RU2630798C1

RU2630798C1 - Equipment for forming products of polymer composite materials and method of its manufacture

Info

Publication number: RU2630798C1
Application number: RU2016134245A
Authority: RU
Inventors: Виктор Васильевич Авдеев; Алексей Валерьевич Кепман; Александр Владимирович БАБКИН; Екатерина Сергеевна Афанасьева; Анна Анатольевна Кузнецова; Эрдни Михайлович ЭРДНИ-ГОРЯЕВ; Марина Юрьевна Яблокова
Original assignee: Публичное акционерное общество "Воронежское акционерное самолетостроительное Общество" (ПАО "ВАСО")
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2017-09-13

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: equipment for forming products of polymer composite materials is presented, comprising a supporting structure and a mould with a formlining placed on it, made of a polymer composite material based on a carbon material. The formlining is covered with at least one layer of glass-cloth impregnated with a silicone binder cured at room temperature.

EFFECT: increased quality of products.

2 cl, 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к изготовлению оснастки, предназначенной для формования изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), и может найти применение в аэрокосмической, автомобильной, судостроительной и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of engineering, namely to the manufacture of tooling designed for molding products from polymer composite materials (PCM), and can find application in aerospace, automotive, shipbuilding and other industries.

Оснастка является одним из ключевых моментов в технологии производства изделий из ПКМ, поскольку она задает форму получаемого изделия.Equipment is one of the key points in the production technology of PCM products, since it sets the shape of the resulting product.

В настоящее время для изготовления изделий из ПКМ используются оснастки, выполненные из различных металлических сплавов или из композиционных материалов.Currently, for the manufacture of PCM products, snap-ins made of various metal alloys or composite materials are used.

Оснастки из алюминиевых сплавов достаточно хорошо подвергаются механической обработке, однако они обладают высоким коэффициентом линейного термического расширения (КЛТР), что накладывает существенные ограничения на применение данного материала, особенно при использовании высококачественных композиционных материалов авиационного назначения. В процессе формования изделия из ПКМ, технологический пакет нагревают до температур 180-240°С, при этом за счет высокого КЛТР материала оснастки происходит изменение ее геометрии, что, в свою очередь, приводит к изменению геометрии формуемого изделия из ПКМ по отношению к изначально заданной, проявлению такого эффекта, как коробление изделия (изменение геометрии изделия после снятия изделия с технологической оснастки), созданию остаточных напряжений, отрицательно влияющих на механические характеристики ПКМ при длительной эксплуатации изделия.Equipment made of aluminum alloys is machined quite well, however, they have a high coefficient of linear thermal expansion (CTE), which imposes significant restrictions on the use of this material, especially when using high-quality composite materials for aviation purposes. In the process of molding a product from PCM, the technological package is heated to temperatures of 180-240 ° С, and due to the high CTE of the material of the tool, its geometry changes, which, in turn, leads to a change in the geometry of the molded product from PCM with respect to the initial , the manifestation of such an effect as warpage of the product (changing the geometry of the product after removing the product from technological equipment), the creation of residual stresses that adversely affect the mechanical characteristics of the PCM during long-term operation spruce.

Проблема изменения геометрических размеров получаемых изделий становится особенно актуальной при изготовлении крупногабаритных интегрированных конструкций. При размерах оснастки порядка десяти метров изменение линейных размеров за счет КЛТР может достигать нескольких сантиметров, а в случае проявления эффекта коробления - нескольких десятков сантиметров.The problem of changing the geometric dimensions of the resulting products becomes especially relevant in the manufacture of large-sized integrated structures. With a snap size of about ten meters, the change in linear dimensions due to the CTE can reach several centimeters, and in the case of a warping effect, several tens of centimeters.

Поэтому для изготовления оснастки в мировой практике наиболее широко используются материалы с низким значением КЛТР.Therefore, materials with a low CTE value are most widely used for the manufacture of equipment in world practice.

