизны формующей поверхности необходимо значительно растягивать полимерный материал. При этом известно, что для растяжения полимерного материала необходима температура выше температуры стеклования указанного материала, что приводит к повреждению его поверхности от контакта со сплошной формой, в конечном итоге к ухудшению оптических параметров гнутого полимерного стекла.

Задачей изобретения является обеспечение получения ударостойких прозрачных полимерных листов с заданной одинарной кривизной поверхности с высокими оптическими параметрами и без изменения толщины по площади листа.

Для достижения задачи изобретения предложено устройство для формования ударопрочных прозрачных недеформирующихся полимерных материалов, представляющих собой стекло, содержащее сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности и вакуумную систему, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит металлическую пластину, имеющую размеры формуемого стекла, закрепленную на одной из сторон формы и расположенной внутри гибкой герметичной камеры, соединенной с вакуумной системой.

Предложенная металлическая пластина, имеющая размеры формуемого стекла, закрепленная на одной из сторон формы и расположенная внутри гибкой герметичной камеры, соединенной с вакуумной системой, обеспечивает равномерное формование листа полимерного материала по мере создания вакуума в указанной камере. При этом металлическая пластина равномерно прижимает полимерный лист к форме с одинарным радиусом кривизны при температуре на 10-15°C ниже температуры его стеклования. Это обстоятельство значительно снижает возможность повреждения поверхности листа полимерного материала от контакта со сплошной формой и металлическим листом.

На чертеже схематически показана форма 1 с заданной одинарной кривизной поверхности 2. На одной из сторон формующей поверхности 2 формы 1 по линии Б закреплена металлическая пластина 4, которая размещена внутри гибкой герметичной камеры 5, выполненной из вакуумной резины 6 и соединенной с вакуумной системой 7 посредством вентиля 8. На чертеже также показаны винты 9 для регулирования кривизны поверхности 2 формы 1.

Устройство работает следующим образом. На форме 1 с заданной одинарной кривизной поверхности 2 на одной из сторон по линии Б закрепляют лист полимерного материала 3 заданной толщины и расположенную на нем металлическую пластину 4 (в качестве пластины можно использовать нержавеющую сталь толщиной 0,2-0,3 мм). Предварительно поверхность 2 формы 1 и поверхность металлической пластины 4, контактирующей с поверхностью листа полимерного материала 3, покрывают гибким тканевым материалом типа байки по ГОСТ 29298-2005. Лист полимерного материала 3 и расположенная на нем металлическая пластина 4 находятся в гибкой герметичной камере 5, изготовленной, например, из вакуумной резины 6 по ТУ 38.105116-81 и закрепленной по краям на рабочей формующей поверхности 2 формы 1.

После нагрева указанного устройства в термостате (на чертеже не показан) до температуры на 10-15°C ниже температуры стеклования формуемого листа полимерного материала 3 в герметичной камере 5 посредством вентиля 8 и вакуумной системы 7 создается вакуум. При этом вакуумная резина 6 прижимает металлическую пластину 4 и лист полимерного материала 3 к формующей поверхности 2 формы 1. После этого устройство охлаждается до комнатной температуры, отформованный лист полимерного материала 3 передается на участок резки и обработки края для изготовления изделия.

Полученные с помощью предложенного устройства изделия для лобового остекления вертолетов 5-го поколения КА-62, изготовленные из поликарбоната торговой марки "Lexan", синтезированной фирмой "General Electric Plastics" (US), отличаются лучшими показателями по оптическим и геометрическим параметрам по сравнению с изделиями, полученными с использованием прототипа.

Источники информации

1. US №7455510, МПК В29С 35/16, В29С 55/20, опубл. 25.11.2008.

2. М.М. Гудимов, Б.В. Перов. Органическое стекло. М., «Химия», 1981, с.147 - прототип.

Устройство для формования ударопрочных прозрачных недеформирующихся полимерных материалов, представляющих собой стекло, содержащее сплошную форму с заданной кривизной формующей поверхности и вакуумную систему, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит металлическую пластину, имеющую размеры формуемого стекла, закрепленную на одной из сторон формы и расположенной внутри гибкой герметичной камеры, соединенной с вакуумной системой.