Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов



Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов
Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов

Владельцы патента RU 2716432:

Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» (RU)

Изобретение относится к области формования изделий из полимерного композиционного материала, а именно к конструкциям оснасток для их формования. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов включает опорную систему в форме прямоугольного полого параллелепипеда из равнополочного уголка и установленную на ней формообразующую оболочку, выполненную из трехслойной сотовой панели, которая содержит криволинейную часть, повторяющую геометрию изделия, переходящую в прямолинейную часть. Посредством последней формообразующая оболочка опирается на опорную систему по ее периметру с помощью горизонтальной полочки. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности и снижение трудозатрат на изготовление оснастки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области формования изделий из полимерного композиционного материала (ПКМ), а именно к конструкциям оснасток для их формования.

Известно большое количество формовочных оснасток (Боголюбов B.C. Формообразующая оснастка из полимерных материалов. М.: Машиностроение, 1979; AdvancedcompositeMold, Making. JohnJ. Morena. KriederPublishingCompany, Malabar, Florida, 1994): - металлическая объемная оснастка в виде монолитной заготовки, обработаннной на станках с ЧПУ или деформированная листовая металлическая заготовка;

- керамическая, керамзито-бетонная оснастка, сформированная с помощью мастер-модели;

- оснастка из ПКМ, представляющая собой пакет из слоев препрега (волокнистого наполнителя, пропитанного полимерным связующим), выложенный на поверхности мастер-модели с последующим формованием.

Известна оснастка для формования изделий из ПКМ, содержащая опорную систему и закрепленную на ней формообразующую оболочку. У известной оснастки опорная система представляет собой набор металлических штыревых регулируемых опор, на которые устанавливаются жесткие стеклопластиковые оболочки сразличными геометрическими параметрами, которые являются программоносителями для настройки опор и несут на себе рабочие поверхности для формообразования листовых деталей обтяжкой. Эта оснастка универсальна, она позволяет оформить оболочку любой геометрии (Боголюбов B.C. Формообразующая оснастка из полимерных материалов. М.: Машиностроение, 1979, С. 104).

Данная конструкция оснастки имеет следующие недостатки.

1) Каркас оснастки включает в себя систему гидравлического регулирования. При воздействии повышенных температур эта система, фиксирующая заданную геометрию формообразующей оболочки и определяющая соответственно ее точность, подвержена искажению за счет теплового расширения, что делает проблематичным изготовление крупногабаритных деталей сложной геометрии с заданной точностью;

2) Являясь сложным техническим сооружением, эта оснастка экономически оправдана лишь в случае организации крупносерийного производства.

Известно устройство для вакуумно-автоклавного формования конструкционных панелей из ПКМ (патент РФ №2106251 С1, МПК В26С 43/20, 1998 г.).

Согласно патенту оснастка имеет основание в виде горизонтально расположенных вдоль формующей оболочки стержней, на которых с возможностью перемещения устанавливают ложементы. Формующая оболочка закреплена на ложементах посредством регулируемых опор с образованием гарантированного зазора межу ней и ложементами. К недостаткам такого устройства относится то, что при формовании изделий в термокамерах с принудительной циркуляцией воздуха невозможно обеспечить равномерное распределение температуры в формуемом изделии. Это можно объяснить тем, что конструкция данного устройства не учитывает изменений температурного поля за счет газодинамических процессов внутри печи. Сложная форма формуемого изделия при его изготовлении в печах приводит к тому, что газовые потоки движутся в различных местах у поверхности оснастки с разной скоростью. Это обуславливает неравномерность распределения интенсивности теплоотдачи - распределение величины коэффициента теплоотдачи по поверхности оснастки - от более нагретого газа к поверхности оснастки. Неравномерное распределение величины коэффициента теплоотдачи по поверхности формообразующей оснастки приводит, в свою очередь, к неравномерному распределению температуры в каждый момент времени процесса формования (термоотверждения) композитной конструкции. Особенно ярко это проявляется в случаях изготовления крупногабаритных композитных конструкций сложной формы - например, двойной кривизны. Неравномерное распределение температуры в процессе формования снижает качество формуемого изделия.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности, принятому в качестве прототипа, является оснастка для формования изделий из ПКМ (Патент РФ №2090364. МПК: В29С 43/20, 1997 г.).

Согласно патенту оснастка для формования состоит из ложементов в виде разнесенных по ширине оболочек полых профилей V-образного сечения, стянутых элементами жесткости, и закрепленной на них формующей оболочки. Полые V-образные профили образуют каналы для движения потоков воздуха. Формообразующая оболочка представляет собой пластину заданной кривизны. Между сопряженными поверхностями профилей и формующей оболочкой размещены компенсаторы кривизны.