Металлическая оснастка с низким значением КЛТР из инвара (сплав железа и никеля) близка по КЛТР к изделиям из углепластиков. Ключевые недостатки такой оснастки заключаются в высокой стоимости, низкой скорости нагрева в автоклаве, трудоемкости и сложности обработки. В основном она используется для изготовления ответственных деталей, таких как обшивка крыла, панели крыла и т.п.The metal tooling with a low KLTR value from Invar (an alloy of iron and nickel) is close in terms of KLTE to carbon fiber products. The key disadvantages of such equipment are the high cost, low heating rate in the autoclave, the complexity and processing complexity. It is mainly used for the manufacture of critical parts, such as wing skin, wing panels, etc.

С учетом жесткости требований к допускам и деформациям изделий авиационной техники, наиболее приемлемым материалом для оснастки являются сами ПКМ, поскольку обладают свойствами, близкими к свойствам формуемой детали, а также обладают меньшим весом и стоимостью по сравнению с оснастками из металла. Кроме того, к оснастке предъявляется ряд эксплуатационных требований, от которых зависит срок ее применения, в частности высокая твердость поверхности и герметичность для формования качественных деталей на ней.Given the stringent requirements for tolerances and deformations of aircraft products, the PCM itself is the most suitable material for tooling, since they have properties similar to the properties of the molded part, and also have less weight and cost compared to metal tooling. In addition, a number of operational requirements are presented to the equipment, on which the period of its application depends, in particular, high surface hardness and tightness for molding high-quality parts on it.

Исключительно высокой прочностью, жесткостью, коррозионной стойкостью и малой массой являются ПКМ на основе углеродных материалов, в частности углеродных волокон в сочетании с матричным материалом, таким как термореактивные и/или термопластичные смолы.PCMs based on carbon materials, in particular carbon fibers in combination with matrix material such as thermosetting and / or thermoplastic resins, are exceptionally high strength, rigidity, corrosion resistance, and light weight.

Наиболее близким аналогом предлагаемой оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов является оснастка, содержащая опорную конструкцию и размещенную на ней форму с формообразующей поверхностью, выполненную из полимерного композиционного материала на основе углеродного материала (CN 203592595 U, В29С 33/38, 14.05.2014). В этом же патенте раскрыт наиболее близкий аналог способа изготовления оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов, включающего изготовление формы с формообразующей поверхностью из углеродного материала и установку готовой формы на опорную конструкцию.The closest analogue of the proposed tooling for molding products from polymer composite materials is a tooling containing a support structure and a mold placed on it with a forming surface made of a polymer composite material based on carbon material (CN 203592595 U, В29С 33/38, 05/14/2014) . In the same patent, the closest analogue of a method for manufacturing a tooling for molding products from polymer composite materials is disclosed, which includes manufacturing a mold with a forming surface from a carbon material and installing the finished mold on a supporting structure.

Недостатком описанных в патенте CN 203592595 оснастки и способа ее изготовления является то, что на поверхности оснастки из углеродного композиционного материала возможно появление трещин, сколов, царапин, неровностей или других дефектов. Поэтому эксплуатация оснастки предполагает периодическую проверку качества ее поверхности на наличие указанных дефектов, которые могут привести к изготовлению некачественной детали, а также быть причиной разгерметизации оснастки. Однако обнаружение указанных дефектов затруднено вследствие черного цвета ПКМ на основе углеродного материала, из которого изготовлена оснастка, и отсутствия видимых характерных признаков повреждения.The disadvantage of the snap-in described in the patent CN 203592595 and the method of its manufacture is that cracks, chips, scratches, irregularities or other defects may appear on the surface of the snap-in made of carbon composite material. Therefore, the operation of the tool involves a periodic check of the quality of its surface for the presence of these defects, which can lead to the manufacture of low-quality parts, as well as cause depressurization of the tool. However, the detection of these defects is difficult due to the black color of the PCM based on the carbon material of which the equipment is made, and the absence of visible characteristic signs of damage.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежной гарантированно безопасной эксплуатации оснастки за счет оперативного диагностирования формы оснастки посредством ее неразрушающего контроля и своевременного выявления появившихся на ней дефектов, и тем самым повышение качества изделий, изготавливаемых из ПКМ на основе углеродного материала, в том числе крупногабаритных сложной геометрии.The objective of the present invention is to ensure reliable guaranteed safe operation of the tool due to the on-line diagnosis of the tool form by means of its non-destructive testing and timely detection of defects that appear on it, and thereby improving the quality of products made from PCM based on carbon material, including large complex geometry.

