RU215268U1 - Device for molding products from polymer composite materials - Google Patents
Device for molding products from polymer composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU215268U1 RU215268U1 RU2022121857U RU2022121857U RU215268U1 RU 215268 U1 RU215268 U1 RU 215268U1 RU 2022121857 U RU2022121857 U RU 2022121857U RU 2022121857 U RU2022121857 U RU 2022121857U RU 215268 U1 RU215268 U1 RU 215268U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- vacuum bag
- products
- working
- shape
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title abstract description 29
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims abstract description 9
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009755 vacuum infusion Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 206010042674 Swelling Diseases 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 2
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области изготовления изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), а именно к устройствам для вакуумной инфузии и термокомпрессионного формования. В основу заявленного изобретения был положен технический результат - повышение качества и физико-механических свойств композитных изделий за счет увеличения давления формования. Устройство для формования изделий из полимерных композиционных материалов содержит рабочую оснастку с формообразующей поверхностью для выкладки ламината из армирующего материала, поверх которого собран технологический пакет, включающий слой жертвенной ткани, распределительную сетку, накрытый вакуумным мешком с возможностью герметичного соединения с формообразующей поверхностью рабочей оснастки посредством расположенных по ее периметру герметизирующих жгутов, вакуумный канал для откачки воздуха из технологического пакета и трубку подачи эпоксидного связующего, при этом устройство снабжено кожухом из литого оргстекла, герметично закрепленным на рабочей оснастке прижимными планками, а вакуумный мешок изготовлен из литой кремнийорганической резины, при этом формы кожуха и вакуумного мешка эквидистантно повторяют форму наружной поверхности композитного изделия. 3 ил.
Description
Полезная модель относится к области изготовления изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), а именно к устройствам для вакуумной инфузии и термокомпрессионного формования композитных изделий, и может найти применение в авиационной, автомобильной, судостроительной и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of manufacturing products from polymer composite materials (PCM), namely to devices for vacuum infusion and thermocompression molding of composite products, and can be used in aviation, automotive, shipbuilding and other industries.
Известна установка для формования изделий из ПКМ методом вакуумной инфузии, которая содержит оснастку в виде размещенной на опорной конструкции формы с формообразующей поверхностью для выкладки преформы из армирующего материала, поверх которой собран технологический пакет, включающий слой жертвенной ткани, сверху которого размещена распределительная сетка с расположенной сверху линией подачи полимерного связующего, которая накрыта двумя слоями вакуумной пленки с возможностью герметичного соединения с формообразующей поверхностью оснастки посредством расположенных по ее периметру герметизирующих жгутов, и вакуумную линию для откачки воздуха из технологического пакета, расположенную по периметру оснастки с внутренней стороны от герметизирующих жгутов и подключенную к вакуум-насосу (Патент РФ 2579380, опубл. 10.04.2016 г.)Known installation for molding products from PCM by vacuum infusion, which contains equipment in the form placed on the support structure of the form with a forming surface for laying out the preform of the reinforcing material, on top of which is assembled a technological package, including a layer of sacrificial tissue, on top of which there is a distribution grid located on top a polymer binder supply line, which is covered with two layers of vacuum film with the possibility of hermetic connection with the forming surface of the tooling by means of sealing bundles located along its perimeter, and a vacuum line for pumping air from the technological package, located along the perimeter of the tooling from the inside of the sealing bundles and connected to vacuum pump (Patent RF 2579380, published 04/10/2016)
Недостатком данной установки является выполнение вакуумной линии в виде одноразовых приемных трубок, которые усложняют ее конструкцию, и увеличивают трудоемкость сборки технологического пакета.The disadvantage of this installation is the implementation of the vacuum line in the form of disposable receiving tubes, which complicate its design, and increase the complexity of the assembly of the technological package.
Известно устройство для термокомпрессионного формования полимерных композиционных материалов, содержащее контейнер, на форму нижней части которого укладывают препрег («Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технологии» под редакцией А.А. Берлина, Санкт-Петербург, 2008 г., стр. 517). Сверху препрега устанавливают верхнюю часть контейнера с вкладышем из кремнийорганической резины. Контейнер помещается в печь и при нагреве вкладыш расширяется и создает давление на формуемый материал. Недостатком данного устройства является разница давлений на препрег в зонах с большим и малым объемами вкладыша и соответственно разные усилия прессования препрега в этих зонах, что приводит к ухудшению качества и физико-механических свойств композитных изделий.A device for thermocompression molding of polymer composite materials is known, containing a container, on the shape of the lower part of which a prepreg is placed (“Polymer composite materials: structure, properties, technologies”, edited by A.A. Berlin, St. Petersburg, 2008, p. 517 ). On top of the prepreg, the upper part of the container with an organosilicon rubber liner is installed. The container is placed in an oven and when heated, the liner expands and creates pressure on the molded material. The disadvantage of this device is the difference in pressure on the prepreg in areas with large and small volumes of the liner and, accordingly, different prepreg pressing forces in these areas, which leads to a deterioration in the quality and physical and mechanical properties of composite products.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является выбранная в качестве прототипа установка для формования изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумной инфузии, содержащая оснастку в виде размещенной на опорной конструкции формы с формообразующей поверхностью для выкладки преформы из армирующего материала, поверх которой собран технологический пакет, включающий слой жертвенной ткани, сверху которого размещена распределительная сетка с расположенной сверху линией подачи полимерного связующего, которая накрыта двумя слоями вакуумной пленки с возможностью герметичного соединения с формообразующей поверхностью оснастки посредством расположенных по ее периметру герметизирующих жгутов, и вакуумную линию для откачки воздуха из технологического пакета, расположенную по периметру оснастки с внутренней стороны от герметизирующих жгутов и подключенную к вакуум-насосу, при этом вакуумная линия выполнена в виде вакуумной канавки, которая сформирована в формообразующей поверхности формы оснастки, и в которую уложена металлическая цепь.The closest in technical essence to the proposed utility model is the installation chosen as a prototype for molding products from polymer composite materials by vacuum infusion, containing equipment in the form of a mold placed on a support structure with a forming surface for laying out a preform from a reinforcing material, on top of which a technological package is assembled , including a layer of sacrificial fabric, on top of which there is a distribution grid with a polymer binder supply line located on top, which is covered with two layers of vacuum film with the possibility of hermetic connection with the shaping surface of the tooling by means of sealing bundles located along its perimeter, and a vacuum line for pumping air from the technological package located along the perimeter of the tooling on the inside of the sealing harnesses and connected to the vacuum pump, while the vacuum line is made in the form of a vacuum groove, which is formed on the shaping surface of the tooling mold, and in which the metal chain is laid.
Установка для формования изделий из ПКМ методом вакуумной инфузии позволяет упростить сборку технологического пакета за счет выполнения вакуумной линии в виде канавки на формообразующей поверхности формы оснастки (Патент РФ №168899, опубл. 27.02.2017 г.).The installation for forming products from PCM by the vacuum infusion method makes it possible to simplify the assembly of the technological package by making a vacuum line in the form of a groove on the forming surface of the tooling mold (RF Patent No. 168899, publ. 27.02.2017).
Недостатком известного устройства, в том числе технической проблемой, являются низкие физико-механические свойства и качество изделий, обусловленные недостаточной величиной давления вакуума. Устройство не обеспечивает возможности формования крупногабаритных и толстостенных композитных изделий с развитой поверхностью.A disadvantage of the known device, including a technical problem, is the low physical and mechanical properties and quality of products, due to insufficient vacuum pressure. The device does not provide the possibility of molding large and thick-walled composite products with a developed surface.
Метод вакуумной инфузии использует силу вакуумного давления для ввода смолы в преформу, в качестве которой применяется сухая заготовка на основе волокнистого композита (ламината). Рабочее давление вакуума в вакуумном канале устройства, которое развивает вакуумный насос, не превышает 1 атм. (0,1 МПа). Пропитка ламината и формование изделия при максимальном давлении 0,1 МПа ограничивает технологические возможности метода вакуумной инфузии тонкостенными изделиями простой формы. Указанного давления недостаточно для формования крупногабаритных, толстостенных и разнотолщинных композитных изделий с развитой поверхностью и сложными рельефными конструктивными элементами.The vacuum infusion method uses the power of vacuum pressure to inject resin into a preform, which is a dry preform based on a fibrous composite (laminate). The working vacuum pressure in the vacuum channel of the device, which develops the vacuum pump, does not exceed 1 atm. (0.1 MPa). The impregnation of the laminate and the molding of the product at a maximum pressure of 0.1 MPa limits the technological capabilities of the vacuum infusion method to thin-walled products of a simple shape. The indicated pressure is insufficient for molding large-sized, thick-walled and different-thickness composite products with a developed surface and complex relief structural elements.
Кремнийорганическая резина (силиконовый эластомер) принадлежит к классу материалов с высоким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Значение ТКЛР кремнийорганической резины составляет ~ 300 мкм/м°С, и практически не меняется до температуры +200°С. Эластичность кремнийорганической резины сохраняется до температуры +280°С.Silicone rubber (silicone elastomer) belongs to the class of materials with a high temperature coefficient of linear expansion (TCLE). The TCLE value of silicone rubber is ~ 300 µm/m°C, and practically does not change up to a temperature of +200°C. The elasticity of organosilicon rubber is maintained up to a temperature of +280°C.
Изготовление вакуумного мешка из литой кремнийорганической резины эквидистантно повторяющей внешнюю форму изделия, герметично закрытой кожухом из литого оргстекла, также эквидистантно повторяющего внешнюю форму изделия, позволяет за счет расширения кремнийорганической резины в процессе нагрева рабочей оснастки, создавать давления формования до 30 МПа («Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технологии» под редакцией А.А. Берлина, Санкт-Петербург, 2008 г., стр. 517). Давление формования может варьироваться в зависимости от размеров и сложности формы изделия. Суммарное давление, за счет вакуума (на начальном этапе формования) и в результате расширения кремнийорганической резины (на конечном этапе формования) расширяет технологические возможности устройства за счет обеспечения возможности формования крупногабаритных и толстостенных композитных изделий сложной формы с развитой наружной поверхностью. Получаемые изделия имеют равномерную плотность и высокое качество, отсутствуют вздутия, расслоения и непропитанные участки.The manufacture of a vacuum bag from molded silicone rubber equidistantly repeating the external shape of the product, hermetically sealed with a cast plexiglass casing, also equidistantly repeating the external shape of the product, allows, due to the expansion of silicone rubber in the process of heating the working equipment, to create molding pressures up to 30 MPa ("Polymer composite materials : structure, properties, technologies ", edited by A. A. Berlin, St. Petersburg, 2008, p. 517). Forming pressure may vary depending on the size and complexity of the shape of the product. The total pressure, due to vacuum (at the initial stage of molding) and as a result of the expansion of silicone rubber (at the final stage of molding), expands the technological capabilities of the device by providing the possibility of molding large-sized and thick-walled composite products of complex shape with a developed outer surface. The resulting products have a uniform density and high quality, there are no swellings, delaminations and unimpregnated areas.
В основу заявленной полезной модели положен технический результат - расширение технологических возможностей устройства за счет обеспечения возможности формования крупногабаритных и толстостенных композитных изделий сложной формы с развитой наружной поверхностью.The claimed utility model is based on the technical result - the expansion of the technological capabilities of the device by providing the possibility of molding large-sized and thick-walled composite products of complex shape with a developed outer surface.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение качества и физико-механических свойств композитных изделий за счет увеличения давления формования.The technical result of the proposed utility model is to improve the quality and physical and mechanical properties of composite products by increasing the molding pressure.
Наличие вакуумного мешка из литой кремнийорганической резины герметично закрытого кожухом из литого оргстекла, эквидистантно повторяющих внешнюю форму изделия, позволяет создавать давления, достаточные для формования крупногабаритных и толстостенных композитных изделий сложной формы с высоким качеством и высокими физико-механических свойствами.The presence of a vacuum bag made of cast organosilicon rubber hermetically sealed by a casing of cast plexiglass, equidistantly repeating the external shape of the product, allows you to create pressure sufficient for molding large-sized and thick-walled composite products of complex shape with high quality and high physical and mechanical properties.
Технический результат достигается тем, что устройство для формования изделий из полимерных композиционных материалов, содержащее рабочую оснастку с формообразующей поверхностью для выкладки ламината из армирующего материала, поверх которого собран технологический пакет, включающий слой жертвенной ткани, распределительную сетку, накрытый вакуумным мешком с возможностью герметичного соединения с формообразующей поверхностью рабочей оснастки посредством расположенных по ее периметру герметизирующих жгутов, вакуумный канал для откачки воздуха из технологического пакета и трубку подачи эпоксидного связующего, снабжено кожухом из литого оргстекла, герметично закрепленным на рабочей оснастке прижимными планками, а вакуумный мешок изготовлен из литой кремнийорганической резины, при этом форма кожуха и форма вакуумного мешка эквидистантно повторяют форму наружной поверхности композитного изделия.The technical result is achieved by the fact that a device for molding products from polymer composite materials, containing a working tooling with a forming surface for laying out a laminate of reinforcing material, on top of which a technological package is assembled, including a layer of sacrificial fabric, a distribution grid covered with a vacuum bag with the possibility of hermetic connection with forming surface of the working tooling by means of sealing bundles located along its perimeter, a vacuum channel for evacuating air from the technological package and an epoxy binder supply tube, equipped with a casing made of cast plexiglass, hermetically fixed on the working tooling with clamping bars, and the vacuum bag is made of cast silicone rubber, with In this case, the shape of the casing and the shape of the vacuum bag equidistantly repeat the shape of the outer surface of the composite product.
Устройство поясняется графическими изображениями.The device is illustrated by graphic images.
На фиг. 1 - схематично изображено устройство для формования изделий из композиционных материалов.In FIG. 1 - schematically shows a device for molding products from composite materials.
На фиг. 2 - график изменения температур T1 и Т2 по времени.In FIG. 2 is a graph of temperature changes T 1 and T 2 over time.
На фиг. 3 - сводная диаграмма испытаний полученных образцов.In FIG. 3 is a summary diagram of tests of the obtained samples.
Устройство для формования изделий из полимерных композиционных материалов содержит рабочую оснастку 1 с формообразующей поверхностью для выкладки ламината 2 из армирующего, например, волокнистого материала, поверх которого собран технологический пакет, включающий слой жертвенной ткани 3, распределительную сетку 4, накрытый вакуумным мешком 5 с возможностью герметичного соединения с формообразующей поверхностью рабочей оснастки 1 посредством расположенных по ее периметру герметизирующих жгутов 6, вакуумный канал 7 для откачки воздуха из технологического пакета, трубку подачи 8 эпоксидного связующего, встроенные в рабочую оснастку трубчатые электронагреватели (ТЭН) 9 и кожух 10 из литого оргстекла, герметично закрепленный на рабочей оснастке 1 прижимными планками 11, при этом вакуумный мешок 5 изготовлен из литой кремнийорганической резины, а форма кожуха 10 и вакуумного мешка 5 эквидистантно повторяют форму наружной поверхности композитного изделия. Кроме этого, устройство может содержать термопары 12.The device for forming products from polymer composite materials contains a
Устройство для формования изделий из полимерных композиционных материалов работает следующим образом.Device for molding products from polymer composite materials works as follows.
Перед формованием на рабочую оснастку 1 укладывают ламинат 2 на основе волокнистого композита, поверх ламината 2 выкладывают слои вспомогательных материалов, такие как, жертвенная ткань 3 и распределительная сетка 4. Все уложенные на рабочую оснастку 1 материалы накрывают вакуумным мешком 5, который крепится при помощи герметизирующего жгута 6. Вакуумный мешок 5 изготовлен из литой кремнийорганической резины, и его форма эквидистантно повторяет форму наружной поверхности композитного изделия. Далее над вакуумным мешком 5 с помощью прижимных планок 11 герметично закрепляют на рабочей оснастке 1 кожух 10. Кожух 10 изготовлен из литого органического стекла (полиметилметакрилат) и его форма эквидистантно повторяет форму наружной поверхности вакуумного мешка 5, а, следовательно, композитного изделия. В рабочей полости вакуумного мешка 5 с помещенным в нем ламинатом 2 через вакуумный канал 7 создают разреженное давление, открывают трубку 8 подачи эпоксидного связующего и пропитывают ламинат 2 связующим. После прохождения заданного количества связующего рабочую оснастку 1 вместе с пропитанным ламинатом 2 прогревают при помощи встроенных трубчатых электронагревателей 9 до температуры T1 в диапазоне 57°С≤T1≤63°С для увеличения текучести эпоксидного связующего. Контроль температуры осуществляется через предварительно уложенные в ламинат 2 термопары 12.Before molding, a laminate 2 based on a fibrous composite is laid on the working
На начальном этапе формования давление на волокнистый материал создается за счет вакуума. После включения в работу трубчатых электронагревателей 9 в результате нагрева рабочей оснастки 1 начинает расширяться кремнийорганическая резина вакуумного мешка 5. Поскольку вакуумный мешок 5 герметично закрыт кожухом 10, то увеличение объема кремнийорганической резины возможно только в сторону ламината 2. При расширении кремнийорганической резины возникает дополнительное давление, которое зависит от температуры нагрева рабочей оснастки 1, а именно, чем выше температура нагрева, тем выше давление формования.At the initial stage of forming, the pressure on the fibrous material is created by vacuum. After turning on the tubular
Температуру T1 выдерживают в течение от 10 до 15 минут, в этот промежуток времени связующее имеет хорошую текучесть и лучше допропитывает ламинат. После прекращения выхода лишнего связующего перекрывают вакуумные каналы, далее повышают температуру Т2 до диапазона 76°С≤Т2≤84°С для прохождения процессов полимеризации связующего и его термостатирования.The temperature T 1 is maintained for 10 to 15 minutes, during this period of time the binder has good fluidity and better impregnates the laminate. After the release of excess binder stops, the vacuum channels are closed, then the temperature T 2 is increased to the range of 76°C≤T 2 ≤84°C for the polymerization of the binder and its temperature control.
Диапазон температуры T1 обусловлен тем, что при температуре T1≤57°С вязкость эпоксидного связующего не достигает требуемых значений, что может привести к худшему распределению связующего по ламинату, в тоже время температура T1≥63°С ускоряет процесс полимеризации, что снижает время, при котором связующее остается в жидком состоянии.The temperature range T 1 is due to the fact that at a temperature T 1 ≤57°C, the viscosity of the epoxy binder does not reach the required values, which can lead to a worse distribution of the binder over the laminate, at the same time, the temperature T 1 ≥63°C accelerates the polymerization process, which reduces the time at which the binder remains in the liquid state.
Диапазон температуры Т2 обусловлен тем, что при температуре Т2≤76°С процесс пост-отверждения проходит не в полной мере, а при температуре Т2≥84°С превышает рекомендуемую производителем связующего температуру постотвержения, все выше перечисленное может привести к увеличению продолжительности данного процесса, а также к уменьшению физико-технических характеристик полученного композита.The T 2 temperature range is due to the fact that at a temperature of T 2 ≤76 ° C, the post-curing process is not complete, and at a temperature of T 2 ≥ 84 ° C, it exceeds the post-curing temperature recommended by the binder manufacturer, all of the above can lead to an increase in the duration this process, as well as to a decrease in the physical and technical characteristics of the resulting composite.
Давление формования может варьироваться в зависимости от размеров и сложности формы изделия. Суммарное давление, за счет вакуума (на начальном этапе формования) и в результате расширения кремнийорганической резины (на конечном этапе формования) расширяет технологические возможности устройства за счет обеспечения возможности формования крупногабаритных и толстостенных композитных изделий сложной формы с развитой наружной поверхностью. Получаемые изделия имеют равномерную плотность и высокое качество, отсутствуют вздутия, расслоения и непропитанные участки.Forming pressure may vary depending on the size and complexity of the shape of the product. The total pressure, due to vacuum (at the initial stage of molding) and as a result of the expansion of silicone rubber (at the final stage of molding), expands the technological capabilities of the device by providing the possibility of molding large-sized and thick-walled composite products of complex shape with a developed outer surface. The resulting products have a uniform density and high quality, no swelling, delamination and unimpregnated areas.
Работа устройства для формования изделий из полимерных композиционных материалов поясняется следующим примером.The operation of the device for molding products from polymer composite materials is illustrated by the following example.
Сухой ламинат 2, помещенный в вакуумный мешок 5, в котором создается разреженное давление, пропитывается эпоксидным связующим. Для опытных образцов был выбран ламинат из девяти слоев электроизоляционной стеклоткани 3-го класса Э3-200 и эпоксидное связующее Elan-tech ЕС 157. После прохождения заданного количества связующего, не перекрывая вакуумных каналов, происходит прогрев пропитанного ламината до температуры T1, что приводит к повышению текучести связующего и улучшает качество пропитки ламината, снижает количество пор и позволяет избавиться от не пропитанных зон. Дальнейший прогрев до температуры Т2 необходим для прохождения процессов постотверждения и термостатирования. На фиг. 2 показано изменение температуры по времени.The dry laminate 2, placed in a
Для сравнения были изготовлены опытные образцы по технологии вакуумной инфузии на обычной оснастке без прогрева и с использованием вакуумной пленки Airtech Big Blue 75 мкм. После прохождения заданного количества связующего вакуумный канал и канал подачи перекрывались. Пропитанный ламинат оставляли в вакуумном мешке до завершения процесса полимеризации, после чего образцы подвергали процессу термостатирования при температуре Т2, для этого оснастку с пропитанным ламинатом транспортировали в стационарную печь.For comparison, prototypes were made using vacuum infusion technology on conventional equipment without heating and using Airtech Big Blue 75 micron vacuum film. After passing a given amount of binder, the vacuum channel and the supply channel were blocked. The impregnated laminate was left in a vacuum bag until the completion of the polymerization process, after which the samples were subjected to a temperature control process at a temperature of T 2; for this, the equipment with the impregnated laminate was transported to a stationary oven.
После разборки вакуумных мешков на образце, изготовленном с использованием вакуумной пленки Airtech в радиусных зонах, наблюдались утолщения материала и не соответствие радиальных размеров на не лицевой стороне композитного изделия, из-за не достаточного давления вакуумного мешка на радиусную зону, также местами присутствовали мелкие поры и не пропитанные участки ламината. Образец, изготовленный с использованием кремнийорганической резины в качестве вакуумного мешка, имел лучшую геометрическую повторяемость и меньшее число дефектов в местах радиусных зон.After disassembling the vacuum bags on the sample made using the Airtech vacuum film in the radius zones, there were material thickenings and a mismatch of the radial dimensions on the non-obverse side of the composite product, due to insufficient pressure of the vacuum bag on the radius zone, also in places there were small pores and non-impregnated areas of the laminate. The sample made using organosilicon rubber as a vacuum bag had better geometric repeatability and fewer defects in the areas of radius zones.
Дальнейшие исследования физико-механических характеристик, полученных образцов, проводили на испытательном оборудовании фирмы Instron: машина для проведения испытаний на растяжение, изгиб и сдвиг серии 5500 с датчиком №68695 с максимальной нагрузкой до 100 кН; система для измерения параметров испытаний серии 5500 тип 5585 с датчиком №68585 с нагрузкой до 250 кН; система для измерения параметров испытаний серии 5500 тип 5585 с датчиком №68607 с нагрузкой до 250 кН.Further studies of the physical and mechanical characteristics of the obtained samples were carried out using Instron testing equipment: a 5500 series tensile, bending and shear testing machine with a probe No. 68695 with a maximum load of up to 100 kN; system for measuring test parameters of the 5500 series type 5585 with a probe No. 68585 with a load of up to 250 kN; 5500 series test measuring system type 5585 with transducer no. 68607 with load up to 250 kN.
Результаты экспериментальных исследований физико-механических характеристик образца, изготовленного на обычной оснастке без прогрева и с использованием вакуумной пленки Airtech и образца, изготовленного на оснастке со встроенными ТЭН и с кремнийорганической резиной в качестве вакуумного мешка, представлены в виде сводной сравнительной диаграммы на фиг. 3. Из диаграммы видно, что образцы, изготовленные на оснастке с встроенными ТЭН и с кремнийорганической резиной в качестве вакуумного мешка, имеют в среднем более высокие физико-механические характеристики по сравнению с образцом, изготовленном на обычной оснастке без прогрева и с использованием вакуумной пленки Airtech: предел прочности на изгиб фиг. 3 (а) больше в среднем на 56%, предел прочности на сжатие фиг. 3 (б) больше в среднем на 78%, предел прочности на растяжение фиг. 3 (в) больше в среднем на 5%.The results of experimental studies of the physical and mechanical characteristics of a sample made on a conventional tooling without heating and using an Airtech vacuum film and a sample made on a tool with built-in heating elements and silicone rubber as a vacuum bag are presented in the form of a summary comparative diagram in Fig. 3. It can be seen from the diagram that samples made on a tooling with built-in heating elements and silicone rubber as a vacuum bag have, on average, higher physical and mechanical characteristics compared to a sample made on a conventional tool without heating and using Airtech vacuum film : ultimate bending strength of FIG. 3(a) more than 56% on average, the compressive strength of FIG. 3(b) more on average by 78%, the tensile strength of FIG. 3 (c) more on average by 5%.
Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле полезной модели, обеспечивает получение заявленного технического результата - повышение качества и физико-механических свойств композитных изделий за счет увеличения давления формования.Thus, the claimed set of essential features, reflected in the formula of the utility model, provides the claimed technical result - improving the quality and physical and mechanical properties of composite products by increasing the molding pressure.
Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого технического результата.An analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the features indicated in the formula are essential and interconnected with the formation of a stable set of necessary features, unknown at the priority date from the prior art and sufficient to obtain the required technical result.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information testifies to the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для производства изделий из полимерных композиционных материалов с повышенными физико-механическими свойствами за счет увеличения давления формования.- an object that embodies the claimed technical solution, in its implementation is intended for the production of products from polymer composite materials with improved physical and mechanical properties by increasing the molding pressure.
- материалов с повышенными физико-механическими свойствами за счет увеличения давления формования.- materials with enhanced physical and mechanical properties due to increased molding pressure.
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the declared object in the form as it is characterized in the formula, the possibility of its implementation using the means and methods described above in the application or known from the prior art on the priority date is confirmed;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- an object embodying the claimed technical solution, in its implementation, is capable of achieving the technical result perceived by the applicant.
Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed object meets the patentability criteria "novelty" and "industrial applicability" under the current legislation.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU215268U1 true RU215268U1 (en) | 2022-12-06 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU95311U1 (en) * | 2009-09-25 | 2010-06-27 | Закрытое акционерное общество "Улан-Удэнский Лопастной Завод" | DEVICE FOR THERMAL COMPRESSION FORMING OF POLYMER COMPOSITE MATERIALS |
| RU2574261C1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-02-10 | Закрытое акционерное общество "Завод экспериментального машиностроения Ракетно-космической корпорации "Энергия" имени С.П. Королева" | Device and method of manufacturing of multi-layer products out of polymer composite materials mainly in form of bodies of rotation |
| RU2579380C2 (en) * | 2014-05-28 | 2016-04-10 | Андрей Вячеславович Артемьев | Method of moulding components from polymer composite materials with application of double vacuum pack |
| RU168899U1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-02-27 | Публичное акционерное общество "Воронежское акционерное самолетостроительное Общество" (ПАО "ВАСО") | PLANT FOR FORMING PRODUCTS FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS BY VACUUM INFUSION METHOD |
| RU2658043C1 (en) * | 2017-10-03 | 2018-06-19 | Общество с ограниченной ответственностью "БМП Технолоджи" | Device for forming details from composite material (variants) and locking element of vacuum bag |
| RU2673535C2 (en) * | 2016-08-11 | 2018-11-27 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Device for moulding complex shape products of polymer composite materials |
| CN216032644U (en) * | 2021-10-14 | 2022-03-15 | 河北恒瑞复合材料有限公司 | Device for vacuum leading-in forming fiber reinforced plastic product |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU95311U1 (en) * | 2009-09-25 | 2010-06-27 | Закрытое акционерное общество "Улан-Удэнский Лопастной Завод" | DEVICE FOR THERMAL COMPRESSION FORMING OF POLYMER COMPOSITE MATERIALS |
| RU2579380C2 (en) * | 2014-05-28 | 2016-04-10 | Андрей Вячеславович Артемьев | Method of moulding components from polymer composite materials with application of double vacuum pack |
| RU2574261C1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-02-10 | Закрытое акционерное общество "Завод экспериментального машиностроения Ракетно-космической корпорации "Энергия" имени С.П. Королева" | Device and method of manufacturing of multi-layer products out of polymer composite materials mainly in form of bodies of rotation |
| RU2673535C2 (en) * | 2016-08-11 | 2018-11-27 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Device for moulding complex shape products of polymer composite materials |
| RU168899U1 (en) * | 2016-09-22 | 2017-02-27 | Публичное акционерное общество "Воронежское акционерное самолетостроительное Общество" (ПАО "ВАСО") | PLANT FOR FORMING PRODUCTS FROM POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS BY VACUUM INFUSION METHOD |
| RU2658043C1 (en) * | 2017-10-03 | 2018-06-19 | Общество с ограниченной ответственностью "БМП Технолоджи" | Device for forming details from composite material (variants) and locking element of vacuum bag |
| CN216032644U (en) * | 2021-10-14 | 2022-03-15 | 河北恒瑞复合材料有限公司 | Device for vacuum leading-in forming fiber reinforced plastic product |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103192536B (en) | Microwave high-pressure intermittent curing method for fiber-reinforced resin base composite material and die | |
| EP3318381B1 (en) | Resin-infused short fiber composite materials | |
| Grouve et al. | Consolidation process model for film stacking glass/PPS laminates | |
| JP5777789B1 (en) | Artificial defect material and manufacturing method of FRP structure | |
| US4853172A (en) | Method of fabricating tubular composite structures | |
| US11052573B2 (en) | Method of fabricating both a woven fiber preform and a composite material part | |
| CN109397724B (en) | High-temperature-resistant composite material and high-temperature thermal expansion forming method thereof | |
| CN102427932A (en) | Producing a composite component | |
| RU2566774C2 (en) | Production of part with hollow core from composite | |
| CN110091521B (en) | Forming method of composite material component and composite material component | |
| RU215268U1 (en) | Device for molding products from polymer composite materials | |
| Choi et al. | Optimal polymerization conditions in thermoplastic-resin transfer molding process for mechanical properties of carbon fiber-reinforced PA6 composites using the response surface method | |
| US6174484B1 (en) | Apparatus and method for producing a compression molded product | |
| AU2011239964B2 (en) | Method and apparatus for moulding parts made from composite materials | |
| RU216577U1 (en) | Device for forming products from composite materials by vacuum infusion | |
| KR20190132225A (en) | Method and apparatus for consolidating a bulk molding compound | |
| RU2656317C1 (en) | Method of making details of fiber polymer composite material | |
| CN110573313A (en) | method and apparatus for molding composite material | |
| RU2556109C1 (en) | Method of producing structural thermoplastic carbon fibre reinforced plastic | |
| Devillard et al. | On‐line mixing during injection and simultaneous curing in liquid composite molding processes | |
| Chang et al. | Unsaturated polyester/E-glass fiber composites made by vacuum assisted compression resin transfer molding | |
| RU2770124C1 (en) | Method for manufacturing a honeycomb filler from polymer composite materials | |
| US20140167322A1 (en) | System and method for molding elastomer parts using a temperature-activated pressure applicator | |
| KR102209369B1 (en) | Natural fiber composite molding method using t-rtm process | |
| RU2761820C1 (en) | Method for manufacturing monolithic housing products from composite material using a pressure elastic membrane |