RU2686190C2 - Способ извлечения из пресс-формы композиционного материала с органической матрицей - Google Patents
Способ извлечения из пресс-формы композиционного материала с органической матрицей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686190C2 RU2686190C2 RU2017115783A RU2017115783A RU2686190C2 RU 2686190 C2 RU2686190 C2 RU 2686190C2 RU 2017115783 A RU2017115783 A RU 2017115783A RU 2017115783 A RU2017115783 A RU 2017115783A RU 2686190 C2 RU2686190 C2 RU 2686190C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inserts
- rim
- mold
- specified
- slope
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
- B29C33/48—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling
-
- 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
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
- B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
-
- 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
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14008—Inserting articles into the mould
-
- 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
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14065—Positioning or centering articles in the mould
-
- 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
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/40—Removing or ejecting moulded articles
- B29C45/4005—Ejector constructions; Ejector operating mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
-
- 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
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/40—Removing or ejecting moulded articles
- B29C45/4005—Ejector constructions; Ejector operating mechanisms
- B29C2045/4036—Ejector constructions; Ejector operating mechanisms driven by a screw and nut mechanism
-
- 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
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/40—Removing or ejecting moulded articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
- B29L2031/3076—Aircrafts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/748—Machines or parts thereof not otherwise provided for
- B29L2031/7504—Turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/14—Casings or housings protecting or supporting assemblies within
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области композиционных материалов, содержащих полимерную матрицу, усиленную волокнистой структурой, в частности, к приспособлению для литья под давлением полимерной смолы в волокнистую заготовку для изготовления детали в виде тела вращения из композиционного материала, имеющей внутреннюю полость в форме контруклона. Для обеспечения извлечения из пресс-формы детали после нагнетания и полимеризации полимерной смолы приспособление содержит, по меньшей мере, на уровне внутренней полости разделенный на сектора обод и конический ствол. Обод образован по меньшей мере тремя прилегающими друг к другу вставками, одна из которых образует замок свода. При этом обод прилегает наружной поверхностью к поверхности, ограничивающей внутреннюю полость в форме контруклона, и имеет естественный формовочный уклон на внутренней поверхности. Конический ствол соединен с внутренней поверхностью обода, для которого он обеспечивает опору, и извлечение которого после отсоединения от обода осуществляют вдоль естественного уклона, образованного внутренней поверхностью обода. Обеспечивается упрощение извлечения детали из пресс-формы. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Предшествующий уровень техники
Изобретение относится к области композиционных материалов, содержащих полимерную матрицу, усиленную волокнистой структурой, и, в частности, к использованию этих материалов для изготовления деталей летательных аппаратов или газотурбинных двигателей.
В области авиации постоянно ведется поиск уменьшения массы компонентов двигателей с одновременным сохранением высокого уровня их механических свойств. В частности, в авиационном газотурбинном двигателе кожух вентилятора, который ограничивает контур входного воздушного проточного тракта двигателя и внутри которого установлен ротор, поддерживающий лопатки вентилятора, в настоящее время выполняют из композиционного материала. Он имеет форму тела вращения и содержит обечайку, имеющую на своих входном и выходном концах наружные фланцы для закрепления на других конструктивных частях двигателя, таких как входной воздушный профиль на входе и промежуточный корпус на выходе. Кроме того, на корпусе закреплены различные компоненты, и он должен задерживать фрагменты, появляющиеся в результате поломки лопатки вентилятора, или предметы, засасываемые на входе двигателя.
Изготовление кожуха вентилятора из композиционного материала начинается с выполнения усиления из волокон путем намотки на оправке, профиль которой повторяет профиль выполняемого кожуха. Волокнистое усиление можно выполнять, например, путем трехмерного тканья или путем укладки друг на друга слоев, как описано в патентном документе US 8322971. Это волокнистое усиление представляет собой трубчатую волокнистую заготовку, образующую единую деталь с фланцем, которые соответствуют фланцам кожуха. Изготовление продолжается уплотнением волокнистой заготовки при помощи полимерной матрицы, в ходе которого заготовку пропитывают смолой и эту смолу полимеризуют для получения конечной детали.