Технический результат достигается посредством оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов, содержащей опорную конструкцию и размещенную на ней форму с формообразующей поверхностью, выполненную из полимерного композиционного материала на основе углеродного материала, формообразующая поверхность которой покрыта по меньшей мере одним слоем стеклоткани, пропитанной силиконовым связующим.The technical result is achieved by means of a tool for molding articles made of polymer composite materials containing a support structure and a mold placed on it with a forming surface made of a polymer composite material based on carbon material, the forming surface of which is coated with at least one layer of fiberglass impregnated with a silicone binder.

Технический результат также достигается посредством способа изготовления оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов, включающий: изготовление формы с формообразующей поверхностью посредством выкладки преформы из углеродного материала на поверхности мастер-модели, пропитки указанного углеродного материала эпоксидным связующим методом вакуумной инфузии, предварительного его отверждения при комнатной температуре в течение 24 часов и постотверждения при температуре до 200°С; покрытие формообразующей поверхности формы по меньшей мере одним слоем стеклоткани, пропитку указанного слоя стеклоткани силиконовым связующим методом вакуумной инфузии и его отверждение при комнатной температуре в течение 24 часов; и установку готовой формы на опорную конструкцию.The technical result is also achieved by a method of manufacturing a tool for molding products from polymer composite materials, including: making a mold with a forming surface by laying a preform of carbon material on the surface of the master model, impregnating the specified carbon material with an epoxy binder by vacuum infusion, and preliminary curing it at room temperature for 24 hours and post-cure at temperatures up to 200 ° C; coating the mold surface of the mold with at least one layer of fiberglass, impregnating the specified layer of fiberglass with a silicone binder by vacuum infusion and curing it at room temperature for 24 hours; and the installation of the finished form on the supporting structure.

Такое изготовление формы оснастки из ПКМ на основе углеродного материала позволяет легко обнаружить дефекты на ее формообразующей поверхности, т.к. покрытие из стеклоткани, пропитанной силиконовым связующим, в месте повреждения указанной поверхности становится мутным независимо от характера дефекта.Such a manufacturing of a mold of a PCM tool based on a carbon material makes it easy to detect defects on its forming surface, because a coating of fiberglass impregnated with a silicone binder becomes cloudy at the point of damage to the surface, regardless of the nature of the defect.

При этом использование силиконового связующего (связующего с силоксановыми связями) для пропитки слоя из стеклоткани, покрывающего формообразующую поверхность формы, обеспечивает ее гарантированную герметичность даже при повреждении и образовании трещин на формообразующей поверхности. Кроме того, использование силикона дополнительно позволяет получить гладкую практически глянцевую формообразующую поверхность, что также способствует более быстрому и легкому обнаружению возможных ее повреждений. Покрытие с использованием силиконового связующего характеризуется износостойкостью, ударопрочностью, гидрофобностью, химической стойкостью и может эксплуатироваться при температуре до 200°С аналогично эпоксидной смоле, применяемой для изготовления формы оснастки. Также силиконовое связующее обладает антиадгезионными свойствами, что позволяет снизить количество антиадгезионного состава при эксплуатации оснастки и съема с нее изделий.At the same time, the use of a silicone binder (binder with siloxane bonds) for impregnating a layer of fiberglass covering the mold surface of the mold ensures its guaranteed tightness even when damaged and cracking on the mold surface. In addition, the use of silicone additionally allows you to get a smooth almost glossy shaping surface, which also contributes to a faster and easier detection of its possible damage. The coating using a silicone binder is characterized by wear resistance, impact resistance, hydrophobicity, chemical resistance and can be used at temperatures up to 200 ° C similar to the epoxy resin used to make the mold. Also, the silicone binder has anti-adhesive properties, which allows to reduce the amount of anti-adhesive composition during the operation of equipment and removal of products from it.