Недостатком указанного изобретения является то, что данная оснастка не позволяет получить требуемую равномерность распределения температуры в заготовке изделия и, как следствие, не может обеспечить требуемое качество изготавливаемой детали. Конструкция известной оснастки не учитывает возможное изменение скорости потока воздуха, вызываемое сложностью геометрической формы оснастки. Ее конструкция значительно влияет на равномерность распределения температуры по всему объему печи, так как V-образные профили, имеющие сплошные стенки, препятствуют свободной циркуляции, что приводит к образованию застойных зон и большой разнице температур по объему камеры термопечи.

Это можно объяснить тем, что из-за сложности геометрической формы формообразующей оболочки, особенно при формовании детали двойной кривизны, каналы для движения потока воздуха имеют разные размеры сечения. Это приводит, в свою очередь, к разным условиям теплообмена конвекцией от потока воздуха к поверхности оснастки. То есть к неравномерному распределению величины коэффициента теплоотдачи по поверхности формообразующей оснастки композитных конструкций и, следовательно, к неравномерному распределению температуры по поверхности оснастки в изготавливаемой композитной конструкции.

Размеры сечения каналов никак не связаны с величиной массы части заготовки, находящейся над каналом, что затрудняет получение равномерного распределения температуры в нагреваемой заготовке композитной конструкции особенно в тех случаях, когда заготовка имеет переменную величину толщины.

Техническим результатом изобретения является повышение технологичности и снижение трудозатрат на изготовление оснастки.

Технический результат решаемой задачи реализован следующим образом.

1. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов, включающая опорную систему и установленную на ней формообразующую оболочку, отличающаяся тем, что опорная система имеет форму прямоугольного полого параллелепипеда, ребра которого выполнены из равнополочного уголка, а формообразующая оболочка из трехслойной сотовой панели, содержащей криволинейную часть, повторяющую геометрию изделия, переходящую в прямолинейную часть, посредством которой формообразующая оболочка опирается на опорную систему.

2. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что ребра параллелепипеда выполнены из металла.

3. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что формообразующая оболочка закреплена на опорной системе.

На фиг. изображен общий вид оснастки для формования изделий из полимерного композиционного материала, которая включает формообразующую оболочку 1, выполненную из трехслойной сотовой панели, например с гексагональными ячейками, установленную на опорной системе 2 посредством горизонтальной полочки 3.

Опорная система в виде параллелепипеда минимально искажает тепловое поле на формообразующей оболочке, поскольку ее опоры находятся в нерабочей зоне нагрева, а выбор материала для опорной системы, например, металла - сталь 3, стеклопластика на основе препрегаЭФНБ-Т-10-14, обусловлен выбором по близким значениям ТКЛРс материалом самой формообразующей оболочки. Кроме того применение стеклопластика для опорной системы позволяет значительно снизить массу оснастки в целом.

Формообразующая оболочка при необходимости может быть закреплена на опорной системе посредством клеевой пленки ВК-36.

Трехслойная сотовая конструкция предлагаемой композитной оснастки обладает достаточной жесткостью без применения дополнительных элементов жесткости, что снижает трудозатраты на ее изготовление, а также обеспечивает равномерность распределения температурного поля, необходимого для качественного формования изделий из полимерных композиционных материалов.

1. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов, включающая опорную систему и установленную на ней оболочку из трехслойной сотовой панели, отличающаяся тем, что опорная система выполнена из равнополочного уголка в форме полого параллелепипеда, при этом поверхность оболочки повторяет геометрию изделия и переходит в прямолинейную часть, посредством которой оболочка опирается на опорную систему по ее периметру.

2. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что равнополочный уголок выполнен из металла или стеклопластика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии изготовления изделий из композиционных материалов, а именно деталей в виде оболочек вращения для силовых конструкций. Процесс изготовления изделий из композиционных материалов включает установку каркаса исходного материала на жесткую оправку, размещение оправки с каркасом материала в заполненной связующим эластичной диафрагме, расположенной в гидроклаве, и пропитку каркаса материала связующим под воздействием давления рабочей жидкости, передаваемым поверхности каркаса материала через эластичную диафрагму.

Изобретение относится к технологии производства композиционных изделий из углепластика и стеклопластика методом термоштампования, а именно к автоматизированному процессу изготовления изделий из армированных композитов с термопластичным связующим материалом, и предназначено для использования в процессе производства изделий для авиационной, судовой, автомобильной и строительной отраслей, а также спортивного инвентаря.

Группа изобретений относится к способу и установке для изготовления ленты из армирующих нитей, пропитанных полимерным связующим материалом, а также к непрерывной ленте и скрепленной композитной детали.

Группа изобретений относится к пресс-форме для прямого прессования порций пластмассы при изготовлении крышек, закрывающих емкости, к установке для прямого прессования порций пластмассы и закрывающему элементу для емкости.

