Способ непрерывной горячей формовки сотового наполнителя из препрега

Авторы патента:

B32B3/12 - отличающиеся слоем равномерно расположенных ячеек, выполненных как одно целое или каждая по отдельности, или путем соединения отдельных полос, например подобно структуре пчелиных сот

Владельцы патента RU 2673049:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "РБ-Композит" (RU)

Изобретение относится к способу изготовления ячеистого сотового наполнителя из композиционных материалов из препрега с последующей полимеризацией в сотовом блоке. Техническим результатом является обеспечение непрерывной пошаговой горячей формовки сотового наполнителя, а также повышение качества и прочностных характеристик получаемых сотовых блоков. Технический результат достигается способом непрерывной горячей формовки сотового наполнителя из препрега, который включает нагрев препрега и его формование с получением ячеек однородной формы, а также последующую полимеризацию сформированного блока сотового наполнителя. При этом сотовый блок формуют в кондукторе, снабженном горизонтальными ребрами двух разных высот, чередующихся через одно ребро. На каждое из указанных ребер между вертикальными направляющими кондуктора укладывают первый ряд пресс-планок, имеющих прямоугольное сечение. Далее в кондуктор устанавливают два лотка, снабженные нагревательным элементом, на которые укладывают первый слой препрега. Сверху над ребрами меньшей высоты устанавливают следующий ряд пресс-планок. Препрег нагревают. По мере размягчения препрега, лотки раздвигают в разные стороны. При этом пресс-планки последовательно, начиная от центральной к крайним, опускают, вдавливая препрег в углубления между пресс-планками предыдущего ряда. После завершения формования первого слоя препрега, лотки возвращают к центру, укладывают следующий слой препрега, поверх которого устанавливают следующий ряд пресс-планок, располагая их над ребрами большей высоты. Далее процесс повторяют, меняя место установки пресс-планок в каждом следующем ряду, до получения сотового блока необходимой высоты. 4 ил.

Изобретение относится к способу изготовления ячеистого сотового наполнителя из композиционных материалов для двух-, трехслойных панелей и оболочек из препрега с последующей полимеризацией в сотовом блоке. Изобретение может использоваться для изготовления изделий с высокой механической прочностью в авиационной, ракетно-космической, железнодорожной, судостроительной, строительной, автомобильной и других отраслях промышленности.

Известен способ изготовления сотового наполнителя из препрега (патент ЕР 0284848 А2 от 10.05.1988 г.), выбранный заявителем в качестве ближайшего аналога, где в качестве формообразующих элементов используются жесткие шестигранные стержни, выполненные из алюминиевого сплава или из иного материала, недеформируемого в ходе применения нагрузок. Согласно известному способу, препрег формуется шестигранными стержнями, собранными и зафиксированными в решетку. После формовки сотовый блок помещают в термошкаф, затем сотовый блок охлаждают и стержни демонтируют, после чего начинают изготавливать новый сотовый блок.

К недостаткам данного способа можно отнести следующее: поскольку препрег формуется шестигранными стержнями, собранными и зафиксированными в решетку, продавливание препрега происходит по всей длине одновременно всеми стержнями, что очень затрудняет его проскальзывание, необходимое для формирования правильной формы ячейки, а, значит, не дает плотного прилегания между слоями. Данное обстоятельство влияет на качество склеивания слоев. Кроме того, увеличение стержней до 15-20 шт. и более в один слой делает процесс формования вообще невозможным.

Также при формовании данным способом в препреге остаются внутренние напряжения, т.к. стержни растягивают препрег при формовании, что отрицательно влияет на нагрузочные характеристики сотового наполнителя.

Получаемый известным способом сотовый блок имеет ограниченные размеры, обусловленные количеством шестигранных стержней, а то обстоятельство, что стержни демонтируют после охлаждения сотового блока, не позволяет повысить производительность и обеспечить непрерывный процесс изготовления сотовых блоков.

Каждый стержень имеет шестигранную форму и в готовом блоке соприкасается с препрегом всеми гранями, что в свою очередь затрудняет процесс извлечения стержней из готового сотового блока.

Проблемой, решаемой изобретением является создание способа непрерывной формовки сотового наполнителя из препрега, позволяющего повысить качество и прочностные характеристики получаемых заявляемым способом сотовых блоков.

Техническим результатом является обеспечение непрерывной пошаговой горячей формовки сотового наполнителя, а также повышение качества и прочностных характеристик получаемых заявленным способом сотовых блоков.

