Способ изготовления слоистых изделий из композиционного материала Советский патент 1993 года по МПК B29D9/00 B29C43/20 B29L9/00 

.. Изобретение относится к технологий переработки армированных пластмасс и может быть использовано при производстве шпангоутов, опорных поясов, ложементов, окантовок люков в строительных и транспортных областях народного хозяйства.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей.

На фиг. 1, 2 показаны приемы намотки закладного элемента; на фиг. 3, 4 показаны приемы намотки.оболочки шпангоута на технологической оправке; на фиг. 5 - показан прием опрессовки заголовки шпангоута их оболочки и закладного элемента. . .

Способ осуществляется следующим образом.

Для изготовления шпангоута открытого профиля, например двутаврового, сначала изготавливают закладной элемент, соответствующий этому профилю.

На разборную оснастку, состоящую из центрального 1 и двух боковых колец 2, наматывают кольцевые слои закладного элемента и шпантогоута 3, образующие его внутреннюю полку (фиг. 1). Затем, после установки двух боковых фланцев 4 оснастки, в зазор между ними наматывают вертикальную стенку и внешнюю полку закладного элемента, (фиг, 2). После этого связующее в намотанных слоях полимёризуют, оснастку разбирают и извлекают из нее готовый закладной элемент 9.

Следующая операция состоит в изготовлении вспомогательной оболочки шпангоута. На технологическую оправку 5, периметр поперечного сечения которой равен периметру поперечного сечения шпангоута, наматывают оболочку 6. толщина которой составляет 10-50% от заданной толщины поперечных слоев шпангоута, (фиг. 3). Выел

с

4 О Ю

N Ю

бор толщины этой оболочки обусловлен прочностью, которую она должна иметь в процессе намотки на нее силовой оболочки. Толщина слоев вспомогательной оболоч- ки рассчитывается из условия ее устойчивости от действия на нее распределенной нагрузки, оказываемой слоями силовой оболочки. Так, для торовой оболочки эта толщина определяется формулой:

t во

f лгЕ hS где Т - натяжение намотки, Н)

t - толщина силовой оболочки, м;

R - радиус кривизны меридиана оболочки, м;

. п 3,14 -трансцендентное число,

Е - модуль.упругости материала, ПА;

h - высота профиля, м;

S - толщина полки оправки шпангоута, м. ,

Слишком тонкая оболочка не сможет выдержать усилий технологического натяжения наполнителя, слишком толстая - приводит к переутяжелению изделия.

Оосле намотки вспомогательную оболочку нагревают и подвергают полимеризации в течение времени, обеспечивающего 30-50% степени полиме ризации связующего. Степень полимеризации выбирается из . следующих условий. Слишком низкая степень полимеризации (ниже 30%), как показывают эксперименты, не придает вспомогательной оболочке необходимую жесткость и прочность, не обеспечивает склеивание ее слоев между собой. Завышенная же степень полимеризации (более 50%) не допустима, поскольку не позволяет произвести последующее размягчение оболочки при повторном ее нагреве (для термореактивных связующих) и не целесообразна с точки зрения временных затрат.

Далее,.после остывания оболочки 6, ее разрезают по внутреннему и внешнему экваторам, например, фрезой 7. (фиг. 3). Из полости, разрезанной оболочки извлекают . технологическую оправку 5, а вместо нее размещают закладной элемент 3 шпангоу5 та. Оболочку 6 далее доматывают до расчетной толщины, получая основную оболочку 8 (фиг. 4).

Во время следующей операции на цилиндрические участки намотанной оболочки

0 надевают разъемные калибрующие кольца 9 и 10, обмотанную заготовку помещают в печь и нагревают до размягчения связующего в слоях вспомогательной оболочки. Затем заготовку извлекают из печи, а оболочку пе5 реформовывают элементами пресс-формы 11 по профилю шпангоута (фиг. 5).

После деформирования оболочки, связующее в ней окончательно полимеризуют под воздействием повышенной температу0 ры и давления. По завершении процесса полимеризации из пресс-формы извлекают готовое изделие.

Данный способ изготовления слоистых изделий позволяет получить армированные

5 непрерывной нитью изделия сложной формы, которые нельзя получить намоткой, что повышает их качество.

Формула изобретения Способ изготовления слоистых изделий

0 из композиционного материала, включающий намотку на оправку заготовки оболочки на часть ее толщины, частичное ее отверж- дение, удаление оправки, намотку заготовки на всю толщину с последующим ее

5 полным отверждением, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, после удаления оправки в полость намотанной заготовки вводят закладной элемент, соответствующий по

0 форме изготавливаемому изделию и имеющий периметр, равный периметру оболочки, а после намотки заготовки на всю толщину ее спрессовывают по профилю закладного элемента.

Использование: изобретение относится к технологии переработки армированных пластмасс и может быть использовано при производстве изделий сложного профиля типа шпангоутов. Сущность изобретения: на технологическую оправку наматывают вспомогательную оболочку толщиной 0,1- 0,5 заданной толщины наружной оболочки шпангоута, полимёризуют ее до 30-50%- ной степени полимеризации, после удаления оправки во внутрь оболочки помещают отформованную заготовку шпангоута и доматывают оболочку до нужной толщины, весь пакет подвергают нагреву до температуры размягчения связующего во вспомогательной оболочке, а оболочку спрессовывают по форме закладного элемента с последующим окончательным от- верждением связующего. 5 ил.