RU2333131C1 - Method of production of sections from three-layered structure made of polymer composite materials - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: when manufacturing three-layered structure from polymer composite material, middle layer is formed from separate panels that consist of reinforcing ribs of trapezoidal or U-shaped form, which are combined into single corrugated element. Space between corrugations is filled with foam plastic from both sides aflush with corrugations' shelves. Connection of middle layer panels along section width is carried out at corrugations' walls. Connection at sections' length is carried out by walls and internal surface of corrugations' shelves in the point of joint.

EFFECT: reduction of labour-intensiveness at the account of separation of processes of middle layer panels manufacture and their further connection into single section.

4 dwg

Description

Изобретение относится к пластмассовому судостроению и касается технологии изготовления секций трехслойной конструкции из полимерных композиционных материалов (ПКМ) со средним слоем из пенопласта, армированного ребрами, и наружными несущими слоями. Оно может быть использовано при изготовлении секций переборок, выгородок, стенок рубок и надстроек трехслойной конструкции из ПКМ.The invention relates to plastic shipbuilding and relates to the technology of manufacturing sections of a three-layer structure of polymer composite materials (PCM) with a middle layer of foam reinforced with ribs and external load-bearing layers. It can be used in the manufacture of sections of bulkheads, partitions, felling walls and superstructures of a three-layer structure from PCM.

Известен способ изготовления трехслойной конструкции, когда к наружному слою обшивки, изготовленному в размер секции из ПКМ, тщательно приформовываются ребра жесткости, а затем с помощью распыливающего пистолета промежутки между ребрами заполняются пенополиуретаном. Затвердевший пенополиуретан механическим способом зачищают до уровня верхних кромок ребра, в результате чего получается поверхность, на которой формуют верхний несущий слой из ПКМ ([1], стр.84-85 (прототип)).A known method of manufacturing a three-layer structure, when stiffening ribs are carefully molded to the outer skin layer made of PCM section, and then, using a spray gun, the gaps between the ribs are filled with polyurethane foam. The hardened polyurethane foam is mechanically smoothed to the level of the upper edges of the ribs, resulting in a surface on which the upper bearing layer is made of PCM ([1], pp. 84-85 (prototype)).

Недостаток указанного технического решения - высокая трудоемкость из-за необходимости приформовки ребер жесткости, большого объема механической обработки пенополиуретана и сложности изготовления секций больших размеров.The disadvantage of this technical solution is the high complexity due to the need to form stiffeners, a large amount of machining of polyurethane foam and the complexity of manufacturing sections of large sizes.

Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления секций и сокращение времени их изготовления за счет разделения процессов изготовления панелей среднего слоя и их последующего соединения в единую секцию.The purpose of the invention is to reduce the complexity of manufacturing sections and reducing the time of their manufacture by dividing the processes of manufacturing panels of the middle layer and their subsequent connection into a single section.

