×
13.01.2017
217.015.869f

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способу формования изделий из композиционного материала. Техническим результатом является снижение трудоемкости, энергоемкости и сокращение производственного цикла изготовления изделия. Технический результат достигается способом формования изделий из композиционного материала, который включает выкладку пропитанного связующим волокнистого материала в углубление технологической оснастки и использование уплотняющих элементов из терморасширяющейся резины для создания давления формования, упаковку, нагревание, подачу давления, охлаждение отвержденного изделия и извлечение его из оснастки. При этом объем углубления технологической оснастки выполнен равным или больше объема неуплотненного пропитанного связующим волокнистого материала, формирующего изделие. Уплотняющий элемент выполнен из невулканизированной терморасширяющейся резины в виде полосы, перекрывающей углубление технологической оснастки. Причем давление на резиновый элемент передается через жесткую цулагу, перекрывающую полосу из невулканизированной резины, которая в процессе нагрева и подачи давления через цулагу частично заполняет углубление технологической оснастки, уплотняя пропитанный связующим волокнистый материал и создавая давление формования при его отверждении. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к способам формования изделий из композиционных материалов, в частности к методам уплотнения композиционного материала, и может быть использовано для получения конструкций в авиационной и космической технике.

В патенте РФ №2372195 С1 от 21.03.2008 описан способ формования изделий сложной конфигурации, при котором в матрице (пресс-форме) производят набор изделия из полимерных композиционных материалов, затем внутреннюю полость детали заполняют компаундом, полимеризуют компаунд и производят отверждение детали.

Данный способ требует предварительного изготовления пуансона перед формованием изделия и введения дополнительной операции полимеризации компаунда, что увеличивает трудоемкость и производственный цикл изготовления.

Наиболее близким к изобретению является комбинированный способ формования, описанный в учебном пособии «Полимерные композиционные материалы: структура, свойства и технология. Учеб. пособ. - 4-е испр. и доп. изд. / Под ред. А.А. Берлина. - М.: ЦОП «Профессия»; 2014 - 522-523 с.». Способ сочетает термокомпрессионное и автоклавное формование, при котором в форму с препрегом помещают вкладыши из резины, выполняющие роль уплотняющих элементов, герметично упаковывают и проводят режим формования в автоклаве. В результате уплотнение материала при отверждении происходит за счет внешнего давления и термического расширения резины.

Недостатками данного способа формования является большая трудоемкость и длительный цикл изготовления, обусловленные необходимостью предварительного изготовления вкладышей и дополнительных приспособлений для их формования, а также необходимость использования энергоемкого оборудования (автоклава) для обеспечения давления формования.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости, энергоемкости и сокращение производственного цикла за счет исключения предварительного изготовления вкладышей и дополнительных приспособлений для их формования, а также возможности использования менее энергоемкого оборудования.

Способ формования изделий из композиционного материала, включающий выкладку пропитанного связующим волокнистого материала в углубление технологической оснастки и использование уплотняющих элементов из терморасширяющейся резины для создания давления формования, упаковку, нагревание, подачу давления, охлаждение отвержденного изделия и извлечение его из оснастки, отличается тем, что объем углубления технологической оснастки выполнен равным или больше объема неуплотненного пропитанного связующим волокнистого материала, формирующего изделие, уплотняющий элемент выполнен из невулканизированной терморасширяющейся резины в виде полосы, перекрывающей углубление технологической оснастки, а давление на резиновый элемент передается через жесткую цулагу, перекрывающую полосу из невулканизированной резины, которая в процессе нагрева и подачи давления через цулагу частично заполняет углубление технологической оснастки, уплотняя пропитанный связующим волокнистый материал и создавая давление формования при его отверждении.

Объем углубления технологической оснастки целесообразно выполнять превышающим объем неуплотненного пропитанного связующим волокнистого материала, формирующего изделие, не более чем на 10%.

Уплотняющий элемент может перекрывать углубление не менее чем на 5 мм с каждой стороны.

Жесткая цулага, перекрывающая полосу из невулканизированной резины, может быть выполнена таким образом, что отношение площади жесткой цулаги, перекрывающей полосу из невулканизированной резины, к площади этой полосы равно отношению давления, необходимого для формования изделия, к давлению, прилагаемому к жесткой цулаге в процессе отверждения изделия.

