RU2620805C1 - Method for producing multilayer articles of composite material - Google Patents

Method for producing multilayer articles of composite material Download PDF

Info

Publication number
RU2620805C1
RU2620805C1 RU2015156625A RU2015156625A RU2620805C1 RU 2620805 C1 RU2620805 C1 RU 2620805C1 RU 2015156625 A RU2015156625 A RU 2015156625A RU 2015156625 A RU2015156625 A RU 2015156625A RU 2620805 C1 RU2620805 C1 RU 2620805C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bars
block
mat
forming
resin
Prior art date
Application number
RU2015156625A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владислав Петрович Полиновский
Артем Витальевич Малахов
Илья Игорьевич Спиридонов
Original Assignee
Акционерное Общество "Тверьстеклопластик"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Тверьстеклопластик" filed Critical Акционерное Общество "Тверьстеклопластик"
Priority to RU2015156625A priority Critical patent/RU2620805C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620805C1 publication Critical patent/RU2620805C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/20—Making multilayered or multicoloured articles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/24—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products laminated and composed of materials covered by two or more of groups E04C2/12, E04C2/16, E04C2/20

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method includes: forming a block from the middle layer of sequentially stacked bars, the side faces of each of which have the outer shell of reinforced material; stacking the block into the rig onto the lower carrier layer based on a mat formed from successively stacked layers of the resin-conducting mesh, sacrificial fabric and at least one layer of reinforcing material; the subsequent laying of the upper carrier layer based on a mat from successively stacked layers of reinforcing material, sacrificial fabric and resin-conducting mesh on the block; forming a vacuum bag; supplying vacuum and a polymer binder into the rig. Bars with a rectangular cross section, on the side of the mutually facing faces of which between their outer shells a resin-conducting dry porous mat is disposed, are used for forming the block. The bars while forming the block are interconnected by rigid rods, parallel arranged and transversely oriented to their longitudinal axis, for contracting the bars in which openings for the rods are made coaxially.
EFFECT: efficiency of the production process for multilayer articles made of composite material by the vacuum infusion method and increasing the strength of the finished articles.
8 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу изготовления многослойных изделий из композиционного материала для промышленного и гражданского строительства, в том числе мостостроения, и может быть использовано, например, для изготовления настилов, пролетов мостов из композиционных материалов методом закрытого формования, в частности методом вакуумной инфузии.The invention relates to a method for manufacturing multilayer products from composite material for industrial and civil engineering, including bridge building, and can be used, for example, for the manufacture of flooring, bridge spans from composite materials by closed molding, in particular by vacuum infusion.

В настоящее время полимерные композиционные материалы находят все более широкое применение в различных отраслях техники и промышленности, что обусловлено их свойствами, выгодно отличающими их от традиционных материалов.Currently, polymer composite materials are increasingly used in various branches of technology and industry, due to their properties that distinguish them from traditional materials.

Основными требованиями, предъявляемыми к многослойным композиционным материалам, являются возможность изготовления изделий больших размеров, различной формы и постоянного качества по прочности, жесткости, влаго- и коррозионной стойкости. Многослойные композиционные изделия, как правило, состоят из определенного количества армирующих слоев, среднего слоя, придающего изделию нужную прочность и жесткость, и полимерного связующего.The main requirements for multilayer composite materials are the ability to manufacture products of large sizes, various shapes and constant quality in terms of strength, stiffness, moisture and corrosion resistance. Multilayer composite products, as a rule, consist of a certain number of reinforcing layers, a middle layer that gives the product the desired strength and stiffness, and a polymer binder.

Процесс изготовления многослойных композиционных изделий методом вакуумной инфузии основан на использовании вакуумного давления, при реализации процесса армирующий материал выкладывают в оснастку-матрицу, создают вакуум и подают связующий материал в виде смолы.The process of manufacturing multilayer composite products by vacuum infusion is based on the use of vacuum pressure, during the implementation of the process, the reinforcing material is laid out in a snap-matrix, a vacuum is created and the binder material is supplied in the form of resin.