Вышеизложенные особенности и преимущества изобретения будут понятны из последующего описания предпочтительного примера его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых для представления одинаковых элементов используются одинаковые позиции:The above features and advantages of the invention will be clear from the following description of a preferred example of its implementation with reference to the accompanying drawings, in which the same positions are used to represent the same elements:

на ФИГ. 1 изображена схема оснастки для формования изделий из ПКМ, выполненной в соответствии с настоящим изобретением;in FIG. 1 shows a diagram of a tooling for molding PCM products made in accordance with the present invention;

на ФИГ. 2 - схема изготовления формы методом вакуумной инфузии в соответствии с настоящим изобретением.in FIG. 2 is a diagram of manufacturing a mold by vacuum infusion in accordance with the present invention.

на ФИГ. 3 - схема покрытия формообразующей поверхности формы стеклотканью и пропитки ее методом вакуумной инфузии в соответствии с настоящим изобретением.in FIG. 3 is a diagram of a coating of a mold surface of a mold with glass cloth and its impregnation by vacuum infusion in accordance with the present invention.

Оснастка 1 для формования изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) содержит форму 2 с формующей поверхностью 3, размещенную на опорной конструкции 4.Tooling 1 for molding products from polymer composite materials (PCM) contains a mold 2 with a forming surface 3, placed on the supporting structure 4.

Форма 2 изготовлена из ПКМ на основе углеродного материала. В качестве углеродного материала могут быть использованы слои углеродного армирующего волокна, например, в виде ткани или в виде нетканого полотна, или в виде площеной ленты, или в каком-либо другом виде. В качестве связующего, пропитывающего углеродный материал, может быть использовано низковязкое эпоксидное связующее.Form 2 is made of PCM based on carbon material. As the carbon material, layers of carbon reinforcing fiber can be used, for example, in the form of a fabric or in the form of a non-woven fabric, or in the form of a coated tape, or in some other form. As a binder impregnating a carbon material, a low viscosity epoxy binder may be used.

Формообразующая поверхность 4 формы 2 покрыта по меньшей мере одним слоем 5 стеклоткани, пропитанной силиконовым связующим. Предпочтительно формообразующую поверхность 4 формы 2 оснастки 1 покрывают двумя слоями 5 стеклоткани, что обеспечивает оптимальную толщину рабочей поверхности для мониторинга ее состояния и гарантированной надежной герметичности в случае повреждения и возникновения дефектов.The forming surface 4 of form 2 is coated with at least one layer 5 of fiberglass impregnated with a silicone binder. Preferably, the forming surface 4 of the mold 2 of the tooling 1 is covered with two layers 5 of fiberglass, which provides the optimum thickness of the working surface for monitoring its condition and guaranteed reliable tightness in case of damage and occurrence of defects.

Описанная выше оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов может быть изготовлена следующим способом.The above-described equipment for molding products from polymer composite materials can be made in the following way.

Сначала изготавливают форму 2 из ПКМ на основе углеродного материала. Для этого на поверхности мастер-модели 6 размещают несколько слоев углеродного материала, которые пропитывают связующим с последующим его отверждением. В качестве углеродного материала могут быть использованы углеродные армирующие волокна, например, в виде ткани, нетканого полотна, площеной ленты и т.п. В качестве связующего для пропитки углеродного материала используют низковязкое двухкомпонентное эпоксидное связующее, приготавливаемое непосредственно перед пропиткой. При этом пропитку осуществляют методом вакуумной инфузии.First, mold 2 is made from PCM based on carbon material. To do this, several layers of carbon material are placed on the surface of the master model 6, which are impregnated with a binder followed by its curing. As the carbon material, carbon reinforcing fibers can be used, for example, in the form of fabric, non-woven fabric, flat tape, and the like. As a binder for impregnation of carbon material, a low-viscosity two-component epoxy binder is used, prepared immediately before impregnation. In this case, the impregnation is carried out by the method of vacuum infusion.