В частности, изобретение касается изготовления, в котором пропитку волокнистой заготовки производят при помощи способа литья под давлением (способ «RTM», от английского Resin Transfer Moulding). В ходе этого способа волокнистую заготовку закрывают, уплотняя ее в жесткой пресс-форме, имеющей неизменную форму и содержащей первую часть, образующую опору волокнистой заготовки, и контрформу, которую укладывают на волокнистую заготовку и форма которой соответствует получаемому кожуху, и внутрь пресс-формы нагнетают смолу под давлением и при контролируемой температуре после смыкания стенок двух частей пресс-формы и после создания в ней вакуума, в случае необходимости. После нагнетания смолы производят ее полимеризацию посредством нагрева пресс-формы, и конечную деталь извлекают из пресс-формы и обтачивают, чтобы снять излишки смолы, и путем механической обработки выполняют скошенные фаски, чтобы получить требуемый кожух.
Для облегчения этого извлечения из пресс-формы литейный инструмент, который должен быть идеально герметичным, обычно представляет собой пресс-форму с двумя смежными внутренними стволами, воспроизводящими проточный тракт, с двумя фланцами, входным и выходным, для получения двух буртиков кожуха, и с контрформой, образованной несколькими наружными секторами. Извлечение этих секторов и этих входных/выходных фланцев производят снаружи. Два внутренних ствола разъединяют, затем извлекают с каждой стороны кожуха, следуя естественным формовочным уклонам проточного тракта.
Однако в некоторых конфигурациях кожуха на входе кожуха существует сужение проточного тракта, например, проточный тракт изменяется от первого диаметра на входе к более значительному диаметру на уровне центральной зоны, затем опять к третьему, меньшему диаметру на выходе, что препятствует извлечению из пресс-формы конечной детали по причине невозможности извлечения входного ствола. Разность между малым и большим диаметрами может, например, составлять от 40 до 80 миллиметров при среднем диаметре кожуха, который может составлять от 1500 миллиметров до 3500 миллиметров.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание приспособления для литья под давлением для изготовления кожуха газовой турбины из композиционного материала, имеющего внутреннюю полость в форме контруклона, которая позволяет упростить извлечение из пресс-формы, в частности, не прибегая к существенному увеличению числа этапов осуществления, а также массы пресс-формы.
В связи с этим объектом изобретения является приспособление для литья под давлением полимерной смолы в волокнистую заготовку для изготовления детали в виде тела вращения из композиционного материала, имеющей внутреннюю полость в форме контруклона, причем для обеспечения извлечения из пресс-формы указанной детали после нагнетания и полимеризации указанной полимерной смолы приспособление содержит по меньшей мере на уровне указанной внутренней полости разделенный на сектора обод, образованный по меньшей мере тремя прилегающими друг к другу вставками, одна из которых образует замок свода, при этом обод прилегает наружной поверхностью к поверхности, ограничивающей указанную внутреннюю полость в форме контруклона, и имеет естественный формовочный уклон на внутренней поверхности, и конический ствол, который соединен с указанной внутренней поверхностью указанного разделенного на сектора обода, для которого он обеспечивает опору, и извлечение которого после отсоединения от указанного разделенного на сектора обода осуществляют вдоль указанного естественного уклона, образованного указанной внутренней поверхностью указанного разделенного на сектора обода.
Таким образом, извлечение из пресс-формы деталей в виде тела вращения, имеющих внутреннюю полость в форме контруклона, можно обеспечить за счет простого добавления к опоре пресс-формы дополнительной разделенной на сектора части с замком свода.
Согласно предпочтительному варианту осуществления указанный разделенный на сектора обод содержит по меньшей мере три вставки, при этом указанная вставка, образующая замок свода, занимает угол, составляющий от 20° до 40°, и, в частности, четыре вставки, при этом три вставки занимают, каждая, угол 110°, и четвертая вставка, образующая замок свода, занимает остальной угол 30°.
Предпочтительно указанные вставки закреплены винтами на указанном входном стволе и содержат элементы манипулирования для обеспечения их извлечения при помощи тали или любой другой соответствующей подъемной системы.
Для обеспечения угловой центровки указанных вставок на указанном коническом стволе предпочтительно на указанных вставках и на указанном стволе соответственно расположены элементы взаимной центровки, и для обеспечения угловой центровки указанных вставок на указанном коническом стволе на одном из концов указанных вставок выполнены кольцевые скосы.