Известен способ изготовления многослойных изделий из композиционных материалов (см. патент RU №2429155, опубл. 20.09.2011 г.), заключающийся в формировании блока среднего слоя в виде гофрированного элемента, заполненного брусками пенопласта заданной формы поперечного сечения с продольным проводящим связующее каналом в их основаниях, причем панель получают за один процесс, путем формовки на матрице с жестким пуансоном с применением вакуума. Далее на изготовленную панель поочередно на противолежащие поверхности наформовывают несущие слои из армирующего материала. Однако при реализации данного способа формирование несущих слоев из армирующего материала осуществляют при перекантовке блока среднего слоя, что технологически нецелесообразно при изготовлении изделий, имеющих значительные площади. Наформовку несущих слоев проводят открытым методом формования, что повышает материало- и трудозатраты, приводит к неравномерному распределению смолы в армирующем материале, к образованию непропитанных участков, процесс имеет низкую экологичность вследствие эмиссии легко летучих веществ.A known method of manufacturing multilayer products from composite materials (see patent RU No. 2429155, publ. September 20, 2011), which consists in the formation of a block of the middle layer in the form of a corrugated element filled with foam bars of a given cross-sectional shape with a longitudinal conductive connecting channel in them bases, and the panel is obtained in one process, by molding on a matrix with a rigid punch using vacuum. Then, on the fabricated panel, bearing layers of reinforcing material are alternately molded onto opposite surfaces. However, when implementing this method, the formation of load-bearing layers of reinforcing material is carried out during re-bindering of the middle layer block, which is technologically impractical in the manufacture of products having significant areas. Support layers are formed by the open molding method, which increases material and labor costs, leads to an uneven distribution of resin in the reinforcing material, to the formation of unimpregnated areas, the process has low environmental friendliness due to the emission of volatile substances.

В техническом решении по патенту RU №2507071, опубл. 20.02.2014 г., которое выбрано в качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения, для изготовления изделий значительных размеров предложен способ изготовления многослойных изделий из композиционного материала, заключающийся в формировании блока среднего слоя из последовательно уложенных в ряд брусьев, боковые грани каждого из которых имеют внешнюю оболочку из армированного материала, в укладке блока в оснастку на нижний несущий слой на основе мата, сформированного из последовательно уложенных друг на друга слоев смолопроводящей сетки, жертвенной ткани и, по меньшей мере, одного слоя армирующего материала, в последующей укладке на блок верхнего несущего слоя в виде мата из последовательно уложенных слоев армирующего материала, жертвенной ткани, смолопроводящей сетки, в формировании вакуумного мешка, в подаче в оснастку вакуума и полимерного связующего, в получении готового многослойного изделия из композиционного материала после отверждения полимерного связующего.In the technical solution according to patent RU No. 2507071, publ. 02/20/2014, which is selected as the closest analogue of the present invention, for the manufacture of articles of significant size, a method for manufacturing multilayer products from composite material is proposed, which consists in forming a block of the middle layer from sequentially laid in a series of bars, the side faces of each of which have an outer shell from reinforced material, in laying the block in a snap on the lower bearing layer based on a mat formed from successively laid layers of resin-conducting se webs, sacrificial fabric and at least one layer of reinforcing material, in the subsequent laying on the block of the upper bearing layer in the form of a mat of successively laid layers of reinforcing material, sacrificial fabric, resin mesh, in the formation of a vacuum bag, in the supply of vacuum and polymer binder, in obtaining a finished multilayer product from a composite material after curing the polymer binder.

При реализации данного технологического процесса используют брусья с трапециевидным поперечным сечением, укладку которых при формировании блока осуществляют поочередно широким основанием вверх/вниз, что увеличивает трудозатраты при осуществлении технологического процесса.When implementing this technological process, bars with a trapezoidal cross-section are used, the laying of which during the formation of the block is carried out alternately with a wide base up / down, which increases the labor costs in the process.

При формировании блока используют брусья из вспененного полимерного материала, в каждом из которых выполняют до 10 сквозные отверстий с диаметром до 10 мм. Однако выполнение значительного количества сквозных отверстий, с одной стороны, повышает трудоемкость изготовления блока, а с другой стороны, при указанном типе используемого материала брусьев для его формирования может привести к образованию в этом материале микротрещин, что ухудшит качественные показатели готового изделия по прочности и жесткости при его эксплуатации в условиях значительных силовых нагрузок, характерных для мостовых сооружений.When forming the block, bars of foamed polymer material are used, in each of which up to 10 through holes with a diameter of up to 10 mm are made. However, the implementation of a significant number of through holes, on the one hand, increases the complexity of manufacturing the block, and on the other hand, with the indicated type of material used, the bars for its formation can lead to the formation of microcracks in this material, which will impair the quality of the finished product in terms of strength and stiffness its operation in conditions of significant power loads characteristic of bridge structures.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости изготовления многослойных изделий из композиционных материалов методом вакуумной инфузии, сокращение затрат на их изготовление, улучшение условий труда, а также повышение прочности и жесткости готовых изделий.The objective of the invention is to reduce the complexity of manufacturing multilayer products from composite materials by vacuum infusion, reduce the cost of their manufacture, improve working conditions, as well as increase the strength and stiffness of the finished product.

