RU106897U1 - INSTALLATION FOR MAKING BADGES - Google Patents

Abstract

Установка для изготовления препрегов, содержащая узел подачи материала, устройство нанесения покрытия, состоящее из узла нанесения покрытия горячим плавлением, узла нанесения покрытия в виде ракли над валом и узла нанесения покрытия плавающим ножом, первый узел ламинирования, узел пропитки, расположенный под первым узлом ламинирования, узел сушки, узел калибрования, второй узел ламинирования, узел охлаждения и узел обрезки кромок, узел размотки/намотки, расположенный под устройством нанесения покрытия, узел намотки готового изделия, смонтированный под узлом обрезки кромок, а также центральный блок управления, связанный с указанными узлами с возможностью их выборочного приведения в действие. Installation for the manufacture of prepregs containing a material supply unit, a coating device consisting of a hot melting coating unit, a squeegee coating unit above the shaft and a floating knife coating unit, a first lamination unit, an impregnation unit located under the first lamination unit, drying unit, calibration unit, second lamination unit, cooling unit and edge trimming unit, unwinding / winding unit located under the coating device, finished product winding unit, cm mounted under the edge trimming unit, as well as a central control unit connected to these units with the possibility of their selective activation.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к оборудованию для изготовления препрегов, применяемых для конструкционных изделий, и может быть использована в различных отраслях промышленности, таких как авиационная, автомобильная, судостроительная, медицинская и т.д.The utility model relates to the field of engineering, namely, equipment for the manufacture of prepregs used for structural products, and can be used in various industries, such as aviation, automotive, shipbuilding, medical, etc.

Препрег - это композиционный материал-полуфабрикат, полученный по непрерывной технологии посредством пропитки армирующего наполнителя равномерно распределенным полимерным связующим, и частично отвержденный, что позволяет изготавливать детали сложной формы. Данные материалы применяются в авиастроении при изготовлении корпусов самолетов и вертолетов, крыльев, обтекателей, винтов, также используются при изготовлении лопастей для ветроэнергетических установок, в судостроении для изготовления корпусов судов, в автомобилестроении для ненесущих деталей кузовов колесных транспортных средств, в строительстве, в том числе для армирования бетонных конструкций, в медицине при изготовлении протезов и медицинских приборов, а также используются при изготовлении спортивного инвентаря, например, лыж. Изделия из таких материалов характеризуются сочетанием высокой прочности и жесткости, низкими температурным коэффициентом линейного расширения (благодаря чему при повышенных температурах они имеют хорошую стабильность размеров) и коэффициентом трения, высокими тепло- и электропроводностью, износостойкостью, устойчивостью к термическому, химическому и радиационному воздействию. Использование композиционных материалов позволяет снизить вес изделия (например, снижение массы самолета за счет использования композиционных материалов для деталей фюзеляжа, крыла, оперения самолета составляет 15-30%, и, как следствие, снижение расхода топлива воздушных судов), увеличить прочностные характеристики и срок их службы.A prepreg is a semi-finished composite material obtained by continuous technology by impregnating a reinforcing filler with a uniformly distributed polymer binder, and partially cured, which makes it possible to produce parts of complex shape. These materials are used in the aircraft industry for the manufacture of aircraft and helicopter hulls, wings, fairings, propellers, are also used in the manufacture of blades for wind power plants, in shipbuilding for the manufacture of ship hulls, in the automotive industry for non-load-bearing parts of bodies of wheeled vehicles, in construction, including for reinforcing concrete structures, in medicine in the manufacture of prostheses and medical devices, and are also used in the manufacture of sports equipment, such as skis. Products made of such materials are characterized by a combination of high strength and rigidity, low temperature coefficient of linear expansion (due to which they have good dimensional stability at elevated temperatures) and friction coefficient, high thermal and electrical conductivity, wear resistance, and resistance to thermal, chemical and radiation effects. The use of composite materials allows to reduce the weight of the product (for example, reducing the weight of the aircraft due to the use of composite materials for the details of the fuselage, wing, feathering of the aircraft is 15-30%, and, as a result, reducing fuel consumption of aircraft), increase the strength characteristics and their term service.

В качестве наполнителя (армирующего материала) при изготовлении препрега могут быть использованы стеклянные, углеродные, базальтовые и другие волокна, например, в виде однонаправленной ленты или тканого материала (сатин, полотно и т.д.). Связующее для препрега можно разделить на две категории: содержащие растворитель и без растворителя. Последнее может быть как в жидком, так и в твердом состоянии при комнатной температуре. Для связующих с растворителем применяется пропитка в ванной и последующая сушка от растворителя, для связующих без растворителя применяется нанесение пленки связующего и соединение этой пленки с армирующим материалом. При использовании твердых при комнатной температуре связующих производится предварительный нагрев связующего для получения расплава. Связующими таких материалов могут служить синтетические полимеры, например, эпоксидные или полиэфирные смолы.As a filler (reinforcing material) in the manufacture of the prepreg, glass, carbon, basalt and other fibers can be used, for example, in the form of a unidirectional tape or woven material (satin, canvas, etc.). The binder for the prepreg can be divided into two categories: containing solvent and without solvent. The latter can be both in liquid and in solid state at room temperature. For binders with a solvent, bath impregnation and subsequent drying from a solvent is used; for binders without a solvent, a binder film is applied and this film is combined with a reinforcing material. When using binders that are solid at room temperature, the binder is preheated to form a melt. Binders of such materials may be synthetic polymers, for example, epoxy or polyester resins.