Заявленный технический результат достигается тем, что в известном способе горячей формовки сотового наполнителя из препрега, включающем нагрев препрега и его формование с получением ячеек однородной формы, а также последующую полимеризацию сформированного блока сотового наполнителя, согласно изобретению сотовый блок формуют в кондукторе, снабженном горизонтальными ребрами двух разных высот, чередующихся через одно ребро, на каждое из указанных ребер между вертикальными направляющими кондуктора укладывают первый ряд пресс-планок, имеющих прямоугольное сечение, далее в кондуктор устанавливают два лотка, снабженных нагревательным элементом, на которые укладывают первый слой препрега, сверху над ребрами меньшей высоты, устанавливают следующий ряд пресс-планок, препрег нагревают, по мере его размягчения лотки раздвигают в разные стороны, при этом пресс-планки последовательно, начиная от центральной к крайним, опускают толкателями и вдавливают препрег в углубления между пресс-планками предыдущего ряда, после завершения формования первого слоя препрега, лотки возвращают к центру, укладывают следующий слой препрега, поверх которого устанавливают следующий ряд пресс-планок, располагая их над ребрами большей высоты, далее процесс повторяют, меняя место установки пресс-планок в каждом следующем ряду, до получения сотового блока необходимой высоты.

Использование специального кондуктора с ребрами двух различных высот, а также вертикальными направляющими, позволяют осуществить заявляемый способ формования сотового наполнителя.

Пошаговое формование препрега от центра к краю кондуктора не затрудняет проскальзывание препрега от краев к середине, что позволяет максимально плотно прижать слои между собой в местах соприкосновения.

Отсутствие внутренних напряжений при полимеризации позволяет достичь максимальных прочностных характеристик, повышая качество получаемых сотовых блоков.

Данный способ позволяет сделать процесс изготовления сотового наполнителя непрерывным и автоматизированным.

Использование пресс-планок, имеющих прямоугольное сечение, позволяет обеспечить максимальный прижим в местах соединения слоев перпрега, обеспечивая тем самым качество склеивания, а также значительно облегчает извлечение пресс-планок после завершения формования блока, а также способствует получению правильной и однородной конфигурации ячеек, повышая качество получаемых сотовых блоков.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция используемого кондуктора (вид спереди, сбоку и сверху), на фиг. 2 – схема укладки первого ряда пресс-планок, фиг.3 – этап укладки первого слоя препрега и второго слоя пресс-планок (вид спереди и сбоку), на фиг. 4 – фотография сформированного заявленным способом сотового блока.

Способ осуществляется следующим образом:

Сотовый блок формируется в специальном кондукторе 1 (фиг.1). Кондуктор 1 снабжен вертикальными направляющими 2 и ребрами 3 и 4 двух разных высот, чередующихся через одно ребро. Первоначально на каждое ребро 3 и 4 кондуктора укладывают ряд пресс-планок 5 (фиг. 2). Далее по направлению от края кондуктора к его центральной части (фиг. 3) подают два лотка 6, каждый из которых снабжен нагревающим элементом 7. Поверх лотков укладывают первый слой препрега 8. При этом ширина листа препрега 8 соответствует ширине лотка 6, а длина превышает длину кондуктора 1 приблизительно на 1/3. Ширина и длина кондуктора 1 выбирается исходя из желаемых размеров получаемого заявленным способом блока сотового наполнителя. Высота блока сотового наполнителя размерами кондуктора не ограничивается.

Поверх первого слоя препрега 8 в кондуктор 1 между вертикальными направляющими 2 укладывают второй ряд пресс-планок 5, размещая их только над ребрами 4, имеющими меньшую высоту, т.е. через одно ребро. Далее под воздействием нагревательного элемента 7 препрег 8 размягчается и приобретает эластичность. Лотки 6 начинают раздвигать в разные стороны, первая центральная пресс-планка 5 под воздействием толкателя (на чертежах не показан), опускается и вдавливает препрег в углубления, образованные пресс-планками 5 предыдущего ряда. Лотки 6, продолжая раздвигаться, освобождают две пресс-планки 5 слева и справа от центральной, и таким же образом под воздействием толкателя каждая пресс-планка 5, опускаясь и вдавливая препрег в соответствующие углубления, формует следующие две полусоты. Процесс выполняется последовательно от центра кондуктора 1 к его краям по мере прогрева препрега и раздвижения лотков 6. Препрег 8 свободно скользит по лоткам 6, обеспечивая заполнение формы без напряжения. Опущенные вниз пресс-планки 5 оставляют до окончания формирования слоя. Последовательная пошаговая формовка обеспечит плотное прилегание препрега между пресс-планками 5 и надежное соединение слоев препрега. Отсутствие внутренних напряжений при дальнейшей полимеризации обеспечит более жесткую конструкцию сотового наполнителя. Завершив формование первого слоя препрега, лотки 6 возвращают к центру. Следующий ряд пресс-планок 5 укладываются на лотки 6 со следующим листом препрега, но уже над ребрами 3 кондуктора, имеющими большую высоту, и операция формования листа препрега повторяется аналогичным образом. Далее укладку повторяют и пресс-планки 5 следующего ряда вновь укладывают над ребрами 4, имеющими меньшую высоту. Процесс формования повторяют аналогичным образом. Далее при укладке пресс-планок 5 каждого следующего ряда их положение чередуют и установку производят поочередно над ребрами 3 и 4 для получения ячеистой структуры формуемого блока. Процесс формования продолжают до получения сотового блока необходимой высоты.