Для решения поставленной технической задачи предложен способ изготовления многослойных изделий из композиционного материала, заключающийся в формировании блока среднего слоя из последовательно уложенных в ряд брусьев, боковые грани каждого из которых имеют внешнюю оболочку из армированного материала, в укладке блока в оснастку на нижний несущий слой на основе мата, сформированного из последовательно уложенных друг на друга слоев смолопроводящей сетки, жертвенной ткани и, по меньшей мере, одного слоя армирующего материала, в последующей укладке на блок верхнего несущего слоя на основе мата из последовательно уложенных слоев армирующего материала, жертвенной ткани, смолопроводящей сетки, в формировании вакуумного мешка, в подаче в оснастку вакуума и полимерного связующего, в получении готового многослойного изделия из композиционного материала после отверждения полимерного связующего, при этом для формирования блока используют брусья с прямоугольным поперечным сечением, со стороны обращенных друг к другу боковых граней которых между их внешними оболочками размещают сухой пористый смолопроводящий мат, затем брусья при формировании блока соединяют между собой параллельно расположенными и поперечно ориентированными к их продольной оси жесткими тягами для стягивания брусьев, в которых выполняют соосно отверстия для тяг.To solve the technical problem, a method for manufacturing multilayer products from composite material is proposed, which consists in forming a middle layer block from sequentially laid in a row of beams, the side faces of each of which have an outer shell of reinforced material, in laying the block in a snap on the lower bearing layer based on a mat formed from successively stacked layers of resin-conducting mesh, sacrificial fabric and at least one layer of reinforcing material, in the following laying it on the block of the upper carrier layer on the basis of a mat from successively laid layers of reinforcing material, sacrificial fabric, resin-conducting mesh, forming a vacuum bag, applying vacuum and a polymer binder to the tool, in obtaining a finished multilayer product from composite material after curing the polymer binder, at the same time, for the formation of the block, bars with a rectangular cross section are used, from the side of which the side faces facing each other are placed between their outer shells dry porous resin-conducting mat, then the bars when forming the block are connected with each other by rigid rods parallel to each other and transversely oriented to their longitudinal axis to tighten the bars, in which openings for the rods are made coaxially.

Согласно изобретению, в качестве пористого смолопроводящего мата, предпочтительно, используют мат «Combiflow».According to the invention, preferably a Combiflow mat is used as the porous resin-conducting mat.

Согласно изобретению, формирование внешней оболочки на каждом брусе осуществляют при обертывании его параллельных граней армирующим материалом, свободные концы которого ориентируют вдоль его верхней грани.According to the invention, the formation of the outer shell on each beam is carried out by wrapping its parallel faces with reinforcing material, the free ends of which are oriented along its upper face.

Согласно изобретению, при формировании блока используют брусья, изготовленные из конструкционного материала на основе бруса из клееного шпона.According to the invention, when forming the block, bars are used made of structural material based on a glued veneer beam.

Согласно изобретению, используют брус из клееного шпона типа LVL-брус.According to the invention, a glued veneer lumber of the LVL type is used.

Согласно изобретению, при формировании блока используют брусья из вспененного полимерного материала, выбранного из группы: пенополивинилхлорид, пенополиуретан, полиэтилентерефталат, пенополистирол или комбинацию указанных материалов.According to the invention, when forming the block, bars are used from a foamed polymeric material selected from the group: polyvinyl chloride, polyurethane foam, polyethylene terephthalate, polystyrene foam or a combination of these materials.

Согласно изобретению, при изготовлении многослойных изделий используют армирующие материалы, выбранные из группы: стеклоткань, стекломат, углеродная ткань, полиамидная ткань, полиэфирная ткань или гибридные армирующие материалы.According to the invention, in the manufacture of multilayer products using reinforcing materials selected from the group: fiberglass, glass fiber, carbon fabric, polyamide fabric, polyester fabric or hybrid reinforcing materials.

Согласно изобретению, при изготовлении многослойных изделий используют полимерное связующее, выбранное из группы полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные и эпоксивинилэфирные смолы.According to the invention, in the manufacture of multilayer products using a polymer binder selected from the group of polyester, vinyl ester, epoxy and epoxy vinyl ester resins.

При реализации изобретения благодаря формированию среднего слоя изделия из блока-наполнителя, образованного брусьями с прямоугольным поперечным сечением, снижаются трудозатраты по технологическому процессу изготовления данного слоя, в том числе за счет оптимального по времени размещения между смежными брусьями сухого пористого смолопроводящего мата и процесса соединения брусьев между собой. Использование для этих целей жестких стягивающих тяг повышает конструктивную жесткость формируемого блока и облегчает процесс его укладки в оснастку на нижний несущий слой. Конструктивная жесткость сформированного блока и наличие смолопроводящего мата между внешними оболочками смежно расположенных брусьев повышает прочность готового многослойного изделия, в том числе за счет эффективной пропитки полимерным связующим, как армирующих внешних слоев смежно расположенных со стороны боковых граней брусьев, так и верхнего несущего слоя при создании в оснастке вакуума.When implementing the invention, due to the formation of the middle layer of the product from the filler block formed by bars with a rectangular cross-section, labor costs for the manufacturing process of this layer are reduced, including due to the time-optimal placement of a dry porous resin-conducting mat between adjacent bars and the process of connecting the bars between by myself. The use of rigid tightening rods for these purposes increases the structural rigidity of the formed block and facilitates the process of laying it in equipment on the lower bearing layer. The structural rigidity of the formed block and the presence of a resin-conductive mat between the outer shells of adjacent adjacent beams increases the strength of the finished multilayer product, including due to the effective impregnation of polymer binder, both the reinforcing outer layers adjacent to the side faces of the beams, and the upper bearing layer when creating snap vacuum.