Способы и условия получения препрегов, а также их свойства определяются преимущественно типом связующего. В связи с этим основное отличие установок для изготовления препрегов заключается в устройствах для нанесения связующего на наполнитель.The methods and conditions for producing prepregs, as well as their properties, are determined primarily by the type of binder. In this regard, the main difference between installations for the manufacture of prepregs is in devices for applying a binder to the filler.

Известна установка для изготовления препрегов, в которой используется устройство, предназначенное для нанесения связующего способом горячего расплава, который позволяет высоковязкой низкоконцентрированной термореактивной смоле легко проникать в волокнистую основу без необходимости использования растворителей (JP 2009091377 А1, C08J 5/24, 30.04.2009).A known device for the manufacture of prepregs, in which a device is used for applying a hot melt binder, which allows a highly viscous, low-concentration thermosetting resin to easily penetrate into the fibrous base without the need for solvents (JP 2009091377 A1, C08J 5/24, 04/30/2009).

Известна установка для изготовления препрегов, в которой используется устройство для нанесения покрытия на рулонный материал, в котором расплав связующего подается в объем между валком и раклей при температуре ниже его температуры отверждения. Безроликовый прижим полотна материала в зоне пропитки осуществляется заданным натяжением полотна материала. (RU 2254172 С1, В05С 1/08, 20.06.2005).A known installation for the manufacture of prepregs, in which a device is used for coating a roll material, in which the binder melt is fed into the volume between the roller and the doctor blade at a temperature below its curing temperature. Rollerless clip of the web of material in the impregnation zone is carried out by the specified tension of the web of material. (RU 2254172 C1, B05C 1/08, 06/20/2005).

Известна установка для изготовления препрегов, содержащая шпулярник для шпулей со жгутом, распределительную гребенку, устройство для крепления ткани, размоточное устройство для крепления подложки, первую пропиточную ванну, устройство для сушки, вторую пропиточную ванну, натяжной узел, кашировочный каландр, горизонтальную камеру сушки наполнителя после второй пропитки, обогреваемые и охлаждаемые каландры, приемное устройство для полученного препрега (RU 2321606 C1, C08J 5/24, 10.04.2008, прототип).A known installation for the manufacture of prepregs, containing creel for bobbins with a tourniquet, a distribution comb, a device for attaching fabric, an unwinding device for attaching a substrate, a first impregnating bath, a drying device, a second impregnating bath, a tension unit, a laminating calendar, a horizontal filler drying chamber after the second impregnation, heated and cooled calendars, a receiving device for the obtained prepreg (RU 2321606 C1, C08J 5/24, 04/10/2008, prototype).

Недостатком указанных установок является то, что каждое из них применяется для изготовления препрегов из определенного вида наполнителей с использованием определенных связующих с заданным уровнем характеристик.The disadvantage of these installations is that each of them is used for the manufacture of prepregs from a certain type of fillers using certain binders with a given level of characteristics.

Задачей полезной модели является расширение технологических возможностей установки для изготовления препрегов, повышение качества препрегов конструкционного назначения при минимизации занимаемой установкой производственной площади, а также снижение себестоимости изготавливаемых препрегов.The objective of the utility model is to expand the technological capabilities of the installation for the manufacture of prepregs, improve the quality of prepregs for structural purposes while minimizing the installation space occupied by the installation, and also reduce the cost of manufactured prepregs.

Технический результат достигается тем, что установка для изготовления препрегов содержит узел подачи материала, устройство нанесения покрытия, состоящее из узла нанесения покрытия горячим плавлением, узла нанесения покрытия в виде ракли над валом и узла нанесения покрытия плавающим ножом, первый узел ламинирования, узел пропитки, расположенный под первым узлом ламинирования, узел для сушки, узел калибрования, второй узел ламинирования, узел охлаждения и узел обрезки кромок, узел размотки/намотки, расположенный под устройством нанесения покрытия, узел намотки готового изделия, смонтированный под узлом обрезки кромок, а также центральный блок управления, связанный с указанными узлами с возможностью их выборочного приведения в действие.The technical result is achieved by the fact that the installation for the manufacture of prepregs contains a material supply unit, a coating device consisting of a hot melting coating unit, a squeegee coating unit above the shaft and a floating knife coating unit, a first lamination unit, an impregnation unit located under the first lamination unit, a drying unit, a calibration unit, a second lamination unit, a cooling unit and an edge trimming unit, an unwinding / winding unit located under the application device I cover, the finished product winding unit mounted under the edge trimming unit, as well as the central control unit associated with these units with the possibility of their selective activation.