Настоящее изобретение относится к отверждаемой композиции для композитного материала для изготовления препрега, включающая в себя более 80% по массе смеси бензоксазинов, где упомянутая смесь бензоксазинов содержит: (А) негалогенированное бензоксазиновое соединение в жидкой форме в температурном диапазоне 20°С-30°С и выбранное из следующей Структуры 1(1) ; и (В) полифункциональный бензоксазиновый компонент, содержащий одно или более бензоксазиновых соединений с функциональностью 2 или 3, где массовое соотношение (А) к (В) составляет от 50:50 до 10:90.

Изобретение относится к устройству для формования армированных волокнами композиционных элементов. Описано устройство для формования армированных волокнами композиционных элементов, включающее: первую форму, имеющую полость, которая приводится в контакт с препрегом, выполненным из тканого волокнистого полотна, пропитанного смолой, вторую форму, которая, в состоянии смыкания форм, прижимает ламинированные листы препрега к полости первой формы, и нагревательную систему для нагревания смолы в препреге через первую форму и вторую форму, и выполненное с возможностью формования армированного волокнами композиционного элемента из ламинированных листов препрега посредством приложения давления в процессе нагревания смолы в препреге между первой формой и второй формой с помощью нагревательной системы, причем первая форма снабжена предотвращающей теплоотвод из полости частью, которая предотвращает теплоотвод к окружению полости в процессе нагревания смолы в препреге, вторая форма имеет сердцевину, которая в состоянии смыкания форм взаимодействует с полостью в первой форме, в результате чего ламинированные листы препрега прижимаются к полости, и снабжена предотвращающей теплоотвод из сердцевины частью, которая предотвращает теплоотвод к окружению сердцевины в процессе нагревания смолы в препреге, и полость в первой форме, а также сердцевина второй формы имеют формовочную поверхность, разделенную на множество областей, первая форма, а также вторая форма имеют множество нагревательных ячеек, соответствующих множеству областей и открытых на стороне, противоположной формовочной поверхности, внутри каждой нагревательной ячейки расположен нагреватель, предотвращающая теплоотвод из полости часть содержит предотвращающие теплоотвод ячейки, образованные в первой форме и окружающие множество нагревательных ячеек и нагревателей, расположенных внутри предотвращающих теплоотвод ячеек, и предотвращающая теплоотвод из сердцевины часть содержит предотвращающие теплоотвод ячейки, образованные во второй форме и окружающие множество нагревательных ячеек и нагревателей, расположенных внутри предотвращающих теплоотвод ячеек.

Способ формирования фигурного стабильного по размеру тампона включает в себя следующие этапы: радиальное сжатие базовой заготовки тампона для образования стабильной по размеру промежуточной заготовки, имеющей промежуточный диаметр заготовки и продольную ось; размещение промежуточной заготовки в полом держателе и помещение промежуточной заготовки и полого держателя в пресс-форму; введение под давлением промежуточной заготовки в пресс-форму посредством толкающего усилия на конце промежуточной заготовки, содержащейся в полом держателе, и извлечение полого держателя из пресс-формы таким образом, что открытый конец промежуточной заготовки по существу заполняет пресс-форму и формирует фигурный, стабильный по размеру тампон; удаление фигурного стабильного по размеру тампона из пресс-формы; и помещение фигурного, стабильного по размеру тампона в первичную упаковку, которая соответствует его форме.

Способ относится к области декоративного оформления изделий из древесных материалов, в частности к производству фасадов корпусной мебели. Способ включает закрепление накладного фасонного элемента, выполненного из древесно-клеевой массы путем горячего прессования.

Устройство и способ относятся к области формованных композитных изделий, армированных волокном, Устройство 1 формования армированного волокном композитного элемента содержит нижнюю пресс-форму 2 с полостью 21, верхнюю пресс-форму 3 с формовочным стержнем 31 для зажатия многослойного препрега P в полость 21 и патронные нагреватели 4 для нагрева многослойного препрега P через нижнюю пресс-форму 2 и верхнюю пресс-форму 3, а также каналы 5 для охлаждающего носителя для охлаждения многослойного препрега P через нижнюю пресс-форму 2 и верхнюю пресс-форму 3.

Группа изобретений относится к области медицинской техники, а именно к хирургическому имплантату, в частности к имплантату для укрепления ткани при герниопластике паховой грыжи, и/или брюшной грыжи, или грыжи послеоперационного рубца, и к способу его производства.

Изобретение относится к технологии производства композиционных изделий из углепластика и стеклопластика методом термоштампования, а именно к автоматизированному процессу изготовления изделий из армированных композитов с термопластичным связующим материалом, и предназначено для использования в процессе производства изделий для авиационной, судовой, автомобильной и строительной отраслей, а также спортивного инвентаря.