Указанная цель достигается тем, что средний слой трехслойной конструкции из ПКМ изготавливается из отдельных панелей, состоящих из ребер жесткости трапециевидной или П-образной формы, объединенных в единый гофрированный элемент (ГЭ), заполненный пенопластом до полок гофр заподлицо, причем концы ГЭ остаются незаполненными на длину не менее 2 толщин среднего слоя для стыковки по длине секции (вдоль образующей гофр). Затем из панелей среднего слоя на постели формируется средний слой изготавливаемой секции с разнесением стыков по длине секции не менее чем на 10 толщин среднего слоя. По ширине секции соединение выполняется по стенкам гофров путем прокладки между ними слоев стекломата, пропитанного связующим, а по длине - односторонней обформовкой по стенкам и внутренней поверхности полок гофр незаполненного пенопластом места стыка ГЭ соседних панелей слоями ПКМ ГЭ с установкой на клеевом составе стыковочных брусков из пенопласта по форме, соответствующей форме гофров. На сформированный средний слой наформовывается несущий слой из ПКМ с требуемой структурой армирования, затем секция перекантовывается, производится установка стыковочных брусков из пенопласта на клеевом составе в места стыкового соединения панелей по длине секции и наформовывается второй несущий слой из ПКМ с требуемой структурой армирования, после чего при необходимости приформовываются балки набора.This goal is achieved by the fact that the middle layer of the three-layer PCM structure is made of separate panels, consisting of trapezoidal or U-shaped stiffeners, combined into a single corrugated element (GE), filled with foam to the corrugations of the corrugations flush, and the ends of the HE remain unfilled on a length of at least 2 thicknesses of the middle layer for joining along the length of the section (along the corrugation generatrix). Then, from the middle layer panels on the bed, the middle layer of the manufactured section is formed with the joints spaced along the length of the section by at least 10 thicknesses of the middle layer. Through the width of the section, the connection is made along the walls of the corrugations by laying between them layers of glass mat impregnated with a binder, and along the length by unilateral molding along the walls and the inner surface of the corrugation shelves of the joint site of the neighboring panels with PVC foam, the PCM layers are not filled with foam, with the installation of foam joint panels on the adhesive in the form corresponding to the shape of the corrugations. A PCM carrier layer with the required reinforcement structure is molded onto the formed middle layer, then the section is turned over, foam joining bars are installed on the adhesive at the joints of the panels along the section length, and a second PCM carrier layer is formed with the required reinforcement structure, after which set beams need to be molded.

Способ поясняется фиг.1-4The method is illustrated in figures 1-4

На фиг.1 показан план секции трехслойной конструкции из ПКМ;Figure 1 shows a section plan of a three-layer structure of RMB;

На фиг.2 показано поперечное сечение секции трехслойной конструкции в районе паза (сечение А-А на фиг.1).Figure 2 shows a cross section of a section of a three-layer structure in the area of the groove (section AA in figure 1).

На фиг.3 показана панель среднего слоя в районе стыка (узел А на фиг.1).Figure 3 shows the panel of the middle layer at the junction (node A in figure 1).

На фиг.4 показано поперечное сечение панели среднего слоя в районе стыка (сечение Б-Б на фиг.3).Figure 4 shows a cross section of the panel of the middle layer at the junction (section BB in figure 3).

Процесс изготовления секции трехслойной конструкции из ПКМ по предлагаемому способу заключается в следующем:The manufacturing process of a section of a three-layer structure from PCM according to the proposed method consists in the following:

- из заранее изготовленных панелей среднего слоя (ПСС) 1, состоящих из ребер жесткости трапециевидной или П-образной формы, объединенных в единый ГЭ 2, заполненный с двух сторон пенопластом 3, кроме концов ПСС на величину не менее 2 толщин среднего слоя, на постели 7 формируется средний слой изготавливаемой секции 6;- from prefabricated panels of the middle layer (MSS) 1, consisting of stiffeners of trapezoidal or U-shaped, combined into a single GE 2, filled on both sides with polystyrene 3, except for the ends of the MSS of at least 2 thicknesses of the middle layer, on the bed 7 the middle layer of the manufactured section 6 is formed;

- соединение ПСС 1 по ширине по пазам 11 секции производится по стенкам гофр с использованием между ними двух слоев стекломата 8, пропитанного связующим;- connection MSS 1 in width along the grooves of section 11 is made along the walls of the corrugations using between them two layers of glass mat 8, impregnated with a binder;

- соединение ПСС 1 по стыкам 12 по длине секции производится односторонней обформовкой незаполненного пенопластом места стыка ГЭ 2 соседних панелей слоями ПКМ 9 с установкой на клеевом составе стыковочных брусков 10 из пенопласта по форме, соответствующей форме гофров;- the connection of MSS 1 at joints 12 along the length of the section is made by unilateral molding of the joint GE 2 of the adjacent panels not filled with polystyrene with adjacent layers of PCM 9 with the installation of adhesive panels 10 made of foam in the form corresponding to the shape of the corrugations;

- на сформированный средний слой наформовывается несущий слой 4 из ПКМ с требуемой структурой армирования, затем секция перекантовывается, производится установка стыковочных брусков 10 из пенопласта на клеевом составе в места стыкового соединения панелей и наформовывается второй несущий слой 5 из ПКМ с требуемой структурой армирования.- on the formed middle layer, the PCM carrier layer 4 is molded with the required reinforcement structure, then the section is turned over, the foam joining bars 10 are installed on the adhesive at the joints of the panels and the second PCM carrier layer 5 is formed with the required reinforcement structure.