Представленная универсальная автоматизированная установка за счет того, что она содержит как устройство нанесения покрытия, так и узел пропитки, позволяет осуществлять изготовление препрегов на основе различных термопластичных и термореактивных связующих, например, в виде растворов, расплавов, пленок, волокон, с использованием различных армирующих наполнителей, например, углеродных, стеклянных, базальтовых и др., в виде как жгутов (в том числе и площеных), так и в виде текстильных структур независимо от их толщин, при этом препрега могут быть изготовлены посредством нанесения связующего на наполнитель как с одной стороны, так и с обеих сторон, а также пропиткой наполнителя связующим в пропиточной ванне. Компактное размещение узла нанесения покрытия горячим плавлением, узла нанесения покрытия в виде ракли над валом и узла нанесения покрытия плавающим ножом в одном устройстве нанесения покрытия, размещение узла пропитки под первым узлом ламинирования, а также возможность установки узла намотки готового изделия под узлом обрезки кромок позволяет минимизировать занимаемую установкой производственную площадь, что, в свою очередь, позволит снизить себестоимость изготовления препрегов. Наличие центрального блока управления, связанного со всеми узлами установки позволяет выборочно приводить в действие (включать/выключать) требуемые узлы установки в соответствии с технологическим процессом, что в свою очередь обеспечит быструю переналадку оборудования при переходе с одного технологического процесса на другой.The presented universal automated installation due to the fact that it contains both a coating device and an impregnation unit, allows the preparation of prepregs based on various thermoplastic and thermosetting binders, for example, in the form of solutions, melts, films, fibers, using various reinforcing fillers , for example, carbon, glass, basalt, etc., in the form of both bundles (including plaited), and in the form of textile structures, regardless of their thickness, while the prepreg can yt manufactured by applying a binder to the filler on the one hand, and on both sides as well as the filler binder impregnated in an impregnating bath. The compact placement of the hot melting coating unit, the squeegee coating unit above the shaft and the floating knife coating unit in one coating device, the placement of the impregnation unit under the first lamination unit, and the ability to install the finished product winding unit under the edge trimming unit the production area occupied by the installation, which, in turn, will reduce the cost of manufacturing prepregs. The presence of a central control unit associated with all units of the installation allows you to selectively actuate (turn on / off) the required units of the installation in accordance with the technological process, which in turn will provide quick readjustment of equipment during the transition from one technological process to another.

Вышеизложенные особенности и преимущества полезной модели будут понятны из последующего описания предпочтительного примера осуществления со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором для представления одинаковых элементов используются одинаковые позиции. На чертеже представлена схема универсальной установки для изготовления препрегов в соответствии с настоящей полезной моделью, которая содержит: 1 - шпулярник; 2 - каландр с распределительной гребенкой; 3 - первый блок контроля качества изготавливаемого материала; 4 - устройство нанесения покрытия, включающее: 5 - узел горячего плавления. 6 - узел нанесения покрытия в виде ракли над валом, 7 - узел нанесения покрытия плавающим ножом; 8 - узел размотки/намотки; 9 - узел размотки; 10 - первый узел ламинирования; 11 - узел пропитки, включающий: 12 - пропиточную ванну, 13 - обжимные валы, 14 - вертикальное устройство для сушки, 15 - бак бесперебойной подпитки раствора; 16 - горизонтальный узел для сушки; 17 - узел калибрования, состоящий из: 18 - первого узла калибрования, 19 - второго узла калибрования, 20 - третьего узла калибрования, 21 - нагреваемой плиты, 22 - узла размотки/намотки и 23 - узла размотки/намотки; 24 - второй блок контроля качества изготавливаемого материала; 25 - второй узел ламинирования; 26 - узел размотки/намотки; 27 - узел охлаждения; 28 - узел обрезки кромок; 29 - узел намотки полученного препрега.The above features and advantages of the utility model will be apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawing, in which the same reference numbers are used to represent the same elements. The drawing shows a diagram of a universal installation for the manufacture of prepregs in accordance with this utility model, which contains: 1 - creel; 2 - calender with distribution comb; 3 - the first block of quality control of the manufactured material; 4 - coating device, including: 5 - hot melt assembly. 6 - site of coating in the form of a squeegee above the shaft; 7 - site of coating with a floating knife; 8 - unwinding / winding unit; 9 - unwinding unit; 10 - the first lamination unit; 11 - impregnation unit, including: 12 - impregnation bath, 13 - crimp shafts, 14 - vertical drying device, 15 - uninterrupted feed solution tank; 16 - horizontal node for drying; 17 - calibration unit, consisting of: 18 - the first calibration unit, 19 - the second calibration unit, 20 - the third calibration unit, 21 - the heated plate, 22 - the unwinding / winding unit and 23 - the unwinding / winding unit; 24 - the second block of quality control of the manufactured material; 25 - the second node lamination; 26 - site unwinding / winding; 27 - cooling unit; 28 - site trimming edges; 29 - winding unit of the obtained prepreg.

Установка для изготовления препрегов содержит узел подачи материала в виде шпулярника 1 для установки бобин с волокном.Installation for the manufacture of prepregs contains a site for supplying material in the form of creel 1 for installing bobbins with fiber.

За шпулярником 1 установлен компенсирующий каландр 2, который применяется для формирования единого натяжения всех нитей. Он содержит три валка, два из которых - нижние - покрыты резиной, а верхний валок может быть выполнен как прорезиненным, так и металлическим. Указанные валки установлены с возможностью их разведения.Behind the creelike 1, a compensating calender 2 is installed, which is used to form a single tension of all threads. It contains three rolls, two of which - the lower ones - are coated with rubber, and the upper roller can be made both rubberized and metal. These rolls are installed with the possibility of their dilution.

На входе в каландр 2 может быть установлено бердо (на чертеже не показано).At the entrance to the calender 2 can be installed reed (not shown).

За каландром 2 расположен первый блок 3 контроля качества изготавливаемого материала, который измеряет и контролирует вес материала на кв.м полотна. Контроль качества осуществляется постоянно посредством сенсоров, расположенных на протяжении всего цикла следования материала, которые передают информацию в блок автоматического контроля. Блок построен по модульному принципу и включает электронную панель со станцией контроля и отображения, а также программное обеспечение. На дисплее формируется карта материала на основании совокупных данных от датчиков, расположенных по длине и ширине материала, которые регистрируют минимальный, максимальный и средний показатели после каждого перекрестного сканирования.Behind calender 2 is the first block 3 of quality control of the manufactured material, which measures and controls the weight of the material per square meter of canvas. Quality control is carried out continuously by means of sensors located throughout the material cycle, which transmit information to the automatic control unit. The unit is built on a modular basis and includes an electronic panel with a monitoring and display station, as well as software. A material map is formed on the display based on aggregate data from sensors located along the length and width of the material, which record the minimum, maximum and average values after each cross-scan.

За первым блоком 3 контроля качества смонтировано многофункциональное устройство 4 нанесения покрытия (связующего), которое состоит из следующих основных узлов: узла 5 горячего плавления, узла 6 нанесения связующего раклей над валом и узла 7 нанесения связующего плавающим ножом.Behind the first block 3 of quality control, a multifunctional coating (binder) device 4 is mounted, which consists of the following main units: a hot melting unit 5, a binder squeegee applying unit 6 over the shaft, and a binder application unit 7 with a floating knife.

Узел 5 горячего плавления состоит из двух нагреваемых валов с регулируемыми усилием и зазором для перераспределения связующего, установленных перед задним валом нанесения покрытия. Нагреваемые валы имеют тефлоновое покрытие. Температура нагреваемых валов горячего плавления контролируется с помощью датчиков температуры и регулируется. Также посредством микрометрического регулирующего устройства осуществляется регулирование зазора между валами горячего плавления с учетом толщины материала слева и справа. Задний охлаждающий вал имеет хромированное покрытие. Его температура составляет 16°-17°С, т.к. при более низкой температуре собирается конденсат.The hot-melting unit 5 consists of two heated shafts with adjustable force and clearance for the redistribution of a binder installed in front of the rear coating shaft. Heated shafts are teflon coated. The temperature of the heated hot melt shafts is controlled by temperature sensors and is adjustable. Also, by means of a micrometric control device, the clearance between the hot melting shafts is adjusted taking into account the thickness of the material on the left and right. The rear cooling shaft has a chrome finish. Its temperature is 16 ° -17 ° C, because at lower temperatures, condensation collects.

Второй узел 6 нанесения покрытия устройства 4 нанесения покрытия выполнен в виде ракли, расположенной над валом, на которую подается связующее. В данном узле 6 предусмотрено микрометрическое регулирование зазора с помощью левого и правого микрометрических устройств, независимых одно от другого.The second coating unit 6 of the coating device 4 is made in the form of a squeegee located above the shaft to which the binder is supplied. This node 6 provides micrometric adjustment of the gap using the left and right micrometric devices, independent of one another.

Третий узел 7 нанесения связующего устройства 4 нанесения покрытия выполнен в виде плавающего ножа, расположенного над валом и на расстоянии от него.The third node 7 of the application of the binder 4 coating is made in the form of a floating knife located above the shaft and at a distance from it.

Под устройством 4 нанесения покрытия установлен узел 8 размотки/намотки, а за устройством 4 нанесения покрытия сверху него установлен узел 9 размотки. Узел 8 размотки/намотки и узел 9 размотки содержат сердечник воздушного вала и пневматический тормоз, снабжены независимым двигателем для работы в прямом и обратном направлении и применяются как для рулонов подложки, так и для рулонов наполнителя в виде ткани.Under the coating device 4, an unwinding / winding unit 8 is installed, and behind the coating device 4, an unwinding unit 9 is installed on top of it. The unwinding / winding unit 8 and the unwinding unit 9 contain an air shaft core and a pneumatic brake, are equipped with an independent motor for working in the forward and reverse direction, and are used both for substrate rolls and for filler rolls in the form of fabric.

За устройством 4 нанесения покрытия расположен первый узел 10 ламинирования, который состоит из двух охлаждающих валов с тефлоновым покрытием и микрометрическим регулированием зазора. Узел включает пневматическое устройство поднимания и опускания вала в зависимости от настроек толщины ламината.Behind the coating device 4, a first lamination unit 10 is located, which consists of two cooling rolls with Teflon coating and micrometric clearance control. The unit includes a pneumatic device for raising and lowering the shaft, depending on the settings of the thickness of the laminate.

Под первым узлом 10 ламинирования расположен узел 11 пропитки, содержащий пропиточную ванну 12, смонтированные над ней обжимные валы 13, покрытые тефлоном, и вертикальное устройство 14 для сушки. Пропиточная ванна 12 может быть выполнена с расположенными внутри нее одним цилиндром или с тремя цилиндрами и соединена трубой с баком 15 бесперебойной подпитки раствора. Для поддержания постоянной вязкости пропиточная ванна оснащена вискозиметром.Under the first lamination unit 10, an impregnation unit 11 is located, comprising an impregnation bath 12, mounted on it crimping shafts 13 coated with Teflon, and a vertical drying device 14. The impregnation bath 12 can be performed with one cylinder located inside it or with three cylinders and connected by a pipe to the tank 15 uninterrupted feed solution. To maintain constant viscosity, the impregnation bath is equipped with a viscometer.

Вертикальное устройство 14 для сушки состоит из двух нагревательных панелей, вертикально расположенных с возможностью перемещения между ними изготавливаемого препрега. Конструкция устройства 14 для сушки предполагает сушку материалов из углеродных и стеклянных волокон. Температура воздуха внутри секции может составлять от 100 до 450°С.The vertical drying device 14 consists of two heating panels vertically arranged to move the prepreg between them. The design of the drying device 14 involves drying carbon and glass fiber materials. The air temperature inside the section can be from 100 to 450 ° C.

За первым узлом 10 ламинирования расположен узел 16 для сушки (например, инфракрасным излучением), секции нагрева которого состоят из нескольких нагревательных панелей, горизонтально расположенных с возможностью перемещения между ними изготавливаемого препрега. Температура воздуха внутри каждой секции составляет от 100 до 450°С. Конструкция узла 16 предполагает сушку материалов из углеродных и стеклянных волокон. Узел 16 также содержит трубу для отвода загрязненного воздуха и вытяжной вентилятор (на чертеже не показаны).Behind the first lamination unit 10 there is a drying unit 16 (for example, infrared radiation), the heating sections of which consist of several heating panels horizontally arranged to move the prepreg between them. The air temperature inside each section is from 100 to 450 ° C. The design of the node 16 involves drying materials from carbon and glass fibers. The site 16 also contains a pipe for removing contaminated air and an exhaust fan (not shown).

Узел 16 для сушки и вертикальное устройство 14 для сушки применяются только для процесса пропитки материала связующим в пропиточной ванне 12.The drying unit 16 and the vertical drying device 14 are used only for the process of impregnating the material with a binder in the impregnating bath 12.

За узлом 16 для сушки расположен узел 17 калибрования, который состоит из трех узлов 18, 19, 20 калибрования, два из которых (18, 19) содержат нагревательные каландры, а третий узел (20) содержит охлаждающий каландр, при этом все каландры выполнены с тефлоновым покрытием и микрометрическим регулирование зазора. Каждый из узлов (18, 19, 20) калибрования оснащен устройством настройки в соответствии с толщиной материала. Между узлами 18 и 19, а также 19 и 20 расположены нагреваемые электрические плиты 21, поверхность которых выполнена из нержавеющей стали. Рабочая температура плит 21 составляет 450°С. Над и под узлом 18 калибрования расположены узлы 22 размотки/намотки, а над и под узлом 20 калибрования расположены узлы 23 размотки/намотки. Каждый из узлов 22 размотки/намотки состоит из сердечника воздушного вала и пневматического тормоза и снабжен независимым двигателем. А каждый из узлов 23 размотки/намотки выполнен с возможностью управления натяжением материала.Behind the drying unit 16 there is a calibration unit 17, which consists of three calibration units 18, 19, 20, two of which (18, 19) contain heating calendars, and the third unit (20) contains a cooling calender, while all calendars are made with Teflon-coated and micrometric clearance adjustment. Each of the calibration nodes (18, 19, 20) is equipped with a setting device in accordance with the thickness of the material. Between nodes 18 and 19, as well as 19 and 20 are heated electric stoves 21, the surface of which is made of stainless steel. The working temperature of the plates 21 is 450 ° C. Above and below the calibration unit 18, unwinding / winding units 22 are located, and above and below the calibration unit 20, unwinding / unwinding units 23 are located. Each of the unwinding / winding units 22 consists of an air shaft core and an air brake and is equipped with an independent motor. And each of the nodes 23 unwinding / winding is configured to control the tension of the material.

За узлом 17 калибрования расположен второй блок 24 контроля качества, который как и первый блок 3 контроля качества измеряет и контролирует вес материала на кв.м полотна. Контроль качества осуществляется постоянно посредством сенсоров, расположенных на протяжении всего цикла следования материала, которые передают информацию в блок автоматического контроля. Указанный блок построен по модульному принципу и включает электронную панель со станцией контроля и отображения, а также программное обеспечение. На дисплее формируется карта материала на основании совокупных данных от датчиков, расположенных по длине и ширине материала, которые регистрируют минимальный, максимальный и средний показатели после каждого перекрестного сканирования.Behind the calibration unit 17, there is a second quality control unit 24, which, like the first quality control unit 3, measures and controls the weight of the material per square meter of web. Quality control is carried out continuously by means of sensors located throughout the material cycle, which transmit information to the automatic control unit. The specified block is built on a modular basis and includes an electronic panel with a monitoring and display station, as well as software. A material map is formed on the display based on aggregate data from sensors located along the length and width of the material, which record the minimum, maximum and average values after each cross-scan.

За вторым блоком 24 контроля качества размещены второй узел 25 ламинирования с расположенными над и под ним узлами 26 размотки/намотки, узел 27 охлаждения, а также узел 28 обрезки кромок. Второй узел 25 ламинирования содержит ламинирующие валы с хромированной поверхностью и пневматический цилиндр, расположенный при входе в указанный узел 25, для регулирования натяжения материала. Узел 25 оснащен устройством синхронизации скорости и предполагает также возвратные движения. Узел 27 охлаждения выполнен в виде приводного хромированного вала, имеющего ротационное соединение для циркуляции воды. Узел 28 обрезки кромок выполнен, например, в виде двух пар ножей, которые установлены с возможностью регулирования в зависимости от толщины и ширины обрезаемого материала.Behind the second quality control unit 24, there is a second laminating unit 25 with unwinding / winding units 26 located above and below it, a cooling unit 27, and also an edge trimming unit 28. The second laminating unit 25 comprises laminating shafts with a chromed surface and a pneumatic cylinder located at the entrance to said unit 25 to control the tension of the material. Node 25 is equipped with a speed synchronization device and also involves return movements. The cooling unit 27 is made in the form of a chromed drive shaft having a rotational connection for water circulation. The edge trimming unit 28 is made, for example, in the form of two pairs of knives, which are installed with the possibility of regulation depending on the thickness and width of the material being cut.

Под узлом 28 обрезки кромок установлен узел 29 намотки готового препрега, выполненный в виде, по меньшей мере, одного приводного намотчика для готового препрега, который оснащен устройствами синхронизации скорости и контроля натяжения материала и предполагает возвратные движения.Under the edge trimming unit 28, a finished prepreg winding unit 29 is installed, made in the form of at least one drive winder for the finished prepreg, which is equipped with speed synchronization and material tension control devices and involves return movements.

Все указанные узлы связанны с центральным блоком управления, с пульта управления которого возможно задавать режимы их выборочного приведения в действие, благодаря чему предлагаемая установка позволяет реализовать несколько технологических схем производства препрегов.All these nodes are connected to the central control unit, from the control panel of which it is possible to set the modes of their selective actuation, so the proposed installation allows you to implement several technological schemes for the production of prepregs.

В помещении, где расположена установка для изготовления препрегов, поддерживаются посредством системы кондиционирования и очистки воздуха определенные условия: температура воздуха - 22°С-24°С, влажность воздуха - 65%.In the room where the installation for the manufacture of prepregs is located, certain conditions are supported by means of an air conditioning and air purification system: air temperature - 22 ° C-24 ° C, air humidity - 65%.

Ниже будут приведены несколько из возможных примеров изготовления препрегов посредством предлагаемой установки для изготовления препрегов. Однако данные примеры осуществления не ограничивают объем полезной модели, т.к. возможны и другие технологические схемы изготовления препрегов посредством предлагаемой установки.Below are some of the possible examples of the manufacture of prepregs by means of the proposed installation for the manufacture of prepregs. However, these implementation examples do not limit the scope of the utility model, because other technological schemes for making prepregs by means of the proposed installation are also possible.

Пример 1.Example 1

В данном примере для изготовления препрега используется связующее, которое может быть нанесено только в виде расплава при температуре от 30°С до 200°С. Перед началом работы с центрального блока управления подаются команды на приведение в действие узла 8 размотки/намотки, узла 5 горячего плавления, узла 9 размотки, первого узла 10 ламинирования, узлов 22, 23 и 26 размотки/намотки, узлов 18, 19 и 20 калибрования, второго узла 25 ламинирования, узла 27 охлаждения и узла 29 намотки. На силиконизированную бумагу, подаваемую с узла 8 размотки/намотки, с помощью узла 5 горячего плавления наносят расплавленное связующее. Далее с узла 9 размотки подается армирующий материал (ткань или лента), который с помощью первого узла 10 ламинирования соединяется с пленкой связующего. Затем сверху с узла 22 размотки/намотки подается вспомогательная бумага и силиконизированной стороной соединяется со слоем армирующего материала. Полученную ленту пропускают через узлы 18 и 19 калибрования с нагревательными каландрами для пропитки армирующего материала расплавленным связующим и узел 20 калибрования с охлаждающим каландром для понижения вязкости связующего. После этого вспомогательная бумага отделяется и сматывается в рулон в расположенном сверху узле 23 размотки/намотки. Далее с узла 26 размотки/намотки на армирующий материал сверху подается полиэтиленовая пленка и посредством второго узла 25 ламинирования соединяется с армирующим материалом. Полученный препрег окончательно охлаждается при контакте с охлаждаемым валом узла 27 охлаждения и наматывается в рулон узлом 29 намотки.In this example, a binder is used to make the prepreg, which can only be applied in the form of a melt at a temperature of 30 ° C to 200 ° C. Before starting work from the central control unit, commands are given to actuate the unwinding / winding unit 8, the hot melting unit 5, the unwinding unit 9, the first laminating unit 10, the unwinding / winding units 22, 23 and 26, the calibration units 18, 19 and 20 , a second lamination unit 25, a cooling unit 27, and a winding unit 29. A molten binder is applied to the siliconized paper fed from the unwinding / winding unit 8 using the hot melting unit 5. Next, from the unwinding unit 9, a reinforcing material (fabric or tape) is supplied, which is connected to the binder film using the first lamination unit 10. Then, auxiliary paper is fed from the unwinding / winding unit 22 from above and connected to the layer of reinforcing material with a siliconized side. The resulting tape is passed through calibration nodes 18 and 19 with heating calendars for impregnating the reinforcing material with a molten binder and calibration node 20 with a cooling calender to lower the viscosity of the binder. After that, the auxiliary paper is separated and wound into a roll in the upper unwinding / winding unit 23. Next, from the unwinding / winding unit 26, a plastic film is fed from above to the reinforcing material and is connected to the reinforcing material through the second laminating unit 25. The resulting prepreg is finally cooled by contact with the cooled shaft of the cooling unit 27 and wound into a roll by the winding unit 29.

Пример 2.Example 2

Технологическая схема изготовления препрега в соответствии с примером 2 аналогична схеме изготовления препрега в соответствии с примером 1 за исключением того, что вместо ткани или ленты непосредственно со шпулярника подается однонаправленная лента.The technological scheme for the manufacture of the prepreg in accordance with Example 2 is similar to the scheme for the manufacture of the prepreg in accordance with Example 1 except that instead of fabric or tape, a unidirectional tape is fed directly from the creel.

Пример 3.Example 3

В данном примере изготовления препрега используется связующее, которое может быть нанесено только в виде расплава при температуре от 30°С до 200°С. Процесс производства разделяется на два этапа: нанесение связующего на бумагу (этап 1) и перенос связующего с бумаги на армирующий материал (этап 2). Перед началом работы с центрального блока управления подаются команды на приведение в действие узлов 8, 22, 23 и 26 размотки/намотки, узла 5 горячего плавления, первого узла 10 ламинирования, второго узла 25 ламинирования, узлов 18 и 19 калибрования, узла 27 охлаждения и узла 29 намотки. На этапе 1 на силиконизированную бумагу, подаваемую с узла 8 размотки/намотки, наносится расплавленное связующее с помощью узла 5 горячего плавления. Далее с узла 26 размотки/намотки подается полиэтиленовая пленка и посредством второго узла 25 ламинирования соединяется со слоем связующего. Полученный материал охлаждается при контакте с охлаждаемым валом узла 27 охлаждения и наматывается в рулон узлом 29 намотки. На этапе 2 армирующий материал в виде однонаправленной ленты подается со шпулярника через первый узел 10 ламинирования. Сверху и снизу армирующего материала с узлов 22 размотки/намотки подается бумага с предварительно нанесенным на этапе 1 слоем связующего. Далее полученную ленту пропускают через узлы 18 и 19 калибрования с нагревательными каландрами для пропитки армирующего материала расплавленным связующим и узел 20 калибрования с охлаждающим каландром для понижения вязкости связующего. Верхняя и нижняя бумага отделяется и наматывается в рулоны узлами 23 размотки/намотки. Далее сверху и снизу с узлов 26 размотки/намотки на армирующий материал подается разделительная полиэтиленовая пленка. Полученная лента окончательно охлаждается при контакте с охлаждаемым валом узла 27 охлаждения и наматывается в рулон узлом 29 намотки.In this example, the preparation of the prepreg uses a binder, which can be applied only in the form of a melt at a temperature of from 30 ° C to 200 ° C. The production process is divided into two stages: applying a binder to the paper (step 1) and transferring the binder from the paper to the reinforcing material (step 2). Before starting work from the central control unit, commands are given to actuate the unwinding / winding units 8, 22, 23 and 26, the hot melting unit 5, the first laminating unit 10, the second laminating unit 25, the calibration units 18 and 19, the cooling unit 27, and node 29 winding. In step 1, molten binder is applied to the siliconized paper supplied from the unwinding / winding unit 8 using the hot melting unit 5. Then, a plastic film is fed from the unwinding / winding unit 26 and, by means of the second lamination unit 25, is connected to the binder layer. The resulting material is cooled by contact with the cooled shaft of the cooling unit 27 and wound into a roll by the winding unit 29. In step 2, the reinforcing material in the form of a unidirectional tape is fed from the creel through the first lamination unit 10. From the top and bottom of the reinforcing material from the unwinding / winding units 22, paper is supplied with a binder layer previously applied in step 1. Next, the resulting tape is passed through the nodes 18 and 19 of the calibration calenders for impregnation of the reinforcing material with a molten binder and the calibration unit 20 with a cooling calender to lower the viscosity of the binder. The upper and lower paper is separated and wound into rolls by unwind / rewind units 23. Then, from above and below, from the unwinding / winding units 26, a separation polyethylene film is fed to the reinforcing material. The resulting tape is finally cooled by contact with the cooled shaft of the cooling unit 27 and wound into a roll by the winding unit 29.

Пример 4.Example 4

В данном примере изготовления препрега используется связующее, обладающее низкой вязкостью при комнатной температуре без растворителей.In this example, the preparation of the prepreg uses a binder having a low viscosity at room temperature without solvents.

Перед началом работы с центрального блока управления подаются команды на приведение в действие узлов 8, 22, 23 и 26 размотки/намотки, узла 6 нанесения покрытия в виде ракли над валом, узла 9 размотки, узлов 18, 19 и 20 калибрования, узла 27 охлаждения и узла 29 намотки. На силиконизированную бумагу, подаваемую с узла 8 размотки/намотки, наносится связующее с помощью узла 6 нанесения покрытия в виде ракли над валом. Далее с узла 9 размотки подается армирующий материал (ткань или лента) и соединяется с пленкой связующего. Затем с узла 22 размотки/намотки подается вспомогательная бумага и силиконизированной стороной соединяется со слоем армирующего материала. Полученную ленту пропускают через узлы 18 и 19 калибрования с нагревательными каландрами для пропитки армирующего материала расплавленным связующим и узел 20 калибрования с охлаждающим каландром для понижения вязкости связующего. Верхняя и нижняя бумага отделяется и наматывается в рулоны узлами 23 размотки/намотки. Далее сверху с узла 26 размотки/намотки на армирующий материал подается разделительная полиэтиленовая пленка. Полученная лента окончательно охлаждается при контакте с охлаждаемым валом узла 27 охлаждения и наматывается в рулон узлом 29 намотки.Before starting work from the central control unit, commands are issued to actuate the unwinding / winding units 8, 22, 23 and 26, the coating unit 6 in the form of a squeegee above the shaft, the unwinding unit 9, the calibration units 18, 19 and 20, the cooling unit 27 and node 29 winding. On siliconized paper supplied from the unwinding / winding unit 8, a binder is applied using the coating unit 6 in the form of a squeegee above the shaft. Then, from the unwinding unit 9, a reinforcing material (fabric or tape) is supplied and connected to the binder film. Then, auxiliary paper is fed from the unwinding / winding unit 22 and connected to the reinforcing material layer with a siliconized side. The resulting tape is passed through calibration nodes 18 and 19 with heating calendars for impregnating the reinforcing material with a molten binder and calibration node 20 with a cooling calender to lower the viscosity of the binder. The upper and lower paper is separated and wound into rolls by unwind / rewind units 23. Further, from above from the unwinding / winding unit 26, a separating polyethylene film is supplied to the reinforcing material. The resulting tape is finally cooled by contact with the cooled shaft of the cooling unit 27 and wound into a roll by the winding unit 29.

Пример 5.Example 5

В данном примере изготовления препрега используется связующее, содержащее растворители. Необходимая вязкость связующего поддерживается автоматически при помощи добавления растворителя из бака 15 бесперебойной подпитки. Армирующим материалом может быть как ткань или лента из рулона, так и однонаправленная лента непосредственно со шпулярника.In this example, the preparation of the prepreg uses a binder containing solvents. The necessary viscosity of the binder is maintained automatically by adding solvent from the tank 15 uninterrupted feed. The reinforcing material can be either fabric or tape from a roll, or unidirectional tape directly from the creel.

Перед началом работы с центрального блока управления подаются команды на приведение в действие шпулярника 1 или узла 8 размотки/намотки, обжимных валов 13, устройств 14 и 16 для сушки, узлов 26 размотки/намотки, узла 27 охлаждения и узла 29 намотки. Армирующий материал со шпулярника 1 или из узла 8 размотки/намотки пропускается через систему валов в пропиточной ванне 12 со связующим. Излишки связующего удаляются с помощью обжимных валов 13. Далее лента проходит через вертикальное устройство 14 для сушки и горизонтальное устройство 16 для сушки с целью удаления растворителя из связующего. Затем сверху и снизу с узлов 26 размотки/намотки на армирующий материал подается разделительная полиэтиленовая пленка. Полученная лента окончательно охлаждается при контакте с валом узла 27 охлаждения и наматывается в рулон узлом 29 намотки.Before starting work from the central control unit, commands are issued to activate the creel 1 or the unwinding / winding unit 8, the crimping shafts 13, the drying devices 14 and 16, the unwinding / winding units 26, the cooling unit 27 and the winding unit 29. The reinforcing material from the creel 1 or from the unwinding / winding unit 8 is passed through a shaft system in an impregnation bath 12 with a binder. The excess binder is removed using crimp shafts 13. The tape then passes through a vertical drying device 14 and a horizontal drying device 16 to remove solvent from the binder. Then, from above and below, from the unwinding / winding units 26, a separating polyethylene film is supplied to the reinforcing material. The resulting tape is finally cooled by contact with the shaft of the cooling unit 27 and wound into a roll by the winding unit 29.

Из приведенных выше примеров видно, что с помощью предложенной установки может быть получен препрег на основе жгутов из углеродных, стеклянных, органических волокон или их сочетаний, а также тканей различного переплетения, выполненных на их основе, пропитанных раствором полимерного связующего, с требуемыми параметрами независимо от толщины волокнистого наполнителя, типа наполнителя и полимерного связующего, а так же от ширины ткани. Таким образом, предложенная конструкция позволяет расширить технологические возможности установки для изготовления препрегов и повысить качество препрегов конструкционного назначения при минимизации занимаемой установкой производственной площади, и тем самым снизить себестоимость изготавливаемых препрегов при минимальном времени на переналадку оборудования при переходе с одного технологического процесса на другой.From the above examples it is seen that using the proposed installation can be obtained prepreg based on bundles of carbon, glass, organic fibers or their combinations, as well as fabrics of various weaving, made on their basis, impregnated with a polymer binder solution, with the required parameters, regardless thickness of the fibrous filler, such as filler and polymer binder, as well as the width of the fabric. Thus, the proposed design allows you to expand the technological capabilities of the installation for the manufacture of prepregs and to improve the quality of prepregs for structural purposes while minimizing the occupied area of the installation, and thereby reduce the cost of manufactured prepregs with minimal time for the changeover of equipment during the transition from one technological process to another.

Описанные выше примеры осуществления следует во всех аспектах рассматривать лишь как иллюстративные и не обуславливающие никаких ограничений. Следовательно, могут быть использованы другие примеры осуществления настоящей полезной модели и примеры внедрения, которые не выходят за пределы описанных здесь существенных признаков.The embodiments described above should in all aspects be considered only as illustrative and not limiting. Therefore, other examples of the implementation of the present utility model and examples of implementation that do not go beyond the essential features described here may be used.

Claims (1)

Установка для изготовления препрегов, содержащая узел подачи материала, устройство нанесения покрытия, состоящее из узла нанесения покрытия горячим плавлением, узла нанесения покрытия в виде ракли над валом и узла нанесения покрытия плавающим ножом, первый узел ламинирования, узел пропитки, расположенный под первым узлом ламинирования, узел сушки, узел калибрования, второй узел ламинирования, узел охлаждения и узел обрезки кромок, узел размотки/намотки, расположенный под устройством нанесения покрытия, узел намотки готового изделия, смонтированный под узлом обрезки кромок, а также центральный блок управления, связанный с указанными узлами с возможностью их выборочного приведения в действие.

Installation for the manufacture of prepregs containing a material supply unit, a coating device consisting of a hot melting coating unit, a squeegee coating unit above the shaft and a floating knife coating unit, a first lamination unit, an impregnation unit located under the first lamination unit, drying unit, calibration unit, second laminating unit, cooling unit and edge trimming unit, unwinding / winding unit located under the coating device, finished product winding unit, cm mounted under the edge trimming unit, as well as a central control unit connected to these units with the possibility of their selective activation.