При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому техническому решению совокупность признаков для решения заявленного технического результата, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения: «новизна», «изобретательский уровень».In the analysis of the prior art, no technical solutions have been identified that have a set of features similar to the claimed technical solution for solving the claimed technical result, which indicates the compliance of the claimed technical solution with the criteria of the invention: "novelty", "inventive step".

При реализации изобретения используют традиционно известные материалы и технологическое оборудование, что свидетельствует о соответствии его критерию «промышленная применимость».When implementing the invention, traditionally known materials and technological equipment are used, which indicates the compliance with its criterion of "industrial applicability".

Изобретение поясняется нижеприведенным описанием и графическими материалами, где на:The invention is illustrated by the following description and graphic materials, where:

Рис. 1 показан общий вид блока-наполнителя среднего слоя из брусьев с прямоугольным поперечным сечением, для изготовления которых используют вспененный полимерный материал;Fig. 1 shows a General view of the filler block of the middle layer of bars with a rectangular cross-section, for the manufacture of which use foamed polymeric material;

Рис. 2 показан общий вид блока-наполнителя среднего слоя из брусьев с прямоугольным поперечным сечением, для изготовления которых используют конструкционный материал на основе бруса из клееного шпона;Fig. 2 shows a general view of the filler block of the middle layer of beams with rectangular cross-section, for the manufacture of which use a structural material based on a beam of glued veneer;

Рис. 3 - показана схема размещения материалов при изготовлении многослойного изделия методом вакуумной инфузии.Fig. 3 - shows the layout of materials in the manufacture of a multilayer product by vacuum infusion.

Для реализации изобретения используют следующие известные материалы и технологическое оборудование, используемые в различных отраслях промышленности, в том числе предназначенные для создания и проектирования композиционных материалов, а именно:To implement the invention, the following known materials and technological equipment are used, used in various industries, including those intended for the creation and design of composite materials, namely:

вспененный полимерный материал на основе полимерного жесткого материала, имеющего адгезию к используемому полимерному связующему. В качестве вспененного полимерного материала может быть использован пенополивинилхлорид, пенополиуретан, полиэтилентерефталат, пенополистирол или комбинация указанных материалов;foamed polymeric material based on a polymeric rigid material having adhesion to the polymeric binder used. As the foamed polymeric material can be used polyvinyl chloride, polyurethane foam, polyethylene terephthalate, polystyrene foam or a combination of these materials;

армирующий материал может представлять собой стеклоткань, стекломат, углеродную ткань, полиамидную ткань, полиэфирную ткань и гибридные армирующие материалы. Предпочтительно, при реализации изобретения в качестве армирующего материала используют стеклоткань, стекломат или углеродную ткань;the reinforcing material may be fiberglass, glass mat, carbon fabric, polyamide fabric, polyester fabric, and hybrid reinforcing materials. Preferably, when implementing the invention, fiberglass, glass fiber or carbon fabric is used as the reinforcing material;

полимерное связующее может быть выбрано из группы термореактивных полимерных связующих, такие как эпоксидная, эпоксивинилэфирная, винилэфирная, полиимидная смола или полиэфирная смола, или комбинации указанных смол. При использовании полимерного связующего учитывается их совместимость с использованием материала среднего слоя на основе вспененного полимерного материала;the polymer binder may be selected from the group of thermosetting polymer binders, such as epoxy, epoxy vinyl ester, vinyl ester, polyimide resin or polyester resin, or combinations of these resins. When using a polymeric binder, their compatibility with the use of a middle layer material based on foamed polymeric material is taken into account;

конструкционный материал на основе бруса из клееного шпона, изготовленного по технологии склейки нескольких слоев лущеного шпона хвойных пород толщиной порядка 3 мм, при параллельном расположении волокон древесины смежных слоев. Данный конструкционный материал имеет торговое наименование ЛВЛ-брус (или брус LVL). Благодаря своей однородной структуре брус LVL обладает высокой прочностью при горизонтальной нагрузке. В силу чего основное применение брусьев LVL - это несущие элементы каркаса;structural material on the basis of a glued veneer beam made by gluing several layers of peeled softwood veneer with a thickness of about 3 mm, with a parallel arrangement of wood fibers of adjacent layers. This structural material has the trade name LVL-beam (or LVL beam). Due to its homogeneous structure, LVL timber has high strength under horizontal load. Therefore, the main application of LVL bars is the supporting elements of the frame;