Проводят предварительное отверждение формы 2 при комнатной температуре в течение 24 часов. Для получения качественного изделия с высокими прочностными характеристиками и низкой усадкой осуществляют постотверждение формы 2 при температуре до 200°С. Затем форму 2 охлаждают до комнатной температуры.Preliminary curing of Form 2 was carried out at room temperature for 24 hours. To obtain a high-quality product with high strength characteristics and low shrinkage, post-curing of form 2 is carried out at temperatures up to 200 ° C. Then form 2 is cooled to room temperature.

Далее формообразующую поверхность 3 формы 2 покрывают по меньшей мере одним слоем 5 стеклоткани, который пропитывают силиконовым связующим. При этом пропитку осуществляют методом вакуумной инфузии. Затем проводят его отверждение при комнатной температуре в течение 24 часов.Next, the forming surface 3 of form 2 is covered with at least one layer 5 of fiberglass, which is impregnated with a silicone binder. In this case, the impregnation is carried out by the method of vacuum infusion. Then it is cured at room temperature for 24 hours.

Полученную форму 2 устанавливают на опорную конструкцию 5, предназначенную для поддержания формы 2 оснастки 1. При этом опорная конструкция 5 может быть выполнена из металла, стеклопластика, углепластика или других доступных материалов.The resulting mold 2 is mounted on a support structure 5 designed to support the mold 2 of the tool 1. In this case, the support structure 5 can be made of metal, fiberglass, carbon fiber or other available materials.

Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention

Сначала изготавливают форму 2 оснастки 1. Для этого на поверхности мастер-модели 6 размещают углеродный материал в виде нескольких слоев углеродной армирующей ткани. На мастер-модели 6 по периметру уложенных слоев углеродной армирующей ткани в два ряда наклеивают герметизирующий жгут 7.First, mold 2 of tool 1 is made. For this, carbon material in the form of several layers of carbon reinforcing fabric is placed on the surface of master model 6. On the master model 6 around the perimeter of the laid layers of carbon reinforcing fabric in two rows glued sealing tape 7.

Поверх углеродной армирующей ткани укладывают слой 8 жертвенной ткани, сверху которого размещают распределительную сетку 9, которую соединяют с расположенной сверху линией 10 подачи эпоксидного связующего, представляющей собой спиральную полиэтиленовую трубку 11.A layer 8 of sacrificial fabric is laid on top of the carbon reinforcing fabric, on top of which a distribution grid 9 is placed, which is connected to the epoxy binder supply line 10 located on top, which is a spiral polyethylene tube 11.

Собирают первый и второй технологические пакеты. Для этого уложенную углеродную армирующую ткань с размещенной на ней жертвенной тканью 8 и распределительной сеткой 9 накрывают двумя слоями вакуумной пленки 12, которые фиксируют с помощью герметизирующих жгутов 7. Собранные пакеты подсоединяют к вакуумной линии и создают вакуум.Collect the first and second technology packages. To do this, the laid carbon reinforcing fabric with the sacrificial fabric 8 and the distribution grid 9 placed on it is covered with two layers of vacuum film 12, which are fixed using sealing ropes 7. The assembled bags are connected to a vacuum line and create a vacuum.

Приготавливают низковязкое эпоксидное связующее путем смешения двух компонентов при комнатной температуре. Приготовленное эпоксидное связующее подают по спиральной трубке 11 линии 10 подачи эпоксидного связующего и осуществляют процесс пропитки углеродной армирующей ткани эпоксидным связующим.A low viscosity epoxy binder is prepared by mixing the two components at room temperature. The prepared epoxy binder is fed through a spiral tube 11 of the epoxy binder supply line 10 and the process of impregnating the carbon reinforcing fabric with an epoxy binder is carried out.

Окончание пропитки контролируют визуально по выходу эпоксидного связующего в вакуумную линию, подсоединенную к вакуумному насосу.The end of the impregnation is monitored visually by the release of the epoxy binder into a vacuum line connected to a vacuum pump.

По окончании пропитки перекрывают линию 10 подачи эпоксидного связующего и проводят его отверждение.At the end of the impregnation, the epoxy binder feed line 10 is closed and cured.

Для получения качественного изделия с высокими прочностными характеристиками и низкой усадкой отверждение эпоксидного связующего проводят в две стадии. На первой стадии с целью получения композиционного материала, который прошел стадию гелирования и неполного отверждения, проводят предварительное отверждение при комнатной температуре 25±3°С. Продолжительность отверждения составляет 24 часа. На второй стадии проводят постотверждение при медленном нагреве до температуры 200°С с целью исключения деформации формы 2 и отклонения от линейных размеров.To obtain a quality product with high strength characteristics and low shrinkage, the curing of the epoxy binder is carried out in two stages. In the first stage, in order to obtain a composite material that has passed the gelation and incomplete curing stage, preliminary curing is carried out at room temperature 25 ± 3 ° C. The curing time is 24 hours. In the second stage, post-curing is carried out by slowly heating to a temperature of 200 ° C in order to exclude deformation of form 2 and deviations from linear dimensions.

По окончании отверждения эпоксидного связующего проводят разборку технологических пакетов и удаление вспомогательных материалов (вакуумной пленки, распределительной сетки, жертвенной ткани).At the end of the curing of the epoxy binder, the technological packages are disassembled and the auxiliary materials (vacuum film, distribution grid, sacrificial tissue) are removed.

Затем формообразующую поверхность 3 формы 2, расположенной на мастер-модели 6, покрывают по меньшей мере одним слоем стеклоткани 5. На мастер-модели 6 по периметру уложенной стеклоткани 5 в два ряда наклеивают герметизирующий жгут 13.Then the forming surface 3 of form 2, located on the master model 6, is covered with at least one layer of fiberglass 5. On the master model 6, a sealing plait 13 is glued in two rows along the perimeter of the laid fiberglass 5.

Поверх стеклоткани 5 укладывают слой 14 жертвенной ткани, сверху которого размещают распределительную сетку 15, которую соединяют с расположенной сверху линией 16 подачи силиконового связующего, представляющей собой спиральную полиэтиленовую трубку 17.A layer of sacrificial fabric 14 is placed on top of the fiberglass fabric 5, on top of which a distribution grid 15 is placed, which is connected to the silicone binder supply line 16 located above, which is a spiral polyethylene tube 17.

Собирают первый и второй технологические пакеты. Для этого стеклоткань 5 с размещенной на ней жертвенной тканью 14 и распределительной сеткой 15 накрывают двумя слоями вакуумной пленки 18, которые фиксируют с помощью герметизирующих жгутов 13. Собранные пакеты подсоединяют к вакуумной линии и создают вакуум.Collect the first and second technology packages. To do this, the fiberglass 5 with the sacrificial fabric 14 and the distribution grid 15 placed on it is covered with two layers of vacuum film 18, which are fixed using sealing ropes 13. The collected bags are connected to a vacuum line and create a vacuum.

Силиконовое связующее подают по спиральной трубке 17 линии 16 подачи силиконового связующего и осуществляют процесс пропитки стеклоткани силиконовым связующим.The silicone binder is fed through a spiral tube 17 of the silicone binder supply line 16 and the glass binder is impregnated with a silicone binder.

Окончание пропитки контролируют визуально по выходу силиконового связующего в вакуумную линию.The end of the impregnation is visually monitored by the release of the silicone binder into the vacuum line.

По окончании пропитки стеклоткани силиконовым связующим линию 16 подачи силиконового связующего перекрывают и проводят отверждение силиконового связующего при комнатной температуре 25±3°С в течение 24 часов.After the impregnation of the glass fabric with a silicone binder, the silicone binder supply line 16 was closed and the silicone binder was cured at room temperature 25 ± 3 ° C for 24 hours.

По окончании отверждения проводят разборку технологических пакетов и удаление вспомогательных материалов.At the end of curing, the technological packages are disassembled and auxiliary materials are removed.

Затем производят визуальный осмотр готовой формы 2 с размещенным на ней слоем стеклоткани 5, пропитанным силиконовым связующим с целью выявления на ней возможных дефектов. В случае образования на формообразующей поверхности 3 формы 2 трещин, сколов, царапин, неровностей или других дефектов слой из стеклоткани, пропитанный силиконовым связующим, в месте повреждения указанной поверхности становится мутным независимо от характера дефекта.Then make a visual inspection of the finished form 2 with a layer of fiberglass 5 placed on it, impregnated with a silicone binder in order to identify possible defects on it. In the event of formation of cracks, chips, scratches, irregularities or other defects on the forming surface of form 3 of form 2, the layer of fiberglass impregnated with a silicone binder becomes cloudy at the point of damage to this surface regardless of the nature of the defect.

Готовую форму 2 с размещенным на ней слоем стеклоткани 5, пропитанным силиконовым связующим, проверенную на наличие дефектов, устанавливают на опорную конструкцию 4.The finished form 2 with a layer of fiberglass 5 placed on it, impregnated with a silicone binder, checked for defects, is mounted on the supporting structure 4.

Визуальный осмотр качества формообразующей поверхности формы проводят в процессе эксплуатации оснастки с установленной периодичностью в зависимости от частоты эксплуатации оснастки.Visual inspection of the quality of the forming surface of the mold is carried out during the operation of the tool with a set frequency depending on the frequency of operation of the tool.

Таким образом, описанные выше конструкция оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов и способ ее изготовления обеспечат надежную гарантированно безопасную эксплуатацию оснастки за счет оперативного диагностирования формы оснастки посредством ее неразрушающего контроля и своевременного выявления появившихся на ней дефектов и тем самым позволят повысить качество изделий, изготавливаемых из ПКМ на основе углеродного материала, в том числе крупногабаритных сложной геометрии.Thus, the above-described design of the tooling for molding products from polymer composite materials and the method of its manufacture will provide reliable guaranteed safe operation of the tool due to the on-line diagnosis of the tool form by means of its non-destructive testing and timely detection of defects that appear on it and thereby improve the quality of products manufactured from PCM based on carbon material, including large-sized complex geometry.

Описанный выше пример осуществления следует во всех аспектах рассматривать лишь как иллюстративный и не обуславливающий никаких ограничений. Следовательно, могут быть использованы другие примеры осуществления настоящего изобретения и примеры внедрения, которые не выходят за пределы описанных здесь существенных признаков.The embodiment described above should in all aspects be considered merely illustrative and not limiting. Therefore, other embodiments of the present invention and implementation examples that do not go beyond the essential features described herein may be used.

Claims

1. Оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов, содержащая опорную конструкцию и размещенную на ней форму с формообразующей поверхностью, выполненную из полимерного композиционного материала на основе углеродного материала, формообразующая поверхность которой покрыта по меньшей мере одним слоем стеклоткани, пропитанной силиконовым связующим, отверждаемым при комнатной температуре.1. Equipment for molding articles made of polymer composite materials, comprising a support structure and a mold with a forming surface placed thereon, made of a polymer composite material based on a carbon material, the forming surface of which is coated with at least one layer of fiberglass impregnated with a silicone binder, cured by room temperature.

2. Способ изготовления оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов, включающий:2. A method of manufacturing a tool for molding products from polymer composite materials, including:

- изготовление формы с формообразующей поверхностью посредством выкладки преформы из углеродного материала на поверхность мастер-модели, пропитки указанного углеродного материала низковязким эпоксидным связующим методом вакуумной инфузии, предварительного его отверждения при комнатной температуре в течение 24 часов и постотверждения при медленном нагреве до температуры 200°C;- making a mold with a forming surface by laying a preform of carbon material on the surface of the master model, impregnating the specified carbon material with a low viscosity epoxy binder by vacuum infusion, curing it at room temperature for 24 hours and post-curing by slowly heating to a temperature of 200 ° C;

- покрытие формообразующей поверхности формы по меньшей мере одним слоем стеклоткани, пропитку указанного слоя стеклоткани силиконовым связующим методом вакуумной инфузии и его отверждение при комнатной температуре в течение 24 часов; и- coating the forming surface of the mold with at least one layer of fiberglass, impregnating the specified layer of fiberglass with a silicone binder by vacuum infusion and curing it at room temperature for 24 hours; and

- установку готовой формы на опорную конструкцию.- installation of the finished form on the supporting structure.