Предпочтительно указанные вставки выполнены из металлического материала, механические свойства и размерная стабильность которого облегчают контроль расширения во время полимеризации при нагреве, или из металлического листа, содержащего глухие разгрузочные отверстия между элементами жесткости на стороне, предназначенной для вхождения в контакт с указанным входным стволом.
Краткое описание чертежей
Другие особенности и преимущества изобретения будут более очевидны из последующего описания частных вариантов осуществления изобретения на неограничительных примерах со ссылками на чертежи.
На фиг. 1 показан авиационный газотурбинный двигатель, содержащего кожух вентилятора, полученный при помощи литейного приспособления в соответствии с изобретением, вид в перспективе;
на фиг. 2 – литейное приспособление, позволяющее изготовить кожух вентилятора, показанный на фиг. 1, вид в осевом разрезе;
на фиг. 3А – 3F поясняются последовательные этапы, осуществляемые в литейном приспособлении, показанном на фиг. 2, для извлечения из пресс-формы кожуха вентилятора, показанного на фиг. 1.
Варианты осуществления изобретения
В целом изобретение можно применять для любой детали газовой турбины из композиционного материала с полимерной матрицей. Однако описание изобретения представлено в рамках его применения для кожуха вентилятора авиационного газотурбинного двигателя.
На фиг. 1 схематично показан такой авиационный газотурбинный двигатель, содержащий от входа к выходу в направлении прохождения потока газов вентилятор 10, расположенный на входе двигателя, компрессор 12, камеру 14 сгорания, турбину 16 высокого давления и турбину 18 низкого давления. Двигатель содержит последовательные кожухи, которые соответствуют различным элементам двигателя и внутренняя поверхность которых образует входной воздушный тракт двигателя. Так, вентилятор 10 окружен кожухом 20 вентилятора, имеющим форму тела вращения и выполненным из волокнистого усиления, например, из углеродных волокон, стекловолокон, арамидных волокон или керамических волокон, уплотненных полимерной матрицей, например, из эпоксида, бисмалеимида или полиимида. Волокнистое усиление получают, как известно, путем трехмерного тканья или укладки друг на друга слоев, например, путем тканья с переплетением «интерлок», а матрицу получают жидким способом в соответствии со способами литья под давлением, известными как способ литья, называемый RTM.
Кожух 20 вентилятора имеет наружные фланцы 22, 24 на своем входном и выходном концах для обеспечения его монтажа и его соединения с другими элементами двигателя. Между своими входным и выходным концами кожух вентилятора содержит промежуточную часть (внутреннюю полость в форме контруклона 20А) с диаметром, превышающим диаметр плавно сопрягающихся с ней концевых частей, при этом указанная промежуточная часть не позволяет использовать стандартные литейные приспособления для RTM.
Согласно изобретению, чтобы решить проблему извлечения из пресс-формы тела вращения, имеющего внутреннюю полость в форме контруклона, к поддерживающему деталь входному стволу на уровне и с двух сторон от этой полости, чтобы сохранить его возможность извлечения из пресс-формы через вход кожуха, предложено добавить дополнительную деталь между пропитываемой волокнистой заготовкой и входным стволом, которая воспроизводит естественный уклон, обеспечивая возможность извлечения из пресс-формы.
На фиг. 2 показано в разрезе литейное приспособление согласно изобретению, поддерживающее корпус 20 вентилятора, без разделенной на сектора наружной контрформы, которая обычно закрывает пресс-форму.
В частности, как известно, это приспособление содержит входной ствол 32 и выходной ствол 34, а также входной фланец 36 и выходной фланец 38. Входной и выходной стволы примыкают друг к другу по внутреннему диаметру (как правило, по наименьшему диаметру проточного тракта) для обеспечения извлечения из пресс-формы вдоль естественных формовочных уклонов проточного тракта с двух сторон от этого стыка и соединены друг с другом на этом стыке при помощи соединительных средств, таких как винты (см. осевую линию под ссылочным обозначением 33). Входной и выходной фланцы, предназначенные для формования литьем наружных фланцев 22, 24, тоже соединены с входным стволом и с выходным стволом соответственно, например, при помощи винтового соединения (см. осевые линии 35 и 37). Следует отметить, что входной фланец и входной ствол могут быть выполнены в виде единой детали, как и выходной фланец и выходной ствол.
Согласно изобретению, это приспособление содержит дополнительную часть, образованную разделенным на сектора ободом 40, по меньшей мере из трех и, как правило, четырех прилегающих друг к другу вставок 40А – 40D, закрепленных, например, при помощи винтов (см. осевую линию 41) на входном стволе 32, который поддерживает волокнистую заготовку на уровне и с двух сторон от внутренней полости в форме контруклона, и слегка конусная форма которого облегчает его извлечение из пресс-формы через вход. Предпочтительно завинчивание производят как можно ближе к свободному концу этого входного ствола 32, чтобы облегчить к нему доступ во время его извлечения. Кроме того, для обеспечения угловой центровки вставок 40 на входном стволе 32 и на выходном стволе 34 предпочтительно на каждой из этих деталей располагают элементы 32А, 42 взаимной центровки.
В частности, разделенный на сектора обод, наружная поверхность которого повторяет форму внутренней полости в форме контруклона (а также ее окружения на входе и на выходе), имеет внутреннюю поверхность, которая содержит естественный формовочный уклон (то есть уклон в несколько градусов, достаточный для обеспечения его извлечения из пресс-формы, аналогичный уклону известного проточного тракта). На одном из его концов обеспечены кольцевые скосы 44 для обеспечения его кольцевой (осевой и радиальной) центровки одновременно на входном стволе 32 и на выходном стволе 34. Этот обод выполнен из металлического материала, механические свойства и свойства размерной стабильности которого облегчают контроль расширения во время полимеризации при нагреве, например, из стального листа, толщина которого составляет, например, от 50 миллиметров до 80 миллиметров, содержащего глухие разгрузочные отверстия 46 между элементами 48 жесткости на стороне, входящей в контакт с входным стволом. Предпочтительно стволы и вставки выполнены из одинакового материала.
Если разделенный на сектора обод содержит четыре вставки, то для обеспечения их демонтажа три из этих вставок должны занимать, каждая, угол 110°, тогда как четвертая вставка занимает оставшийся угол 30° и образует подобие замка свода для дополнительной части. Вместе с тем, в зависимости от общего числа вставок (которое может, например, варьироваться от трех до пяти) и от их размеров четвертая вставка в виде дуги свода может занимать угол, например, от 20° до 40°. Действительно, вставки необходимо подгонять к входному стволу, так как нагнетание смолы осуществляют под давлением после создания вакуума в пресс-форме. Механические свойства и размерная стабильность материала обода облегчают задачу нагнетания. Разумеется, необходимо также обеспечить обычно применяемые уплотнительные прокладки (не показаны) между различными частями пресс-формы для обеспечения ее герметичности.
Процесс литья под давлением во время фазы формования не отличается от обычного процесса литья RTM, при этом волокнистую заготовку помещают в герметично закрываемую пресс-форму. Затем жидкую термореактивную смолу с низкой вязкостью нагнетают в пресс-форму, чтобы пропитать всю волокнистую часть заготовки. Затем производят полимеризацию, как правило, посредством нагрева пресс-формы в один или несколько последовательных циклов, чтобы добиться необходимой степени уплотнения. По завершении нагнетания и полимеризации полученную конечную деталь можно извлечь из пресс-формы в ходе этапов, которые отличаются от этапов, осуществляемых в ходе обычного процесса, посредством измененного приспособления.
Этапы извлечения из пресс-формы последовательно показаны на фиг. 3А – 3F. На фиг. 3А пресс-форма показана по завершении этапа полимеризации, при этом во время первого этапа извлечения снимают контрформу, и наружная поверхность конечной детали имеет наружную форму выполняемого кожуха. На втором этапе, показанном на фиг. 3В, вывинчивают крепежные элементы 35 и извлекают входной фланец 36, чтобы освободить входной ствол 32, который отсоединяют от выходного ствола 34 после вывинчивания крепежных элементов 33 и который можно извлечь на следующем этапе, показанном на фиг. 3С (разумеется, после удаления крепежных элементов 41 вместе со вставками). Извлечение входного ствола 32 и выходного ствола 34 можно осуществлять одновременно, а не последовательно один за другим.
Это извлечение входного ствола 32 позволяет высвободить вставки 40А – 40D, которые можно удалить, начиная с вставки 40А, выполняющей роль замка свода (новый этап на фиг. 3D), прежде чем удалить остальные вставки 40В – 40D, как показано на фиг. 3Е. Наконец, на последнем этапе, показанном на фиг. 3F, можно извлечь из пресс-формы конечную деталь, от которой остались только выходной ствол 34 и выходной фланец 38. Эту конечную деталь обтачивают для снятия излишков смолы и для получения кожуха 20 вентилятора.
На всех этих этапах, учитывая размеры (диаметр в несколько метров) и массу (несколько тонн) деталей, всеми этими деталями следует манипулировать осторожно, и предпочтительно извлечение необходимо производить при помощи тали или любой другой аналогичной подъемной системы, при этом каждая из частей пресс-формы содержит элементы, необходимые для их перемещения. Эти элементы манипулирования содержат, например, крепежные отверстия 50, взаимодействующие при помощи винтов с крепежными кольцами 52 (см. фиг. 2), установленными на головках гаек, или любые другие отверстия для соединения, например, с подъемной клетью 54 (см. фиг. 3D), которая тоже имеет крепежные кольца, взаимодействующие с крюками, подвешенными к тали. В целом, можно использовать известные технические средства для погрузки-разгрузки и крепления больших деталей на системах погрузки тяжелых и/или объемных грузов при помощи крепежных колец, закрепляемых винтами на указанных грузах.
Чтобы избегать повреждения конечной детали во время последнего этапа извлечения, предпочтительно этот этап осуществляют при помощи такелажного кольца, лямки или любого другого средства для погрузки-разгрузки больших деталей в виде тел вращения. Таким образом, конечная деталь не содержит специального элемента для манипулирования ею и не может быть повреждена во время этого манипулирования.
Claims (10)
1. Приспособление для литья под давлением полимерной смолы в волокнистую заготовку для изготовления детали в виде тела вращения из композиционного материала, имеющей внутреннюю полость в форме контруклона, отличающееся тем, что для обеспечения извлечения из пресс-формы указанной детали после нагнетания и полимеризации указанной полимерной смолы оно содержит по меньшей мере на уровне указанной внутренней полости разделенный на сектора обод, образованный по меньшей мере тремя прилегающими друг к другу вставками, одна из которых образует замок свода, при этом обод прилегает наружной поверхностью к поверхности, ограничивающей указанную внутреннюю полость в форме контруклона, и имеет естественный формовочный уклон на внутренней поверхности, и конический ствол, который соединен с указанной внутренней поверхностью указанного разделенного на сектора обода, для которого он обеспечивает опору, и извлечение которого после отсоединения от указанного разделенного на сектора обода осуществляют вдоль указанного естественного уклона, образованного указанной внутренней поверхностью указанного разделенного на сектора обода.
2. Приспособление по п. 1, в котором указанный разделенный на сектора обод содержит по меньшей мере три вставки, при этом указанная вставка, образующая замок свода, занимает угол, составляющий от 20° до 40°.
3. Приспособление по п. 2, в котором указанный разделенный на сектора обод содержит четыре вставки, при этом три вставки занимают, каждая, угол 110°, и четвертая вставка, образующая замок свода, занимает оставшийся угол 30°.
4. Приспособление по п. 1, в котором указанные вставки закреплены посредством винтов на указанном коническом стволе.
5. Приспособление по п. 1, в котором для обеспечения угловой центровки указанных вставок на указанном коническом стволе на указанных вставках и на указанном стволе соответственно расположены элементы взаимной центровки.
6. Приспособление по п. 5, в котором для обеспечения угловой центровки указанных вставок на указанном коническом стволе на одном из концов указанных вставок выполнены кольцевые скосы.
7. Приспособление по п. 1, в котором указанные вставки содержат элементы манипулирования для обеспечения их извлечения при помощи тали или любой другой соответствующей подъемной системы.
8. Приспособление по п. 1, в котором указанные вставки выполнены из металлического материала, механические свойства и размерная стабильность которого облегчают контроль расширения во время полимеризации при нагреве.
9. Приспособление по п. 1, в котором указанные вставки выполнены из металлического листа, содержащего глухие разгрузочные отверстия между элементами жесткости на стороне, предназначенной для вхождения в контакт с указанным коническим стволом.
10. Приспособление по п. 1, в котором указанная деталь в виде тела вращения из композиционного материала является кожухом вентилятора.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1459598A FR3026674B1 (fr) | 2014-10-07 | 2014-10-07 | Procede de demoulage d'un materiau composite a matrice organique |
| FR1459598 | 2014-10-07 | ||
| PCT/FR2015/052608 WO2016055717A1 (fr) | 2014-10-07 | 2015-09-30 | Procede de demoulage d'un matériau composite à matrice organique |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017115783A RU2017115783A (ru) | 2018-11-13 |
| RU2017115783A3 RU2017115783A3 (ru) | 2019-02-26 |
| RU2686190C2 true RU2686190C2 (ru) | 2019-04-24 |
Family
ID=51932521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017115783A RU2686190C2 (ru) | 2014-10-07 | 2015-09-30 | Способ извлечения из пресс-формы композиционного материала с органической матрицей |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10166708B2 (ru) |
| EP (1) | EP3204220B1 (ru) |
| JP (1) | JP6763853B2 (ru) |
| CN (1) | CN106794640B (ru) |
| BR (1) | BR112017007020B1 (ru) |
| CA (1) | CA2963490C (ru) |
| FR (1) | FR3026674B1 (ru) |
| RU (1) | RU2686190C2 (ru) |
| WO (1) | WO2016055717A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2817733C1 (ru) * | 2020-08-05 | 2024-04-19 | Сакми Кооператива Мекканичи Имола Сочиета' Кооператива | Формовочное устройство и способ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3044253B1 (fr) * | 2015-11-26 | 2018-05-18 | Safran Aircraft Engines | Moule pour la fabrication d'un carter de soufflante de turbine a gaz en materiau composite et procede de fermeture d'un tel moule |
| US10919106B2 (en) * | 2017-06-09 | 2021-02-16 | General Electric Company | Ultrasonic welding of annular components |
| US11015485B2 (en) * | 2019-04-17 | 2021-05-25 | Rolls-Royce Corporation | Seal ring for turbine shroud in gas turbine engine with arch-style support |
| US11788434B2 (en) | 2019-07-15 | 2023-10-17 | Safran Aircraft Engines | Method for producing a casing for an aircraft turbine engine |
| CN111267273A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-12 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 基于l型工具的脱模方法 |
| EP4161751A1 (fr) * | 2020-06-04 | 2023-04-12 | Safran Aircraft Engines | Outillage d'injection pour piece de revolution en forme de tonneau |
| CN112161115A (zh) * | 2020-09-17 | 2021-01-01 | 北京中创时代科技有限公司 | 一种立体纤维编织复合管道及其生产方法 |
| CN115071116B (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-15 | 四川航天拓达玄武岩纤维开发有限公司 | 一种玄武岩纤维复合管制备用芯模 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3820084A1 (de) * | 1988-06-02 | 1989-12-07 | Hansjuergen Moeser | Formwerkzeug zur herstellung von spritzteilen |
| EP2181823A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-05 | Rohr, Inc. | Multi-segment tool and method for composite formation |
| WO2013114051A1 (fr) * | 2012-02-03 | 2013-08-08 | Snecma | Procede et systeme pour la fixation d'un equipement sur une structure en materiau composite |
| RU2493010C2 (ru) * | 2008-03-12 | 2013-09-20 | Эйрбас Оператионс Гмбх | Способ получения цельной детали из волокнистого композита |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159322A (ja) * | 1983-03-01 | 1984-09-08 | Sekisui Chem Co Ltd | 内面に窪みを持つた筒状成形体の成形方法 |
| FR2913053B1 (fr) | 2007-02-23 | 2009-05-22 | Snecma Sa | Procede de fabrication d'un carter de turbine a gaz en materiau composite et carter ainsi obtenu |
| GB0810870D0 (en) * | 2008-06-13 | 2008-07-23 | Advanced Composite Components | Tooling |
| US9873501B2 (en) * | 2010-02-05 | 2018-01-23 | Learjet Inc. | System and method for fabricating a composite material assembly |
| EP2431571B1 (fr) * | 2010-09-16 | 2013-06-05 | Techspace Aero S.A. | Assemblage d'un aube et d'un support composite par scellage |
| FR2991628A1 (fr) * | 2012-06-12 | 2013-12-13 | Aircelle Sa | Ensemble d'outillage pour la fabrication d'une piece composite et procede de fabrication d'une piece composite. |
| FR3009992B1 (fr) * | 2013-08-28 | 2015-09-11 | Aircelle Sa | Outillage a cles et panneau composite notamment pour nacelle de moteur d’aeronef fabrique a l’aide d’un tel outillage |
-
2014
- 2014-10-07 FR FR1459598A patent/FR3026674B1/fr active Active
-
2015
- 2015-09-30 CA CA2963490A patent/CA2963490C/fr active Active
- 2015-09-30 RU RU2017115783A patent/RU2686190C2/ru active
- 2015-09-30 WO PCT/FR2015/052608 patent/WO2016055717A1/fr active Application Filing
- 2015-09-30 JP JP2017518551A patent/JP6763853B2/ja active Active
- 2015-09-30 BR BR112017007020-0A patent/BR112017007020B1/pt active IP Right Grant
- 2015-09-30 CN CN201580054607.0A patent/CN106794640B/zh active Active
- 2015-09-30 US US15/517,397 patent/US10166708B2/en active Active
- 2015-09-30 EP EP15784075.2A patent/EP3204220B1/fr active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3820084A1 (de) * | 1988-06-02 | 1989-12-07 | Hansjuergen Moeser | Formwerkzeug zur herstellung von spritzteilen |
| RU2493010C2 (ru) * | 2008-03-12 | 2013-09-20 | Эйрбас Оператионс Гмбх | Способ получения цельной детали из волокнистого композита |
| EP2181823A1 (en) * | 2008-11-03 | 2010-05-05 | Rohr, Inc. | Multi-segment tool and method for composite formation |
| WO2013114051A1 (fr) * | 2012-02-03 | 2013-08-08 | Snecma | Procede et systeme pour la fixation d'un equipement sur une structure en materiau composite |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2817733C1 (ru) * | 2020-08-05 | 2024-04-19 | Сакми Кооператива Мекканичи Имола Сочиета' Кооператива | Формовочное устройство и способ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017115783A (ru) | 2018-11-13 |
| RU2017115783A3 (ru) | 2019-02-26 |
| FR3026674B1 (fr) | 2017-03-31 |
| CA2963490C (fr) | 2022-05-24 |
| CN106794640B (zh) | 2019-07-02 |
| EP3204220B1 (fr) | 2018-05-02 |
| JP6763853B2 (ja) | 2020-09-30 |
| US10166708B2 (en) | 2019-01-01 |
| WO2016055717A1 (fr) | 2016-04-14 |
| FR3026674A1 (fr) | 2016-04-08 |
| EP3204220A1 (fr) | 2017-08-16 |
| BR112017007020B1 (pt) | 2021-10-13 |
| US20170297241A1 (en) | 2017-10-19 |
| BR112017007020A2 (pt) | 2018-01-16 |
| JP2017530882A (ja) | 2017-10-19 |
| CA2963490A1 (fr) | 2016-04-14 |
| CN106794640A (zh) | 2017-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2686190C2 (ru) | Способ извлечения из пресс-формы композиционного материала с органической матрицей | |
| RU2564340C2 (ru) | Устройство для изготовления корпуса, выплненного из композитного материала, и способ изготовления, использующий такое устройство | |
| US11306608B2 (en) | Self-stiffened casing consisting of a composite material with an organic matrix | |
| US10456951B2 (en) | Injection mould for manufacturing a rotary part made of a composite material having external flanges, in particular of a gas turbine casing | |
| JP6484221B2 (ja) | 複合材料入口プレナムおよび当該プレナムを備えるガスタービンエンジンシステム | |
| RU2672414C2 (ru) | Композитный кольцевой кожух компрессора для турбомашины | |
| RU2674808C2 (ru) | Корпус из композитного материала с металлическим крепежным фланцем компрессора осевой турбомашины | |
| US10280939B2 (en) | Fan case and fan case manufacturing method | |
| CN109630216B (zh) | 制造用于涡轮机压缩机的复合壳体的方法 | |
| RU2684079C2 (ru) | Композитный корпус для компрессора низкого давления осевой турбомашины | |
| US20230241808A1 (en) | Injection tooling for barrel-shaped rotating part | |
| US11788434B2 (en) | Method for producing a casing for an aircraft turbine engine |