пористый смолопроводящий мат, например комбинированный стекломат, торговое наименование «Combiflow». Материал характеризуется хорошим качеством поверхности, эластичный, пухлый, хорошо заполняет сложные формы, имеет очень высокую скорость пропитки даже при высоком сжатии, не содержит химических связующих;porous resin-conducting mat, for example combined glass mat, trade name "Combiflow". The material is characterized by good surface quality, elastic, puffy, fills complex forms well, has a very high impregnation rate even with high compression, does not contain chemical binders;

технологическое оборудование для осуществления процесса вакуумной инфузии для формования изделий из композиционных материалов, при котором за счет герметичной пленки, прилегающей к матрице-оснастке, создается рабочая полость с уложенным армирующим материалом (вакуумный мешок). В полости создается вакуум, и за счет этого вакуума связующее втягивается в рабочую полость и пропитывает армирующий материал.technological equipment for the implementation of the vacuum infusion process for molding products from composite materials, in which due to the hermetic film adjacent to the snap matrix, a working cavity is created with the reinforcing material laid (vacuum bag). A vacuum is created in the cavity, and due to this vacuum, the binder is drawn into the working cavity and impregnates the reinforcing material.

Процесс изготовления многослойных изделий из композиционного материала при реализации изобретения осуществляют с использованием следующих технологических операций:The manufacturing process of multilayer products from composite material during the implementation of the invention is carried out using the following technological operations:

- формируют блок среднего слоя из последовательно уложенных в ряд брусьев 1 с прямоугольным поперечным сечением, имеющих следующие геометрические параметры: длина - 3,0-12,5 (м), ширина - 300 (мм); высота - 170 (мм). Использование брусьев с прямоугольным поперечным сечением упрощает процесс последовательного расположения их в ряду при формировании блока. Для изготовления брусьев по первому примеру (пример 1) используют пенополиуретан, плотность 50 кг/м2, по второму примеру (пример 2) используют брус из клееного шпона LVL-брус. Использование бруса из клееного шпона (LVL-брус) наиболее предпочтительно по условиям изготовления многослойного изделия из композиционного материала, эксплуатация которого связана со значительными силовыми нагрузками, что характерно для конструкционных изделий в мостостроении. Брусья с заданной длиной могут быть изготовлены из отдельных соединяемых между собой брусков, например, в соответствии с техническим решением по патенту RU №2507071. При формировании блока с брусьями по примерам 1 и 2 боковые грани каждого из них имеют внешнюю оболочку 2. Предпочтительно, формирование внешней оболочки 2 на каждом брусе 1 осуществляют при обертывании его параллельных граней армирующим материалом, свободные концы которого ориентируют вдоль его верхней грани. При данном варианте формирование внешней оболочки 2 из армирующего материала наиболее оптимально по трудозатратам используемых материалов на длинномерных брусьях;- form a block of the middle layer of sequentially laid in a row of bars 1 with a rectangular cross-section, having the following geometric parameters: length - 3.0-12.5 (m), width - 300 (mm); height - 170 (mm). The use of bars with a rectangular cross section simplifies the process of sequentially arranging them in a row when forming a block. For the manufacture of beams according to the first example (example 1), polyurethane foam is used, density 50 kg / m 2 , according to the second example (example 2), a beam of glued veneer LVL-beam is used. The use of glued veneer lumber (LVL-lumber) is most preferable under the conditions of manufacturing a multilayer product made of composite material, the operation of which is associated with significant power loads, which is typical for structural products in bridge building. The bars with a given length can be made of separate bars connected to each other, for example, in accordance with the technical solution according to patent RU No. 2507071. When forming a block with bars according to examples 1 and 2, the side faces of each of them have an outer shell 2. Preferably, the formation of an outer shell 2 on each beam 1 is carried out by wrapping its parallel faces with reinforcing material, the free ends of which are oriented along its upper edge. With this option, the formation of the outer shell 2 of the reinforcing material is most optimal for the labor costs of the materials used on long bars;

- при формировании блока среднего слоя из последовательно уложенных в ряд брусьев 1 со стороны обращенных друг к другу боковых граней смежных брусьев между их внешними оболочками 2 размещают сухой пористый смолопроводящий мат, в качестве которого, предпочтительно, используют мат, торговое наименование «Combiflow». Выбор данного материала, характерной особенностью которого в том числе является высокая скорость пропитки даже при высоком сжатии наиболее оптимально по условиям последующего соединения брусьев 1 между собой посредством параллельно расположенных и поперечно ориентированных к их продольной оси жестких тяг 3 для стягивания брусьев, в которых выполняют соосные отверстия для тяг (см. рис. 1 и 2), а также для последующей технологической операции получения готового изделия. При стягивании брусьев 1 между собой при изготовлении их по примеру 1 на внешних боковых гранях крайних брусьев формируемого блока используют внешние накладки 4, что повышает надежность соединения брусьев и предотвращает образование в них трещин. Наличие внешних накладок при изготовлении брусьев по примеру 2 нецелесообразно, т.к. жесткость используемого материала брусьев позволяет размещать конструктивные элементы (прижимные гайки) непосредственно в объеме данного материала (см. рис. 2). В целом наличие сухого пористого смолопроводящего мата между внешними оболочками смежных брусьев, соединение брусьев между собой жесткими стягивающими тягами сокращает затраты при формировании блока из последовательно укладываемых в ряд брусьев, улучшает условия труда, а также способствует повышению прочности и жесткости готовых изделий;- when forming the middle layer block from sequentially laid in a row of bars 1 from the side facing each other of the side faces of adjacent bars between their outer shells 2, a dry porous resinous mat is placed, which is preferably used as a mat, trade name "Combiflow". The choice of this material, a characteristic feature of which, among other things, is a high impregnation speed even at high compression, is most optimal according to the conditions of subsequent joining of the beams 1 to each other by means of rigid rods 3 parallel and transversely oriented towards their longitudinal axis to tighten the beams in which coaxial holes are made for rods (see. Fig. 1 and 2), as well as for the subsequent technological operation of obtaining the finished product. When the bars 1 are pulled together, in the manufacture of them according to Example 1, external plates 4 are used on the outer side faces of the extreme bars of the block being formed, which increases the reliability of the joining of the bars and prevents the formation of cracks in them. The presence of external overlays in the manufacture of bars according to example 2 is impractical, because the rigidity of the used material of the bars allows you to place structural elements (clamping nuts) directly in the volume of this material (see. Fig. 2). In general, the presence of a dry porous resin-conducting mat between the outer shells of adjacent bars, the connection of the bars to each other with rigid tightening rods reduces the cost of forming a block of sequentially stacked bars, improves working conditions, and also improves the strength and stiffness of finished products;

- дальнейший процесс по получению готового многослойного изделия из композиционного материала осуществляют в соответствии с технологическим процессом вакуумной инфузии и использованием соответствующего традиционного оборудования и материалов. Для этих целей сформированный блок укладывают в оснастку - матрицу на нижний несущий слой на основе мата, сформированного из последовательно уложенных друг на друга слоев смолопроводящей сетки, жертвенной ткани и, по меньшей мере, одного слоя армирующего материала, затем на блок укладывают верхний несущий слой на основе мата из последовательно уложенных слоев армирующего материала или материалов, жертвенной ткани, смолопроводящей сетки. Формируют вакуумный мешок с использованием специальной пленки, подключают вакуумный насос и оборудование для подачи полимерного связующего. После окончания пропитки прекращают подачу связующего, выдерживают изделие из композиционного материала до отверждения полимерного связующего. Затем разбирают вакуумный мешок и с полученного многослойного изделия снимают все вспомогательные материалы (жертвенную ткань и смолопроводящую сетку), получают готовое многослойнное изделие из композиционного материала на основе блока среднего слоя и армирующих его противолежащие внешние поверхности по боковым граням композитные слои на основе стеклоткани.- the further process for obtaining the finished multilayer product from composite material is carried out in accordance with the technological process of vacuum infusion and the use of appropriate traditional equipment and materials. For these purposes, the formed block is placed in a snap - a matrix on the lower bearing layer based on a mat formed from successively laid layers of resin-conducting mesh, sacrificial fabric and at least one layer of reinforcing material, then the upper bearing layer is laid on the block based on a mat of successively laid layers of reinforcing material or materials, sacrificial fabric, resin-conducting mesh. A vacuum bag is formed using a special film, a vacuum pump and equipment for supplying a polymer binder are connected. After the impregnation is completed, the supply of the binder is stopped, the product is made of composite material until the polymer binder is cured. Then the vacuum bag is disassembled and all auxiliary materials (sacrificial fabric and resin-conducting mesh) are removed from the obtained multilayer product, and a finished multilayer product is made of composite material based on a middle layer block and composite layers based on fiberglass reinforcing its opposite external surfaces on the side faces.

Конкретно для реализации технологической операции вакуум-инфузии использовали:Specifically, for the implementation of the technological operation of vacuum infusion used:

смолопроводящую сетку марки Greenflow 75, жертвенную ткань марки Econostinch, стеклоткань в качестве армирующей ткани, смолу марки ПН-609-21М.resin flow mesh of the Greenflow 75 brand, sacrificial fabric of the Econostinch brand, fiberglass as a reinforcing fabric, resin of the PN-609-21M brand.

Многослойные изделия из композиционного материала, полученные с использованием брусьев по примеру 2, подвергали статическим испытаниям на усилие, приходящееся на распределительную балку, уложенную на рельсы, и прогибы в середине образца под нагрузкой.Multilayer composite products obtained using the beams of Example 2 were subjected to static stress tests on a distribution beam laid on rails and deflections in the middle of the sample under load.

Испытываемый образец имел габаритные параметры по высоте - 170 (мм), ширина - 300 (мм), длина 2390 (мм).The test sample had overall dimensions in height - 170 (mm), width - 300 (mm), length 2390 (mm).

При испытаниях была зафиксирована максимальная нагрузка на образец, превышающая расчетную нагрузку на 64%. При указанной нагрузке образец не имел видимых повреждений и остаточного прогиба после разгрузки.During testing, the maximum load on the sample was recorded, exceeding the calculated load by 64%. At the indicated load, the sample had no visible damage and residual deflection after unloading.

Таким образом, при реализации изобретения снижается трудоемкость изготовления многослойных изделий из композиционных материалов методом вакуумной инфузии, сокращаются затраты на их изготовление, улучшаются условия труда, при этом также повышается прочность готовых изделий.Thus, the implementation of the invention reduces the complexity of manufacturing multilayer products from composite materials by vacuum infusion, reduces the cost of their manufacture, improves working conditions, while also increasing the strength of the finished product.

Claims (8)

1. Способ изготовления многослойных изделий из композиционного материала, заключающийся в формировании блока среднего слоя из последовательно уложенных в ряд брусьев, боковые грани каждого из которых имеют внешнюю оболочку из армированного материала, в укладке блока в оснастку на нижний несущий слой на основе мата, сформированного из последовательно уложенных друг на друга слоев смолопроводящей сетки, жертвенной ткани и, по меньшей мере, одного слоя армирующего материала, в последующей укладке на блок верхнего несущего слоя на основе мата из последовательно уложенных слоев армирующего материала, жертвенной ткани, смолопроводящей сетки, в формировании вакуумного мешка, в подаче в оснастку вакуума и полимерного связующего, в получении готового многослойного изделия из композиционного материала после отверждения полимерного связующего, при этом для формирования блока используют брусья с прямоугольным поперечным сечением, со стороны обращенных друг к другу боковых граней которых между их внешними оболочками размещают сухой пористый смолопроводящий мат, затем брусья при формировании блока соединяют между собой параллельно расположенными и поперечно ориентированными к их продольной оси жесткими тягами для стягивания брусьев, в которых выполняют соосные отверстия для тяг.1. A method of manufacturing multilayer products from composite material, which consists in forming a block of the middle layer of sequentially laid in a row of bars, the side faces of each of which have an outer shell of reinforced material, in laying the block in a snap on the lower bearing layer based on a mat formed from successively stacked layers of resin-conducting mesh, sacrificial fabric and at least one layer of reinforcing material, in a subsequent laying on the block of the upper carrier layer based on m that of successively laid layers of reinforcing material, sacrificial fabric, resin-conducting mesh, in the formation of a vacuum bag, in the supply of a vacuum and a polymer binder, in the preparation of a finished multilayer product from a composite material after curing the polymer binder, with the use of rectangular bars cross-section, from the side of the side faces facing each other which between their outer shells place a dry porous resin-conducting mat, then the bars When forming unit interconnected parallel arranged and oriented transversely to their longitudinal axis rigid rods for contraction bars, which operate in coaxial holes for rods. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пористого смолопроводящего мата, предпочтительно, используют мат «Combiflow».2. The method according to p. 1, characterized in that as a porous resin-conducting mat, preferably use a mat "Combiflow". 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование внешней оболочки на каждом брусе осуществляют при обертывании его параллельных граней армирующим материалом, свободные концы которого ориентируют вдоль его верхней грани.3. The method according to p. 1, characterized in that the formation of the outer shell on each beam is carried out by wrapping its parallel faces with reinforcing material, the free ends of which are oriented along its upper edge. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании блока используют брусья, изготовленные из конструкционного материала на основе бруса из клееного шпона.4. The method according to p. 1, characterized in that when forming the block using bars made of structural material based on a beam of glued veneer. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что используют брус из клееного шпона типа LVL-брус.5. The method according to p. 4, characterized in that they use a beam of glued veneer type LVL-beam. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании блока используют брусья из вспененного полимерного материала, выбранного из группы пенополивинилхлорид, пенополиуретан, полиэтилентерефталат, пенополистирол или комбинацию указанных материалов.6. The method according to p. 1, characterized in that when forming the block using bars of foamed polymeric material selected from the group of polyvinyl chloride, polyurethane foam, polyethylene terephthalate, polystyrene foam or a combination of these materials. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при изготовлении многослойных изделий используют армирующие материалы, выбранные из группы: стеклоткань, стекломат, углеродная ткань, полиамидная ткань, полиэфирная ткань или гибридные армирующие материалы.7. The method according to p. 1, characterized in that in the manufacture of multilayer products using reinforcing materials selected from the group: fiberglass, glass mat, carbon fabric, polyamide fabric, polyester fabric or hybrid reinforcing materials. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при изготовлении многослойных изделий используют полимерное связующее, выбранное из группы: полиэфирные, винилэфирные, эпоксидные и эпоксивинилэфирные смолы.8. The method according to p. 1, characterized in that in the manufacture of multilayer products using a polymer binder selected from the group: polyester, vinyl ester, epoxy and epoxy vinyl ester.
RU2015156625A 2015-12-29 2015-12-29 Method for producing multilayer articles of composite material RU2620805C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156625A RU2620805C1 (en) 2015-12-29 2015-12-29 Method for producing multilayer articles of composite material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156625A RU2620805C1 (en) 2015-12-29 2015-12-29 Method for producing multilayer articles of composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620805C1 true RU2620805C1 (en) 2017-05-29