Выполнение объема углубления технологической оснастки равным или больше объема неуплотненного пропитанного связующим волокнистого материала, формирующего изделие, с использованием уплотняющего элемента, выполненного из невулканизированной терморасширяющейся резины в виде полосы, перекрывающей углубление технологической оснастки, при передаче давления на резиновый элемент через жесткую цулагу, перекрывающую полосу из невулканизированной резины, которая в процессе нагрева и подачи давления через цулагу частично заполняет углубление технологической оснастки, уплотняя пропитанный связующим волокнистый материал и создавая давление формования при его отверждении, позволяет снизить трудоемкость и сократить производственный цикл изготовления за счет исключения операций по предварительному изготовлению вкладышей и использования дополнительных приспособлений для их формования, а также снизить энергоемкость изготовления за счет возможности исключения энергоемкого оборудования (автоклава).

Выполнение объема углубления технологической оснастки превышающим объем неуплотненного пропитанного связующим волокнистого материала, формующего изделие, не более чем на 10% позволяет при обеспечении необходимого давления формования облегчить выкладку изделия, что снижает трудоемкость изготовления.

Обеспечение перекрытия уплотняющим элементом углубления не менее чем на 5 мм с каждой стороны позволяет облегчить установку уплотняющих элементов, что снижает трудоемкость изготовления.

Использование жесткой цулаги, перекрывающей полосу из невулканизированной резины, таким образом, что отношение площади жесткой цулаги, перекрывающей полосу из невулканизированной резины, к площади этой полосы равно отношению давления, необходимого для формования изделия, к давлению, прилагаемому к жесткой цулаге в процессе отверждения изделия, позволяет в процессе формования создать давление на материал в несколько раз больше, чем на цулагу, что исключает необходимость использования энергоемкого оборудования (автоклава), снижая энергоемкость изготовления.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена схема основных элементов, предназначенных для реализации предлагаемого способа, перед формованием.

На фиг. 2 представлена схема основных элементов, предназначенных для реализации предлагаемого способа, в процессе формования.

На фиг. 3 представлено изделие, отформованное по предлагаемому способу

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Выкладывают пропитанный связующим волокнистый материал 1 в углубление 2 технологической оснастки 3. Углубление технологической оснастки 3 перекрывают уплотняющим элементом 4, выполненным из невулканизированной терморасширяющейся резины в виде полосы. Затем устанавливают жесткую цулагу 5, перекрывающую полосу невулканизированной резины, герметично упаковывают оснастку и проводят формование изделия. При формовании давление на уплотняющий элемент осуществляется через жесткую цулагу. В процессе нагрева Т и подачи давления Р происходит частичное заполнение углубления оснастки резиной с образованием формующего резинового вкладыша 6, который уплотняет волокнистый материал 1 и создает давление при отверждении изделия 7.

Пример

Предлагаемый способ формования изделий из композиционных материалов реализован при изготовлении нервюр, представляющих профилированную ферменную структуру, для беспилотного летательного аппарата. В углубления 6×3 мм и 6×2 мм металлической оснастки выкладывали углеродный волокнистый материал HTS-40, пропитанный эпоксидным связующим Araldite 8615 / Aradur 8615. По контуру углубления выкладывали полосы из невулканизированной резины ИРП-1399 шириной 15 мм и толщиной 3 мм. Поверх резины устанавливали жесткую металлическую плиту площадью, превышающей суммарную площадь полос из невулканизированной резины в 5 раз. Далее производили упаковку в вакуумный мешок и отверждали в печи при температуре 150±5С° и вакуумном давлении 0,8…1 атм, после чего производили распрессовку и извлекали изделие.

Предложенный способ формования изделий из композиционных материалов позволяет снизить трудоемкость, энергоемкость и сократить производственный цикл изготовления за счет исключения предварительного изготовления вкладышей и дополнительных приспособлений для их формования, а также возможности использования менее энергоемкого оборудования.


СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 131-140 из 145.
29.11.2019
№219.017.e763

Способ формования заготовок изделий сложной формы из порошка кремния

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии лазерного синтеза керамики методом селективного лазерного спекания (СЛС), и может быть использовано в авиационной промышленности и двигателестроении. Способ формования объемных заготовок изделий сложной формы из порошка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707307
Дата охранного документа: 26.11.2019
01.12.2019
№219.017.e8e6

Способ получения высокоплотных водных шликеров на основе литийалюмосиликатного стекла

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклокерамических изделий методом водного шликерного литья в пористые формы. Способ получения высокоплотного водного шликера на основе литийалюмосиликатного стекла включает загрузку в мельницу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707832
Дата охранного документа: 29.11.2019
01.12.2019
№219.017.e91a

Способ изготовления керамических изделий

Изобретение относится к керамической и авиационной промышленности, а именно к изготовлению керамических изделий радиотехнического назначения. Предложенный способ изготовления керамических изделий включает измельчение сырья литийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения шликера с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707618
Дата охранного документа: 28.11.2019
01.12.2019
№219.017.e981

Способ изготовления изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава

Изобретение относится к производству крупногабаритных керамических изделий радиотехнического назначения. Технический результат - повышение производительности при кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла и повышение качества материала. Способ изготовления изделий из стеклокерамики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707639
Дата охранного документа: 28.11.2019
06.12.2019
№219.017.ea2f

Способ получения гранулята кремния для аддитивного производства изделий из реакционносвязанных нитридов и карбидов кремния

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к технологии получения гранулятов керамических порошковых композиций и может быть использовано в производстве керамики, в частности аддитивным способом, в авиационной промышленности и двигателестроении. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708003
Дата охранного документа: 03.12.2019
25.12.2019
№219.017.f20e

Способ крепления термоэлектрического преобразователя температуры на поверхности керамических материалов

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к технике проведения тепловых испытаний образцов и изделий из керамических материалов при радиационном нагреве. Способ крепления термоэлектрического преобразователя температуры на поверхности керамических материалов, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710123
Дата охранного документа: 24.12.2019
22.01.2020
№220.017.f7ed

Способ определения предела прочности при растяжении керамических и композиционных материалов при индукционном нагреве

Изобретение относится к методам определения механических характеристик конструкционных материалов с учетом условий их применения. Способ определения предела прочности при растяжении керамических и композиционных материалов, включает индукционный нагрев до заданной температуры со скоростью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711557
Дата охранного документа: 17.01.2020
27.02.2020
№220.018.0653

Способ изготовления емкостей для термообработки сыпучих материалов

Изобретение относится к производству емкостей для термообработки сыпучих материалов, например, для кристаллизации аморфного стекла литийалюмосиликатного состава. Предложен способ изготовления емкостей для термообработки сыпучих материалов, включающий измельчение закристаллизованного стекла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715139
Дата охранного документа: 25.02.2020
06.03.2020
№220.018.09aa

Способ лазерной сварки вакуумно-плотных кольцевых, спиральных и прямолинейных швов металлических деталей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к лазерной сварке, в том числе тонкостенных деталей, и может быть использовано для соединения высоковакуумных изделий, например деталей электровакуумных приборов из различных металлов и сплавов с предварительной разделкой кромок и без нее. В способе лазерной сварки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715930
Дата охранного документа: 04.03.2020
24.04.2020
№220.018.187b

Способ ультразвуковой обработки изделий из стеклокерамики

Изобретение относится к области технологии изготовления стеклокерамических изделий и служит для снижения внутренних напряжений, возникающих в стеклокерамических изделиях в процессе их изготовления. Способ включает внешнее воздействие ультразвуковыми колебаниями. Ультразвуковые колебания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002719673
Дата охранного документа: 21.04.2020
Показаны записи 71-71 из 71.
17.06.2023
№223.018.7de5

Способ изготовления армированной волокнами композиционной структуры

Изобретение относится к способам изготовления высоконагруженных конструкций из полимерных композиционных материалов и может применяться в области авиастроения и космической техники, а также в судостроении и др. Способ изготовления армированной волокнами композиционной структуры, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002787459
Дата охранного документа: 09.01.2023
+ добавить свой РИД