По мере заполнения кондуктора на высоту 30-50 мм сформованный блок начинаю прогревать горячим воздухом для полимеризации. При этом пресс-планки 5 давят на слои препрега, плотно прижимая их друг к другу в местах соприкосновения. После заполнения кондуктора до верха, нижний ряд пресс-планок 5 извлекают из склеенного сотового наполнителя и устанавливают, как было описано выше, для формования последующих верхних слоев сотового блока. Так, последовательно высвобождая нижние ряды, сотовый блок продвигается вниз, а процесс наслоения новых рядов сверху делает его непрерывным.

При данном способе формовки сотового наполнителя возможен непрерывный автоматический цикл изготовления сотового блока размерами по длине до 1250 мм, ширине до 150 мм, неограниченно по высоте, с размером ячейки 5мм.

Автоматизация процесса позволит выйти на промышленные масштабы производства, при том, что на сегодняшний день производство сотового наполнителя из препрегов возможно только на лабораторном уровне.

Меняя плотность препрега и не изменяя при этом настройки и оснастку линии, возможно варьировать прочностные характеристики получаемых сотовых блоков.

Способ непрерывной горячей формовки сотового наполнителя из препрега, включающий нагрев препрега и его формование с получением ячеек однородной формы, а также последующую полимеризацию сформированного блока сотового наполнителя, отличающийся тем, что сотовый блок формуют в кондукторе, снабженном горизонтальными ребрами двух разных высот, чередующихся через одно ребро, на каждое из указанных ребер между вертикальными направляющими кондуктора укладывают первый ряд пресс-планок, имеющих прямоугольное сечение, далее в кондуктор устанавливают два лотка, снабженные нагревательным элементом, на которые укладывают первый слой препрега, сверху над ребрами меньшей высоты устанавливают следующий ряд пресс-планок, препрег нагревают, по мере его размягчения, лотки раздвигают в разные стороны, при этом пресс-планки последовательно, начиная от центральной к крайним, опускают, вдавливая препрег в углубления между пресс-планками предыдущего ряда, после завершения формования первого слоя препрега лотки возвращают к центру, укладывают следующий слой препрега, поверх которого устанавливают следующий ряд пресс-планок, располагая их над ребрами большей высоты, далее процесс повторяют, меняя место установки пресс-планок в каждом следующем ряду, до получения сотового блока необходимой высоты.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для изготовления конструктивных вставок, выполненных с возможностью приема нагрузок в сотовых конструкциях в воздушном судне.

Способ изготовления изделий трёхслойной конструкции интегрального типа из полимерных композиционных материалов // 2669499

Изобретение относится к области изготовления изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), в частности трехслойной конструкции интегрального типа, все элементы которой формируются из неотвержденных или частично отвержденных компонентов с возможностью присоединения к ним также неотвержденных и/или отвержденных элементов с последующим совместным формованием всей конструкции за один технологический цикл.

Способ изготовления трехслойной композитной панели // 2669279

Изобретение относится к области получения композиционных материалов и касается способа изготовления трехслойной композитной панели с сотовым заполнителем. Способ включает в себя следующие операции: по аддитивной технологии изготавливают средний слой из пластика с требуемыми конструктивными параметрами «сот»; из металлических листов вырезают верхний и нижний слои необходимого размера; механически обрабатывают или травят поверхности верхнего и нижнего слоев для обеспечения требуемого микрорельефа; устанавливают нижний и верхний слои в пресс обработанными поверхностями друг напротив друга; располагают средний слой между нижним и верхним слоями; поочередно нагревают верхний и нижний слои до температуры плавления среднего слоя с одновременным осаждением на заданный размер.

Низкопористый ауксетический листовой материал // 2664895

Изобретение относится к твердым телам, имеющим искусственные пористые структуры, и касается низкопористого ауксетического листового материала. Конструкционный материал содержит конструкцию из структур с продолговатыми порами, причем каждая из структур с продолговатыми порами включает в себя одну или более субструктур, первое множество первых структур с продолговатыми порами и второе множество вторых структур с продолговатыми порами, причем каждая из первых и вторых структур с продолговатыми порами имеет большую ось и малую ось, большие оси первых структур с продолговатыми порами перпендикулярны большим осям вторых структур с продолговатыми порами, первые и вторые множества структур с продолговатыми порами расположены в матрице рядов и столбцов, при этом каждый из рядов и каждый из столбцов выполнен чередующимся между первыми и вторыми структурами с продолговатыми порами, первые и вторые структуры с продолговатыми порами выполнены в форме двутавровых щелевых отверстий, так что пористость структур с продолговатыми порами ниже значения около 10%, и конструкция из структур с продолговатыми порами определяет элементарные ячейки, которые в качестве реакции на одноосное напряжение обеспечивают демонстрацию листовым материалом поведения с отрицательным коэффициентом Пуассона.

Способ изготовления фильтрующих мембран при помощи аддитивной технологии и полученные мембраны // 2663768

Изобретение относится к технической области фильтрующих элементов. Способ изготовления мембраны для тангенциальной фильтрации текучей среды, при этом указанная мембрана содержит: подложку, имеющую трехмерную структуру и образованную монолитным керамическим пористым телом, в котором выполнены пути для циркуляции фильтруемой текучей среды и разделительный фильтрующий слой, нанесенный на стенку циркуляционных путей, в котором трехмерную структуру подложки получают посредством аддитивной технологии, согласно которой трехмерную структуру подложки рассекают на участки при помощи программы компьютерного проектирования, при этом указанные участки создают поочередно в форме элементарных пластов, расположенных друг над другом и последовательно связанных между собой, при помощи повторения следующих двух этапов, на которых: а) наносят однородный сплошной слой порошка постоянной толщины, предназначенного для формирования керамического пористого тела на площади, превышающей рисунок сечения указанного формируемого пористого тела на уровне пласта; b) в соответствии с рисунком, определенным для каждого пласта, локально уплотняют часть нанесенного материала для создания элементарного пласта, при этом указанные два этапа повторяют для того, чтобы при каждом повторении одновременно связывать сформированный таким образом элементарный пласт с предыдущим пластом, постепенно наращивая требуемую трехмерную форму.

Многоопорная стеновая конструкция // 2661947

Изобретение относится к многоопорной стеновой конструкции. Многоопорная стеновая конструкция включает: верхнюю опорную пластину, оснащенную множеством прямоугольных выступающих частей, разделенных решетчатыми выступами в виде доски для игры в го и направленных вверх в направлении, противоположном решетчатым выступам; промежуточную армирующую пластину, оснащенную направленными вверх выступающими вставками в форме, соответствующей прямоугольным выступающим частям, монтируемым в прямоугольные выступающие части верхней опорной пластины с верхними пазами в поперечной и продольной форме между направленными вверх выступающими вставками для расположения решетчатых выступов, с направленными вниз выступающими вставками, имеющими аналогичную форму, но в направлении, противоположном направленным вверх выступающим вставкам в местах, диагонально прилегающим к направленным вверх выступающим вставкам, и с нижними пазами в поперечной и продольной форме между направленными вниз выступающими вставками.

Сотовая структура // 2660879

Изобретение относится к сотовой структуре для использования в качестве сотового наполнителя трансформирующихся оболочек. Сотовая структура образована из шестигранников, состоящих из шести протяженных тонких пластин, при этом образована, по меньшей мере, из трех фрагментов, соединенных в равносторонний треугольник в виде решетки с треугольными ячейками.

Складчатый заполнитель панели // 2658722

Изобретение относится к конструкциям заполнителей, применяемых в различных областях промышленности, в частности, для изготовления многослойных панелей. Складчатый заполнитель панели состоит из повторяющихся ячеистых фрагментов, образованных гранями, соединенными между собой по ребрам.

Способ изготовления сотового заполнителя // 2651012

Изобретение относится к способу изготовления сотового заполнителя из стеклоткани и может быть использовано в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности при изготовлении трехслойных конструкций сложной кривизны.

Способ изготовления керамической шумозащитной панели изогнутой формы // 2646061

Изобретение относится к области шумозащитных панелей и касается способа изготовления керамической шумозащитной панели изогнутой формы. Способ включает следующие операции: пропитку волоконной структуры, определяющей сотовую структуру, смолой-прекурсором керамики; полимеризацию смолы-прекурсора керамики при удержании волоконной структуры на устройстве, форма которого соответствует изогнутой форме окончательно получаемой сотовой структуры; прикрепление к сотовой структуре первой и второй обшивок; каждая из обшивок представляет собой волоконную структуру, пропитанную смолой-прекурсором керамики, и обе обшивки прикрепляются к указанной сотовой структуре до или после полимеризации смолы указанных обшивок; пиролизацию собранного узла, включающего в себя сотовую структуру с первой и второй обшивками; и уплотнение указанного узла посредством химической инфильтрации в паровой фазе.