Family

ID=59031903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015156625A RU2620805C1 (en) 2015-12-29 2015-12-29 Method for producing multilayer articles of composite material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620805C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688716C1 (en) * 2018-05-24 2019-05-22 Общество с ограниченной ответственностью "Композит Сольюшен" Method of making large-size composite articles by vacuum infusion and composite power beam of bridge section for collapsible bridge structure
RU2704845C1 (en) * 2018-10-24 2019-10-31 Общество с ограниченной ответственностью "Композит Сольюшен" Composite plate for rail bridge ballastless bridge roadway system
RU2793232C1 (en) * 2022-07-26 2023-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический испытательный центр АпАТэК-Дубна" Composite slab for railroad bridge ballastless bridge deck system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4411939A (en) * 1979-11-28 1983-10-25 National Research Development Corporation Conformable reinforcement board
RU2285613C1 (en) * 2005-05-18 2006-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") Method of manufacturing multilayer article from polymeric composition materials
RU2429155C1 (en) * 2010-06-10 2011-09-20 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method to manufacture three-layer panels of polymer composite material with middle layer from foam plastic reinforced with stiffening ribs
RU2507352C1 (en) * 2012-06-18 2014-02-20 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Panel of middle layer and method of its production
RU2507071C1 (en) * 2012-06-18 2014-02-20 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of producing triply polymer composite (tpc)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4411939A (en) * 1979-11-28 1983-10-25 National Research Development Corporation Conformable reinforcement board
RU2285613C1 (en) * 2005-05-18 2006-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") Method of manufacturing multilayer article from polymeric composition materials
RU2429155C1 (en) * 2010-06-10 2011-09-20 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method to manufacture three-layer panels of polymer composite material with middle layer from foam plastic reinforced with stiffening ribs
RU2507352C1 (en) * 2012-06-18 2014-02-20 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Panel of middle layer and method of its production
RU2507071C1 (en) * 2012-06-18 2014-02-20 Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method of producing triply polymer composite (tpc)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2688716C1 (en) * 2018-05-24 2019-05-22 Общество с ограниченной ответственностью "Композит Сольюшен" Method of making large-size composite articles by vacuum infusion and composite power beam of bridge section for collapsible bridge structure
RU2704845C1 (en) * 2018-10-24 2019-10-31 Общество с ограниченной ответственностью "Композит Сольюшен" Composite plate for rail bridge ballastless bridge roadway system
RU2793232C1 (en) * 2022-07-26 2023-03-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический испытательный центр АпАТэК-Дубна" Composite slab for railroad bridge ballastless bridge deck system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8895125B2 (en) Multi-layer wood veneer moulding
US6037049A (en) Reinforcement panel sheet to be adhered to a wood structural member
US11619014B2 (en) Composite structural panel and method of fabrication
US20050138891A1 (en) Monolithic hurricane resistant structural panels made from low density composites
EA008962B1 (en) Reinforced sandwich structure
Verma et al. Tensile strength analysis of bamboo and layered laminate bamboo composites
CN111409152B (en) Orthogonal glued bamboo for building structure and preparation method thereof
RU2620805C1 (en) Method for producing multilayer articles of composite material
US5747151A (en) Glue-laminated wood structural member with sacrificial edges
RU2507071C1 (en) Method of producing triply polymer composite (tpc)
RU2634016C2 (en) Method to produce multilayer article of polymer composite material
KR101175530B1 (en) Paper plate and manufacturing method thereof
RU2507352C1 (en) Panel of middle layer and method of its production
JP6041103B2 (en) Lamina and method for producing lamina
RU2688716C1 (en) Method of making large-size composite articles by vacuum infusion and composite power beam of bridge section for collapsible bridge structure
JPH11509492A (en) Reinforced foam core
CN109732711A (en) A kind of manufacturing method recombinating composite construction bamboo
KR20130047173A (en) Wood base materials flooring and method for manufacturing the same
GB2387809A (en) Multi-beam panel structures
Shrestha et al. Development of engineered bamboo using a low-tech method
JPH0825172B2 (en) Cylindrical veneer laminated material
US20120135189A1 (en) Multilayer structure and method to produce a multilayer structure
CN110198833A (en) Core for composite sandwich plate
KR102255585B1 (en) A concrete construction method using carbon fiber mold
CN114213685A (en) Wood compaction composite profile using artificial fiber material for compaction and reinforcement of natural fiber

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20190204