Предложенный способ снижает трудоемкость изготовления секций, сокращает время их изготовления за счет разделения процессов изготовления ПСС и их последующего соединения в единую секцию и позволяет изготавливать секции сравнительно больших размеров.The proposed method reduces the complexity of manufacturing sections, reduces the time of their manufacture due to the separation of the manufacturing processes of MSS and their subsequent connection into a single section and allows you to produce sections of relatively large sizes.

Источник информацииThe source of information

1. А.М.Ваганов, А.П.Калмычков, М.А.Фрид. Проектирование корпусных конструкций из стеклопластика. Судостроение, Ленинград, 1972, стр.84-85 (прототип).1. A.M. Vaganov, A.P. Kalmychkov, M.A. Frid. Design of fiberglass hull structures. Shipbuilding, Leningrad, 1972, pp. 84-85 (prototype).

Claims (1)

Способ изготовления секций трехслойной конструкции из полимерного композиционного материала, включающий формование наружного несущего слоя, приформовку к нему ребер жесткости, напыление между ребрами жесткости пенополиуретана, его механическую обработку после затвердения до верхних кромок ребер и наформовку на полученную поверхность внутреннего несущего слоя, отличающийся тем, что средний слой трехслойной конструкции формуется из отдельных панелей, состоящих из ребер жесткости трапециевидной формы или П-образной формы, объединенных в единый гофрированный элемент, заполненный с двух сторон пенопластом до полок гофр заподлицо, соединение панелей среднего слоя по ширине секции (поперек образующей гофрированного элемента) производится по стенкам гофр путем прокладки между ними слоев стекломата, пропитанного связующим, а их соединение по длине секций (вдоль образующей гофрированного элемента) выполняется односторонней обформовкой слоями полимерного композиционного материала по стенкам и внутренней поверхности полок гофр места стыка, для чего концы гофрированного элемента в каждой панели перед стыковкой остаются незаполненными пенопластом на длину не менее 2 толщин среднего слоя, а стыки панелей должны быть разнесены по длине секции не менее чем на 10 толщин среднего слоя, на обформовку стыка гофрированного элемента устанавливаются на клеевом составе бруски из пенопласта по форме, соответствующей форме гофр, наформовывается несущий слой из полимерного композиционного материала с заданной структурой армирования, секция перекантовывается, аналогичные бруски из пенопласта вклеиваются в гофры в месте стыка и наформовывается второй несущий слой из полимерного композиционного материала с заданной структурой армирования.A method of manufacturing sections of a three-layer structure from a polymer composite material, including forming the outer bearing layer, forming stiffeners thereto, spraying polyurethane foam between the stiffening ribs, machining it after hardening to the upper edges of the ribs and molding onto the resulting surface of the inner bearing layer, characterized in that the middle layer of a three-layer structure is formed from individual panels consisting of stiffeners of a trapezoidal shape or a U-shaped, combined In a single corrugated element, flush with foam on both sides to the corrugated shelves, the panels of the middle layer are joined along the width of the section (across the corrugated element) along the walls of the corrugations by laying layers of glass mat impregnated with a binder between them, and their connection along the length of the sections ( along the generatrix of the corrugated element) is performed by one-sided molding with layers of polymer composite material along the walls and the inner surface of the shelves of the corrugations of the junction, for which the ends of the corrugated the elements in each panel before joining remain unfilled with foam for a length of at least 2 thicknesses of the middle layer, and the joints of the panels must be spaced along the length of the section by at least 10 thicknesses of the middle layer, onto the joint molding of the corrugated element the foam bars are installed on the adhesive corresponding to the shape of the corrugations, a carrier layer is formed from a polymer composite material with a given reinforcement structure, the section is rolled over, similar foam bars are glued into the corrugations in m ste naformovyvaetsya joint and a second carrier layer of a polymeric composite material with a given reinforcement structure.

Images