Способ формирования фигурного стабильного по размеру тампона включает в себя следующие этапы: радиальное сжатие базовой заготовки тампона для образования стабильной по размеру промежуточной заготовки, имеющей промежуточный диаметр заготовки и продольную ось; размещение промежуточной заготовки в полом держателе и помещение промежуточной заготовки и полого держателя в пресс-форму; введение под давлением промежуточной заготовки в пресс-форму посредством толкающего усилия на конце промежуточной заготовки, содержащейся в полом держателе, и извлечение полого держателя из пресс-формы таким образом, что открытый конец промежуточной заготовки по существу заполняет пресс-форму и формирует фигурный, стабильный по размеру тампон; удаление фигурного стабильного по размеру тампона из пресс-формы; и помещение фигурного, стабильного по размеру тампона в первичную упаковку, которая соответствует его форме.

Изобретение относится к устройству 1 для формования композитного элемента с волоконным армированием. Устройство содержит пару полуформ 2, 3 для зажимания многослойного препрега Р, или наложенных один на другой листов препрега, состоящих из длинных углеродных волокон, пропитанных смолой, катушки 8 для индукционного нагрева, предназначенные для нагрева термопластичной смолы, содержащейся в препреге, через полуформы 2, 3, и каналы 9 охлаждения.

Устройство и способ относятся к области формованных композитных изделий, армированных волокном, Устройство 1 формования армированного волокном композитного элемента содержит нижнюю пресс-форму 2 с полостью 21, верхнюю пресс-форму 3 с формовочным стержнем 31 для зажатия многослойного препрега P в полость 21 и патронные нагреватели 4 для нагрева многослойного препрега P через нижнюю пресс-форму 2 и верхнюю пресс-форму 3, а также каналы 5 для охлаждающего носителя для охлаждения многослойного препрега P через нижнюю пресс-форму 2 и верхнюю пресс-форму 3.

Группа изобретений относится к области медицинской техники, а именно к хирургическому имплантату, в частности к имплантату для укрепления ткани при герниопластике паховой грыжи, и/или брюшной грыжи, или грыжи послеоперационного рубца, и к способу его производства.

Изобретение относится к полимерной композиции и заготовке волокнистого композитного продукта с поверхностью, образованной по меньшей мере частично из полимерной композиции.

Группа изобретений относится к сиденью транспортного средства, содержащему удлиняющий элемент бедренной части, а также к способу образования удлиняющего элемента бедренной части.

Изобретение относится к устройству для выполнения открывных устройств (3) на листе упаковочного материала (2) для упаковки текучих пищевых продуктов. Устройство (10, 10’, 10’’) содержит транспортировочное средство (30) для продвижения упаковочного материала (2) по заданному пути (Р), по меньшей мере, один формовочный узел (32), расположенный вдоль пути (Р) и выполненный для формования одного открывного устройства (3) на принимающем участке (8) упаковочного материала (2), и, по меньшей мере, один подвижный элемент (35), несущий формовочный узел (32).

Группа изобретений относится к оснастке для формирования фиброармированного пластика (ФАП) и способу формирования конструкции из ФАП. Оснастка содержит оснастку (22) удержания основной конструкции и оснастку (26А; 26D) удержания армирующей части, обладающую гибкостью.

Группа изобретений относится к оснастке для формирования фиброармированного пластика (ФАП) и способу формирования конструкции из ФАП. Оснастка содержит оснастку (22) удержания основной конструкции и оснастку (26А; 26D) удержания армирующей части, обладающую гибкостью.
Изобретение относится к способу изготовления сектора рисунка секторной вулканизационной литейной пресс-формы для шин транспортных средств, зона формовки которых формует сектор рисунка протектора шины, подлежащей вулканизации, включающему следующие этапы: изготовление жесткого сектора модели, выполнение фрезерованием отпечатка рисунка протектора в подобной покрышке поверхности протектора сектора модели с получением эталонной модели, изготовление гибкого оттиска из эталонной модели, предпочтительно из силиконового каучука, изготовление жесткой гипсовой отливки из оттиска, предпочтительно из силиконового каучука, с образованием сектора литейного сердечника, отливка всех кольцевых размещенных вместе секторов литейного сердечника с использованием алюминиево-магниевого сплава, с получением вулканизационной пресс-формы, которую затем, в свою очередь, разделяют на отдельные секторы рисунка.

Изобретение относится к области формования изделий из полимерного композиционного материала, а именно к конструкциям оснасток для их формования. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов включает опорную систему в форме прямоугольного полого параллелепипеда из равнополочного уголка и установленную на ней формообразующую оболочку, выполненную из трехслойной сотовой панели, которая содержит криволинейную часть, повторяющую геометрию изделия, переходящую в прямолинейную часть. Посредством последней формообразующая оболочка опирается на опорную систему по ее периметру с помощью горизонтальной полочки. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности и снижение трудозатрат на изготовление оснастки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх