RU2697748C2 - Structural element of machine tool - Google Patents

Structural element of machine tool Download PDF

Info

Publication number
RU2697748C2
RU2697748C2 RU2017142610A RU2017142610A RU2697748C2 RU 2697748 C2 RU2697748 C2 RU 2697748C2 RU 2017142610 A RU2017142610 A RU 2017142610A RU 2017142610 A RU2017142610 A RU 2017142610A RU 2697748 C2 RU2697748 C2 RU 2697748C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
component
machine
binder
filler
structural element
Prior art date
Application number
RU2017142610A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017142610A3 (en
RU2017142610A (en
Inventor
Владимир Александрович Баженов
Роман Юрьевич Вейтендорф
Дмитрий Борисович Люлин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Редиус 168"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Редиус 168" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Редиус 168"
Priority to RU2017142610A priority Critical patent/RU2697748C2/en
Publication of RU2017142610A3 publication Critical patent/RU2017142610A3/ru
Publication of RU2017142610A publication Critical patent/RU2017142610A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2697748C2 publication Critical patent/RU2697748C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways

Landscapes

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

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to structural component of machine tool (embodiments). In compliance with first embodiment, machine element comprises component A made of material obtained by layer-by-layer application in additive method, which completely or partially covers component B. Element B includes filler and binder. Component A surface in contact with component B has irregularities. Components A and B are interconnected in a non-detachable manner by means of a binder which is part of component B. In the structural element of the machine according to the second embodiment, the shell is made as composite of parts interconnected by means of permanent connection of the lock type. Surface of shell in contact with component B is made with irregularities, filler of component B is made in form of solid fragments in contact with each other, and shell and component B are interconnected in one way by means of binder, which is part of component B. In machine element according to third embodiment component B is made in the form of polymer concrete arranged in cavity of component A and including filler and binder.EFFECT: surface of component A in contact with component B is arranged with irregularities, and on component A fixed parts are fixed for attachment of guides or supports of machine, contacting with component B.18 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструктивным элементам станков.The invention relates to the field of engineering, in particular to structural elements of machine tools.

Изобретение относится в том числе: к станинам, рамам и порталам станков, опорам и направляющим станков, корпусам навесного оборудования, а также к другим элементам станков.The invention relates, inter alia, to machine beds, frames and portals of machines, supports and guiding machines, housings of attachments, and also to other elements of machine tools.

Известен конструктивный элемент станка, содержащий соединенные между собой посредством сварки металлические компоненты, в том числе: компонент, предназначенный для размещения на нем направляющих и компонент, предназначенный для монтажа станка на фундаменте, содержащий полость, в которой расположена металлическая упрочняющая структура. (см. патент на полезную модель RU 14155).Known structural element of the machine, containing interconnected by welding metal components, including: a component designed to place guides on it and a component designed to mount the machine on a foundation, containing a cavity in which the metal reinforcing structure is located. (see patent for utility model RU 14155).

Наличие сварных металлических соединений не обеспечивает необходимую долговременную точность геометрических параметров конструктивного элемента станка в процессе его эксплуатацииThe presence of welded metal joints does not provide the necessary long-term accuracy of the geometric parameters of the structural element of the machine during its operation

Недостатками такого конструктивного элемента также являются его низкая виброустойчивость, обусловленная соединением между собой металлических компонентов, и большая металлоемкость.The disadvantages of this structural element are also its low vibration resistance due to the interconnection of metal components, and a large metal consumption.

Известен конструктивный элемент станка сложной конфигурации, содержащий бетонный компонент, упрочненный армирующей металлической структурой. (см. патент на изобретение RU 2214900)Known structural element of the machine complex configuration, containing a concrete component, reinforced with a reinforcing metal structure. (see patent for invention RU 2214900)

По сравнению с аналогом (RU 14155) конструктивный элемент станка по патенту RU 2214900 за счет применения в нем бетона обладает высокой долговременной точностью и виброустойчивостью, пониженной металлоемкостью.Compared with the analogue (RU 14155), the structural element of the machine according to the patent RU 2214900 due to the use of concrete in it has high long-term accuracy and vibration resistance, low metal consumption.

Недостатком изобретения является недолговечность бетонного компонента из-за свойств бетона разрушаться под воздействием воды и агрессивных сред таких как, например, смазочно-охлаждающие жидкости, с последующей коррозией армирующей металлической структуры.The disadvantage of the invention is the fragility of the concrete component due to the properties of concrete to collapse under the influence of water and aggressive environments such as, for example, cutting fluids, followed by corrosion of the reinforcing metal structure.

Недостатком также являются технологические трудности: связанные с необходимостью изготавливать специальную форму для отливки конструктивного элемента станка.The disadvantage is also technological difficulties: associated with the need to produce a special mold for casting a structural element of the machine.

В известном техническом решении (см. патент на полезную модель RU №170653) раскрыт конструктивный элемент станка, содержащий компонент А выполненный в виде П-образных опор.In a known technical solution (see patent for utility model RU No. 170653) a structural element of the machine is disclosed, comprising component A made in the form of U-shaped supports.

Исполнением известного технического решения так же предусмотрено заполнение полостей компонента А компонентом Б, в виде синтетического гранита (разновидность полимербетона), включающего наполнитель и связующее.The execution of the known technical solution also provides for filling the cavities of component A with component B, in the form of synthetic granite (a kind of polymer concrete), including a filler and a binder.

Конструктивный элемент станка по патенту RU 170653 за счет свойств полимербетона позволяет эффективно гасить вибрационные колебания, возникающие во время обработки детали.The structural element of the machine according to the patent RU 170653 due to the properties of polymer concrete allows you to effectively dampen vibrational vibrations that occur during processing of the part.

Полимербетон придает конструктивному элементу необходимую жесткость.Polymer concrete gives the structural element the necessary rigidity.

Недостатками известного решения являются: низкая технологичность изготовления конструктивного элемента станка, ограничения по геометрической и структурной сложности получаемых конструктивных элементов станка.The disadvantages of the known solutions are: low manufacturability of the manufacture of the structural element of the machine, restrictions on the geometric and structural complexity of the resulting structural elements of the machine.

Так же в известном техническом решении нет информации о соединении компонентов А и Б между собой. Отсутствие соединения между компонентами может способствовать непроизвольному смещению компонента А в полости компонента Б, расшатыванию всего конструктивного элемента вплоть до его разрушения.Also, in the known technical solution there is no information about the connection of components A and B with each other. The lack of connection between the components can contribute to the involuntary displacement of component A in the cavity of component B, loosening of the entire structural element up to its destruction.

Известное техническое решение по патенту RU 170653 U1 является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому в настоящем изобретении конструктивному элементу станка.The known technical solution according to patent RU 170653 U1 is the closest in technical essence to the structural element of the machine proposed in the present invention.

Техническим результатом, решаемым предлагаемым изобретением, является повышение технологичности изготовления конструктивного элемента станка, снижении затрат на его производство, повышения жесткости и виброустойчивости, а также расширении номенклатуры конструктивных элементов за счет усложнения их геометрии и структуры.The technical result solved by the invention is to increase the manufacturability of manufacturing a structural element of the machine, reduce the cost of its production, increase rigidity and vibration resistance, as well as expand the range of structural elements due to the complexity of their geometry and structure.

Технический результат достигается в следующих вариантах исполнения конструктивного элемента станка:The technical result is achieved in the following embodiments of the structural element of the machine:

• конструктивный элемент станка содержит соединенные между собой компонент А, изготовленный аддитивным методом и компонент Б, включающий наполнитель и связующее;• the structural element of the machine tool contains interconnected component A made by the additive method and component B, which includes a filler and a binder;

• компоненты А и Б соединены между собой посредством связующего компонента Б;• components A and B are interconnected by means of a connecting component B;

• компоненты А и Б образуют клеевое соединение с клеем в виде связующего компонента Б.• components A and B form an adhesive bond with the adhesive in the form of a binder component B.

• конструктивный элемент станка, содержит компонент А, изготовленный аддитивным методом и компонент Б, включающий наполнитель и связующее, в котором по меньшей мере часть наполнителя представляет собой твердый фрагментированный материал, фрагменты которого соприкасаются между собой и образуют совместно с компонентом А и наполнителем компонента Б геометрически неизменяемую систему;• a structural element of the machine, contains component A, made by the additive method and component B, comprising a filler and a binder, in which at least part of the filler is a solid fragmented material, fragments of which are in contact with each other and form together with component A and the filler of component B geometrically immutable system;

• связующее компонента Б представляет собой текучий твердеющий со временем материал;• Binder component B is a fluid hardening material over time;

• наполнитель компонента Б полностью или частично изготовлен аддитивным методом;• the filler component B is fully or partially manufactured by the additive method;

• наполнитель компонента Б содержит сыпучий материал, смесь сыпучих материалов, волокно, текстиль, фрагменты минерала, фрагменты композита;• the filler of component B contains bulk material, a mixture of bulk materials, fiber, textiles, mineral fragments, composite fragments;

• компонент А полностью или частично охватывает компонент Б;• component A fully or partially covers component B;

• конструктивный элемент станка в виде станины, содержащий полый компонент А, изготовленный аддитивным методом и компонент Б в виде отвердевшего в полости компонента А полимербетона;• a structural element of the machine in the form of a bed, containing a hollow component A, made by the additive method and component B in the form of polymer concrete solidified in the cavity of component A;

• конструктивный элемент станка содержит канал, соединяющий внешнюю поверхность компонента А с полостью в нем;• the structural element of the machine contains a channel connecting the outer surface of component A with a cavity in it;

• конструктивный элемент станка содержит закладную деталь;• the structural element of the machine contains a embedded part;

• конструктивный элемент станка содержит направляющую станины станка, опору станины станка;• the structural element of the machine includes a guide for the machine bed, a support for the machine bed;

• конструктивный элемент станка выполнен в виде каркаса для фиксации закладных деталей;• the structural element of the machine is made in the form of a frame for fixing embedded parts;

• компонент А выполнен составным;• component A is made composite;

• компоненты А и Б полностью или частично изготовлены методом объемной 3D-печати, методом селективного лазерного спекания, селективного лазерного плавления;• Components A and B are fully or partially manufactured by 3D volume printing, selective laser sintering, and selective laser melting;

• конструктивный элемент станка упрочнен армирующей структурой;• the structural element of the machine is reinforced with a reinforcing structure;

• поверхность, контактирующая с компонентом Б выполнена с неровностями;• the surface in contact with component B is made with irregularities;

• компонент А, фрагмент наполнителя компонента Б полностью или частично выполнены в виде проницаемой структуры, ячеистой, пористой структуры;• component A, a fragment of the filler component B is fully or partially made in the form of a permeable structure, cellular, porous structure;

• компонент Б содержит упругие фрагменты.• component B contains elastic fragments.

Суть изобретения раскрыта в описании и приложенных чертежах:The essence of the invention is disclosed in the description and the attached drawings:

Фиг. 1 - вариант исполнения конструктивного элемента станка.FIG. 1 - embodiment of a structural element of the machine.

Фиг. 2 - варианты исполнения конструктивного элемента станка с закладными деталями.FIG. 2 - embodiments of a structural element of the machine with embedded parts.

Фиг. 3 - варианты исполнения конструктивного элемента станка с закладными деталями.FIG. 3 - embodiments of the structural element of the machine with embedded parts.

Фиг. 4 - вариант составного компонента А станины станка в виде каркаса.FIG. 4 - a variant of the component component A of the machine bed in the form of a frame.

Фиг. 5 - вариант исполнения формы станины станка.FIG. 5 - embodiment of the form of the bed of the machine.

Фиг. 6 - вариант исполнения станины станка.FIG. 6 - embodiment of the machine bed.

Исполнение конструктивного элемента станка, содержащего соединенные между собой компоненты А и Б в котором компонент А изготовлен аддитивным методом, позволяет использовать компонент А и в качестве формы для последующего заполнения ее компонентом Б (в виде композитного соединения наполнителя и связующего) и в качестве внешней защитной, а также декоративной оболочки конструктивного элемента.The execution of the structural element of the machine, containing interconnected components A and B in which component A is made by the additive method, allows the use of component A as a mold for subsequent filling with component B (in the form of a composite compound of a filler and a binder) and as an external protective as well as the decorative shell of the structural element.

Компонент А в качестве защитной оболочки конструктивного элемента, изготовленный аддитивным методом из химически стойких материалов, обеспечивает защиту конструкции от внешних воздействий, в том числе от воздействия агрессивных жидкостей (смазочно-охлаждающих).Component A as a protective shell of a structural element, made by the additive method of chemically resistant materials, provides protection of the structure from external influences, including from the effects of aggressive liquids (cutting lubricants).

Под аддитивным методом изготовления компонента А в данном случае понимается технология послойного нанесения материала, например, технология объемной 3D-печати.In this case, the additive manufacturing method of component A is understood as the technology of layer-by-layer deposition of material, for example, the technology of 3D volume printing.

Применение аддитивной технологии позволяет существенно сократить количество технологических операций в процессе изготовления компонентов конструктивных элементов.The use of additive technology can significantly reduce the number of technological operations in the manufacturing process of components of structural elements.

Аддитивный метод позволяет безотходным методом изготавливать компоненты сложной конфигурации, что значительно расширяет номенклатуру конструктивных элементов по сравнению с другими известными методами.The additive method allows the non-waste method to produce components of complex configuration, which significantly expands the range of structural elements in comparison with other known methods.

Конструктивные элементы станков, как правило, имеют значительные габариты, большую массу и множественные показатели назначения.Structural elements of machines, as a rule, have significant dimensions, large mass and multiple destination indicators.

По этой причине, изготовление конструктивного элемента станка целиком с помощью аддитивного метода не рационально, а в некоторых случаях - невозможно.For this reason, the manufacture of a structural element of the machine entirely using the additive method is not rational, and in some cases impossible.

Часть конструктивного элемента в виде компонента Б целесообразно изготавливать в виде композитного соединения наполнителя со связующим. Например, в виде состава, включающего сыпучий материал и текучий твердеющий со временем материал.Part of the structural element in the form of component B, it is advisable to make in the form of a composite compound of the filler with a binder. For example, in the form of a composition comprising a bulk material and a fluid hardening material over time.

В качестве сыпучего материала может быть использован минеральный наполнитель, например, - щебень, каменная крошка, смесь песка со щебнем.As bulk material can be used mineral filler, for example, crushed stone, stone chips, a mixture of sand with crushed stone.

В качестве текучего твердеющего со временем материала может быть использовано полимерное связующее, например, эпоксидная смола с отвердителем.A polymer binder, for example, an epoxy resin with a hardener, can be used as a fluid hardening material over time.

Один из лучших вариантов исполнения изобретения, заключается в том, что компоненты А и Б соединены между собой посредством связующего компонента Б.One of the best embodiments of the invention is that components A and B are interconnected via a binder component B.

В таком варианте целесообразно применять связующее компонента Б в виде клея для материала компонента А.In this embodiment, it is advisable to use a binder component B in the form of glue for the material of component A.

Например, эпоксидный клей в виде эпоксидной смолы и отвердителя. В этом случае компонент А, фрагменты наполнителя компонента Б и связующее компонента Б образуют монолитное клеевое соединение.For example, epoxy adhesive in the form of epoxy resin and hardener. In this case, component A, fragments of the filler component B and the binder component B form a monolithic adhesive.

Для обеспечения максимальной жесткости и прочности конструктивного элемента станка, в качестве наполнителя компонента Б целесообразно использовать твердый фрагментированный материал, фрагменты которого соприкасаются между собой и образуют совместно с компонентом А и связующим компонента Б геометрически неизменяемую систему.To ensure maximum rigidity and strength of the structural element of the machine, as a filler of component B, it is advisable to use solid fragmented material, fragments of which are in contact with each other and form, together with component A and the binder of component B, a geometrically unchanged system.

Геометрически неизменяемая система - это система соединенных между собой тел, в которой изменение ее формы невозможно без деформации тел, входящих в систему.A geometrically unchanging system is a system of bodies interconnected, in which a change in its shape is impossible without deformation of the bodies included in the system.

Под геометрически неизменяемой системой в данном случае понимается система соединенных между собой: компонента А;In this case, a geometrically unchanged system is understood as a system of interconnected: component A;

фрагментов наполнителя компонента Б; отвердевшего связующего компонента Б. При плотном размещении твердых фрагментов компонента Б в полости компонента А (для чего необходимо обеспечить соприкосновение фрагментов между собой и их соприкосновение с поверхностью компонента А) изменение формы конструктивного элемента невозможно без деформации фрагментов компонента Б.fragments of the filler component B; hardened binder component B. When densely placed solid fragments of component B in the cavity of component A (for which it is necessary to ensure contact between the fragments and their contact with the surface of component A), changing the shape of the structural element is impossible without deformation of fragments of component B.

В такой конструкции ее жесткость прямо зависит от твердости материала фрагментов компонента Б.In such a design, its rigidity directly depends on the hardness of the material of fragments of component B.

Для обеспечения максимальной жесткости конструктивного элемента, в качестве фрагментов компонента Б целесообразно использовать твердые фракции минеральных наполнителей, например, гранитный булыжник, базальтовый щебень.To ensure maximum rigidity of the structural element, it is advisable to use solid fractions of mineral fillers, for example, granite cobblestone, crushed stone, as fragments of component B.

В таком варианте исполнения конструктивного элемента для обеспечения максимального контакта фрагментов компонента Б с поверхностью компонента А целесообразно выполнить компонент А в виде оболочки полностью или частично охватывающей компонент Б.In this embodiment, the structural element to ensure maximum contact of the fragments of component B with the surface of component A, it is advisable to perform component A in the form of a shell completely or partially covering component B.

Возможен вариант исполнения компонента А, когда он выполнен составным из нескольких частей, охватывающих компонент Б и при этом образует единое целое за счет клеевого связующего компонента Б.An embodiment of component A is possible when it is made of several parts covering component B and at the same time forms a single whole due to the adhesive bonding component B.

С целью снижения массы конструктивного элемента возможно применение искусственно созданных, полых фрагментов наполнителя компонента Б. Такие фрагменты могут быть изготовлены аддитивным методом.In order to reduce the mass of the structural element, it is possible to use artificially created hollow fragments of the filler component B. Such fragments can be made by the additive method.

Вариант конструктивного элемента станка в виде станины содержит полый компонент А, изготовленный аддитивным методом и компонент Б в виде отвердевшего в полости компонента А полимербетона.A variant of a structural element of the machine in the form of a bed contains a hollow component A made by the additive method and component B in the form of a polymer concrete component A hardened in the cavity.

К группе полимербетонов относятся составы, включающие смесь минерального наполнителя и полимерного связующего.The group of polymer concrete includes compositions that include a mixture of mineral filler and polymer binder.

Благодаря демпфирующим и прочностным свойствам полимербетона его применение в станине станка позволяет существенно снизить возникающую в процессе работы станка вибрацию, повысить качество изделия в целом.Due to the damping and strength properties of polymer concrete, its use in the machine bed can significantly reduce the vibration that occurs during the operation of the machine, and improve the quality of the product as a whole.

Для рационального использования связующего (текучего твердеющего со временем материала) в качестве наполнителя в полимербетоне целесообразно применять комбинированную смесь минеральных наполнителей различных по величине фракций.For the rational use of a binder (a fluid that hardens with time) as a filler in polymer concrete, it is advisable to use a combined mixture of mineral fillers of various sizes.

Для повышения виброустойчивости конструктивного элемента станка, компонент Б может содержать упругие фрагменты.To increase the vibration resistance of the structural element of the machine, component B may contain elastic fragments.

Упругие фрагменты могут входить в состав наполнителя компонента Б. Возможно также использование отвердевшего упругого связующего компонента Б.Elastic fragments can be part of the filler component B. It is also possible to use a hardened elastic binder component B.

Возможно также использование связующего в виде смеси различных связующих, обладающих различными физическими свойствами, например, различной упругостью.It is also possible to use a binder in the form of a mixture of various binders having different physical properties, for example, different elasticities.

Исполнение компонента А в виде изготовленной аддитивным методом детали (набора деталей), позволяет изготавливать оболочки (формы) и соответственно конструктивные элементы любой степени геометрической сложности.The execution of component A in the form of a part (a set of parts) manufactured by the additive method allows one to produce shells (forms) and, accordingly, structural elements of any degree of geometric complexity.

Например, с каркасом, надежно фиксирующим закладные детали, такие как: направляющие; опоры; крепежные элементы.For example, with a frame that reliably fixes embedded parts, such as: guides; supports; fasteners.

Для обеспечения надежного соединения компонентов конструктивного элемента их поверхности могут быть выполнены с неровностями (выемками, пазами, выступами).To ensure reliable connection of the components of the structural element, their surfaces can be made with irregularities (recesses, grooves, protrusions).

Поверхности, контактирующие с компонентом Б, могут быть выполнены с микронеровностями, что обеспечивает лучшую адгезию связующего компонента Б к материалам этих поверхностей.The surfaces in contact with component B can be made with microroughnesses, which provides better adhesion of the binder component B to the materials of these surfaces.

На фиг. 1 изображен конструктивный элемент станка 1, содержащий полый компонент А. Полость 2 в компоненте А заполнена компонентом Б. Полый компонент А выполнен составным из двух частей, изготовленных аддитивным методом: верхней части 3 и нижней части 4. Компонент Б содержит наполнитель 5 в виде крупных базальтовых фрагментов и связующее 6 в виде отвердевшего эпоксидного клея. В нижней части 4 компонента А выполнен канал 7. В верхней части 3 компонента А выполнен канал 8. Каналы 7 и 8 соединяют внешнюю поверхность компонента А с полостью 2.In FIG. 1 shows a structural element of machine 1 containing a hollow component A. The cavity 2 in component A is filled with component B. The hollow component A is made up of two parts made by the additive method: upper part 3 and lower part 4. Component B contains filler 5 in the form of large basalt fragments and a binder 6 in the form of hardened epoxy glue. Channel 7 is made in the lower part 4 of component A. Channel 8 is made in the upper part 3 of component A. Channels 7 and 8 connect the external surface of component A with cavity 2.

На фиг. 1 показаны опорно-базовые поверхности 9 (выделены утолщенными линиями), которые в данном случае сформированы аддитивным методом заодно с верхней частью 3 компонента А и используются для установки на них различных механизмов станка.In FIG. 1 shows the supporting-base surfaces 9 (marked by thickened lines), which in this case are formed by the additive method along with the upper part 3 of component A and are used to install various machine mechanisms on them.

Конструктивный элемент 1, изображенный на фиг. 1 можно изготовить следующим образом:The structural member 1 shown in FIG. 1 can be made as follows:

• На промышленном 3-D принтере из стеклонаполненного полиамида, изготавливают верхнюю часть 3 и нижнюю часть 4 компонента А.• On an industrial 3-D printer made of glass-filled polyamide, the upper part 3 and the lower part 4 of component A are made

• Для изготовления частей 3, 4 компонента А используют лазерный 3D-принтер EOS Р760 компании Electro Optical Systems (Германия). Технология: SLS. Рабочая камера: 700×350×550 мм. Толщина слоя минимальная: 60 мкм. Материал для печати частей компонента А - стеклонаполненный полиамид EOS PA3200GF.• For the manufacture of parts 3, 4 of component A, an EOS P760 3D laser printer from Electro Optical Systems (Germany) is used. Technology: SLS. Working chamber: 700 × 350 × 550 mm. Minimum layer thickness: 60 microns. The printing material for the parts of component A is EOS PA3200GF glass-filled polyamide.

• Нижнюю часть 4 в компонента А, выполненную в виде короба, заполняют базальтовым щебнем с размерами отдельных фрагментов 70,0-120,0 мм.• The lower part 4 in component A, made in the form of a box, is filled with basalt gravel with the sizes of individual fragments of 70.0-120.0 mm.

При заполнении нижней части 4 компонента А щебнем, обеспечивают максимальную плотность щебня, при которой фрагменты щебня соприкасаются между собой и стенками нижней части 4 компонента А.When filling the lower part 4 of component A with crushed stone, they ensure the maximum density of crushed stone at which fragments of crushed stone are in contact with each other and the walls of the lower part 4 of component A.

• Заполненную щебнем нижнюю часть 4 компонента А соединяют с верхней частью 3 компонента А. При этом обеспечивают многочисленное прикосновение фрагментов щебня с внутренней поверхностью верхней части 3 компонента А.• The bottom part 4 of component A filled with crushed stone is connected to the top part 3 of component A. At the same time, multiple fragments of crushed stone are provided with an inner surface of the upper part 3 of component A.

Таким образом компонент А в сборе представляет собой полую форму, состоящую из частей 3 и 4, заполненную минеральным наполнителем 5.Thus, the component A assembly is a hollow mold consisting of parts 3 and 4, filled with mineral filler 5.

• Для надежной жесткой фиксации обеих частей 3, 4 компонента А (формы) относительно друг друга в процессе заполнения формы жидким связующим, используют неразъемное соединение замкового типа 10, сформированное аддитивным методом в процессе изготовления частей 3, 4 компонента А.• For reliable rigid fixation of both parts 3, 4 of component A (molds) relative to each other during the filling of the mold with a liquid binder, use an integral lock type 10 formed by the additive method in the manufacturing process of parts 3, 4 of component A.

• Полость 2 компонента А снизу через канал 7 заполняют разогретой до 90,0°С. жидкой эпоксидной смолой. Смолу в полость 2 по каналу 7 подают под давлением 2,0 Бара с расходом 6,0 литров в минуту, аналогично тому, как это происходит в известных RTM-процессах.• The cavity 2 of component A from the bottom through the channel 7 is filled preheated to 90.0 ° C. liquid epoxy resin. The resin is fed into cavity 2 through channel 7 under a pressure of 2.0 Bara with a flow rate of 6.0 liters per minute, similar to what happens in known RTM processes.

RTM (Resin Transfer Molding) - высокотехнологичный способ изготовления деталей. Особенностью метода является применение закрытой жесткой оснастки (формы), состоящей как минимум из двух частей, в зазор между которыми укладывается сухой наполнитель. Оснастка смыкается и в полость под давлением подается связующее в жидком виде. Связующее протекает сквозь наполнитель, смачивает его, вытесняет воздух и полностью заполняет внутреннее пространство.RTM (Resin Transfer Molding) is a high-tech method for manufacturing parts. A feature of the method is the use of closed rigid rigging (mold), consisting of at least two parts, into the gap between which dry filler is placed. The equipment closes and a binder in liquid form is fed into the cavity under pressure. The binder flows through the filler, moistens it, displaces the air and completely fills the internal space.

В случае изготовления конструктивного элемента 1 в соответствии настоящим изобретением, используют инжекционную машину ИМ-1М производства российской компании РЕДИУС 168, которая имеет следующие характеристики:In the case of manufacturing a structural element 1 in accordance with the present invention, use an injection machine IM-1M manufactured by the Russian company REDIUS 168, which has the following characteristics:

Количество компонентов связующегоThe number of components of the binder не менее двухno less than two Расход смолы на выходеResin Consumption 0,2-15,0 литров/мин.0.2-15.0 liters / min. Давление на выходеOutlet pressure 1,0-10,0 Бар.1.0-10.0 bar. Подогрев смолыResin Heater до 150,0°С.up to 150.0 ° C.

Процесс приготовления жидкого связующего с помощью инжекционной машины ИМ-1М заключается в том, что в специальном смесителе обеспечивается смешение двух компонентов: эпоксидной смолы и отвердителя в строго заданной пропорции.The process of preparing a liquid binder using an IM-1M injection machine is that in a special mixer, two components are mixed: epoxy resin and hardener in a strictly specified proportion.

Образовавшийся в результате смешения текучий, твердеющий со временем материал представляет собой эпоксидный клей (связующее 6), который с помощью инжекционной машины через канал 7 в компоненте А под давлением подается в полость 2 конструктивного элемента 1.The fluid, hardening over time material formed as a result of mixing is an epoxy adhesive (binder 6), which is injected through a channel 7 in component A into a cavity 2 of a structural element 1 through a channel 7.

• Заполнение полости 2 жидким связующим 6 прекращают после его выхода через канал 8 в верхней части 3 компонента А.• The filling of the cavity 2 with a liquid binder 6 is stopped after it leaves the channel 8 in the upper part 3 of component A.

• После заполнения полости 2 жидким связующим 6, конструктивный элемент 1 выдерживают в течение шести часов до полного остывания и отверждения связующего 6 в полости 2. Связующее 6 в виде эпоксидной смолы является универсальным клеем с высокой адгезией, в том числе с высокой адгезией к пластикам, металлам и минеральным веществам.• After filling the cavity 2 with a liquid binder 6, the structural element 1 is held for six hours until the binder 6 is completely cooled and cured in the cavity 2. The binder 6 in the form of epoxy resin is a universal adhesive with high adhesion, including high adhesion to plastics, metals and minerals.

• В результате отверждения эпоксидной смолы в полости 2 и склеивания за счет ее адгезионных свойств всех составляющих конструктивного элемента 1 в единое целое, получается неразъемная конструкция, в которой части наполнителя 5 в виде фрагментов базальтового щебня соприкасаются между собой и образуют совместно с составным компонентом А и связующим 6 (в виде отвердевшей эпоксидной смолы, заполнившей все свободное внутреннее пространство полости 2) геометрически неизменяемую систему.• As a result of the curing of the epoxy resin in the cavity 2 and bonding due to its adhesive properties of all the components of the structural element 1 as a whole, an integral structure is obtained in which the parts of the filler 5 in the form of fragments of basalt gravel are in contact with each other and form together with the component component A and a binder 6 (in the form of a hardened epoxy resin that fills the entire free space of the cavity 2) is a geometrically unchanged system.

Жесткость такой конструкции определяется твердостью и жесткостью фрагментов наполнителя 5, в данном случае высокой твердостью и жесткостью базальта, используемого в качестве материала наполнителя 5.The rigidity of this design is determined by the hardness and rigidity of the fragments of the filler 5, in this case, the high hardness and rigidity of the basalt used as the material of the filler 5.

• При необходимости, после полного отверждения связующего 6 и окончательного формирования конструктивного элемента 1 в виде геометрически неизменяемой системы, опорно-базовые поверхности 9 могут быть механически обработаны.• If necessary, after complete curing of the binder 6 and the final formation of the structural element 1 in the form of a geometrically unchanged system, the supporting-base surfaces 9 can be machined.

На фиг. 2 показан вариант конструктивного элемента станка 1, отличающийся от предыдущего тем, что конструктивный элемент 1 содержит закладные детали 11 в виде направляющих. Закладные детали 11 установлены в верхней части 3 компонента А, которая выполнена в виде каркаса для фиксации закладных деталей 11. Для надежного соединения закладных деталей 11 с компонентом Б, поверхности контакта 12 закладных деталей 11 с компонентом Б выполнены с неровностями, в виде трапециевидных пазов. Закладные детали 11 могут быть выполнены из металла, керамики, композита или других материалов. Возможен вариант изготовления закладных деталей 11 аддитивным методом, что позволяет без использования дополнительных технологических операций выполнять поверхности 12 различной сложности.In FIG. 2 shows a variant of the structural element of the machine 1, different from the previous one in that the structural element 1 contains embedded parts 11 in the form of guides. Embedded parts 11 are installed in the upper part 3 of component A, which is made in the form of a frame for fixing embedded parts 11. For reliable connection of embedded parts 11 with component B, the contact surface 12 of embedded parts 11 with component B is made with irregularities, in the form of trapezoidal grooves. Embedded parts 11 may be made of metal, ceramic, composite or other materials. An option for manufacturing embedded parts 11 by the additive method is possible, which allows the use of surfaces 12 of varying complexity without using additional technological operations.

Отличие в изготовлении конструктивного элемента 1, изображенного на фиг. 2 от конструктивного элемента, изображенного на фиг. 1, заключается в том, что перед сборкой формы (соединением верхней части 3 и нижней части 4, заполненной наполнителем 5) в верхнюю часть 3 компонента А предварительно устанавливают закладные детали 11. В процессе заполнения формы связующим 6 (жидкой эпоксидной смолой под давлением), связующее 6 заполняет в том числе и трапециевидные пазы, выполненные в закладной детали 11, что в дальнейшем, после затвердевания связующего, 6 обеспечивает надежное неразъемное соединение закладной детали 11 с компонентом Б конструктивного элемента 1. Опорно-базовые поверхности 9 в данном случае выполнены на закладных деталях 11. После окончательного формирования конструктивного элемента 1 в виде геометрически неизменяемой системы, опорно-базовые поверхности 9 могут быть дополнительно механически обработаны.The difference in the manufacture of the structural member 1 shown in FIG. 2 from the structural member shown in FIG. 1, consists in the fact that before assembling the mold (by connecting the upper part 3 and the lower part 4 filled with filler 5), the embedded parts 11 are pre-installed in the upper part 3 of component A. In the process of filling the form with a binder 6 (liquid epoxy resin under pressure), the binder 6 fills including the trapezoidal grooves made in the embedded part 11, which in the future, after the binder has hardened, 6 provides a reliable one-piece connection of the embedded part 11 with component B of the structural element 1. Support-base p Surfaces 9 in this case are made on embedded parts 11. After the final formation of the structural element 1 in the form of a geometrically unchanged system, the supporting-base surfaces 9 can be additionally machined.

На фиг. 3 показан вариант конструктивного элемента станка 1 в виде станины, полость 2 которого заполнена полимербетоном 13. Конструктивный элемент станка 1 содержит закладные детали 14 в виде резьбовых втулок. Закладные детали 14 устанавливаются в верхнюю и нижнюю части 3, 4 компонента А перед сборкой формы до заливки в нее полимербетона 13. В таком варианте исполнения конструктивного элемента 1, направляющие 15 закреплены на верхней части 3 компонента А с помощью болтов, вкрученных в резьбовые втулки 14. Закладные детали 14 в нижней части 4 компонента А в виде резьбовых втулок предназначены для установки в них по резьбе опор 16.In FIG. 3 shows a variant of the structural element of the machine 1 in the form of a bed, the cavity 2 of which is filled with polymer concrete 13. The structural element of the machine 1 contains embedded parts 14 in the form of threaded bushings. The embedded parts 14 are installed in the upper and lower parts 3, 4 of component A before the mold is assembled before polymer concrete 13 is poured into it. In this embodiment of the structural element 1, the guides 15 are mounted on the upper part 3 of component A with bolts screwed into the threaded bushings 14 The embedded parts 14 in the lower part 4 of component A in the form of threaded bushings are intended for installation in them by the thread of the supports 16.

Отличие в изготовлении конструктивного элемента 1 в виде станины станка, изображенного на фиг. 3 от конструктивных элементов, изображенных на фиг. 1 и фиг. 2, заключается в том, что полость 2 заполняют готовым полимербетоном 13. Полимербетон 13 готовится предварительно в виде текучей, твердеющей со временем среды, представляющей собой смесь полимерных связующих с наполнителями. В данном случае может быть использован полимербетон следующего массового состава:The difference in the manufacture of structural member 1 in the form of a machine bed of FIG. 3 from the structural elements shown in FIG. 1 and FIG. 2, the cavity 2 is filled with the finished polymer concrete 13. The polymer concrete 13 is preliminarily prepared in the form of a fluid, time hardening medium, which is a mixture of polymer binders with fillers. In this case, polymer concrete of the following mass composition can be used:

• эпоксидная смола ЭД-20• epoxy resin ED-20 - 4,0%- 4.0% • каменноугольная смола• coal tar - 7,4%- 7.4% • толуол• toluene - 0,5%- 0.5% • полиэтиленполиамин• polyethylene polyamine - 1,0%- 1.0% • песок кварцевый• quartz sand - 30,1%- 30.1% • щебень гранитный• crushed granite - 51,0%- 51.0% • микронаполнитель• microfiller - 6,0%- 6.0%

Полимербетон, как правило, приготавливают заранее в специальных машинах, обеспечивающих точный массовый состав смеси и ее тщательное перемешивание.Polymer concrete, as a rule, is prepared in advance in special machines that ensure the accurate mass composition of the mixture and its thorough mixing.

Для получения полой формы верхнюю часть 3 компонента А и нижнюю часть 4 компонента А соединяют вместе и фиксируют по стыку за счет замковых соединений. Окончательный вид форма в сборе приобретает после закрепления в верхней части 3 компонента А направляющих 15, а в нижней части 4 компонента А опор 16. Направляющие 15 и опоры 16 монтируются на компоненте А к закладным деталям 14 посредством резьбовых соединений, жестко фиксируя резьбовые втулки 14 в компоненте А.To obtain a hollow shape, the upper part 3 of component A and the lower part 4 of component A are joined together and fixed at the joint due to locking joints. After assembly, the guides 15 are fastened in the upper part 3 of component A of the component A and the supports 16 in the lower part 4 of component A, and the guides 15 and supports 16 are mounted on component A to the embedded parts 14 by means of threaded joints, rigidly fixing the threaded bushings 14 to component A.

После сборки формы готовый полимербетон заливают в полость 2 компонента А через канал 8 в верхней части 3 компонента А. Поскольку полость 2 в таком варианте исполнения конструктивного элемента 1 свободна от наполнителя, нет необходимости в литье полимербетона под давлением. После отверждения полимербетона 13 в полости 2 компонента А получается монолитная неразъемная конструкция 1, состоящая из компонента А, компонента Б в виде полимербетона 13 и закладных деталей 14, необходимых для дальнейшего монтажа направляющих 15 и опор 16.After assembly of the mold, the finished polymer concrete is poured into the cavity 2 of component A through the channel 8 in the upper part 3 of component A. Since cavity 2 in this embodiment of the structural element 1 is free of filler, it is not necessary to cast the polymer concrete under pressure. After curing the polymer concrete 13 in the cavity 2 of component A, a monolithic integral structure 1 is obtained, consisting of component A, component B in the form of polymer concrete 13 and embedded parts 14, necessary for further installation of the guides 15 and supports 16.

Опоры 16 установленные в закладных деталях 14 по резьбе позволяют выставить элемент станка 1 по уровню. Направляющие 15, с помощью болтов крепятся к резьбовым втулкам 14. При необходимости в дальнейшем направляющие 15 можно механически обработать.Supports 16 installed in the embedded parts 14 in thread allow you to set the element of the machine 1 in level. The guides 15 are bolted to the threaded bushings 14. If necessary, the guides 15 can be machined later on.

На фиг. 4 изображен компонент А станины станка в разборе в виде верхней части 3 и нижней части 4, изготовленных методом объемной 3D-печати. Компонент А в сборе является каркасом для надежной фиксации закладных деталей в процессе изготовления станины станка, для чего в верхней и нижней частях 3, 4 компонента А выполнены отверстия 17, предназначенные для закрепления в них закладных деталей. Для изготовления станины станка, в нижней части 4 компонента А выполнены каналы 7, предназначенные для подачи через них в полость компонента А жидкого связующего. Канал 8 в верхней части 3 компонента А предназначен для контроля заполнения формы (полого компонента А) жидким связующим в процессе изготовления станины станка. Компонент А выполнен с нишами 18, увеличивающими жесткость конструкции.In FIG. 4 shows a component A of the machine bed in a parsing in the form of the upper part 3 and the lower part 4, made by 3D volumetric printing. Component A assembly is a frame for reliable fixing of embedded parts during the manufacturing of the machine bed, for which holes 17 are made in the upper and lower parts 3, 4 of component A for fixing embedded parts in them. For the manufacture of the machine bed, in the lower part 4 of component A, channels 7 are made for supplying a liquid binder through the cavity of component A. Channel 8 in the upper part 3 of component A is designed to control the filling of the form (hollow component A) with a liquid binder during the manufacturing process of the machine bed. Component A is made with niches 18, increasing the rigidity of the structure.

На фиг. 5 изображена, предназначенная для заполнения жидким связующим, форма станины станка в виде компонента А, собранного из верхней части 3 и нижней части 4. В полости 2 компонента А размещен наполнитель 5, представляющий собой смесь базальтового щебня крупной фракции (70,0-120,0 мм) и щебня мелкой фракции (5,0-10,0 мм). В верхней части 3 компонента А закреплены направляющие 15, а в нижней части 4 компонента А закреплены опоры 16. Направляющие 15 и опоры 16 монтируются к закладным деталям 14 в компоненте А посредством резьбовых соединений. Компонент А выполнен с нишами 18, предназначенными для увеличения жесткости конструкции и уменьшения объема полости 2. В компоненте А конструктивного элемента 1 станины станка выполнена также ниша 19, предназначенная для своевременного отвода стружки из рабочей области станка.In FIG. 5 shows, intended to be filled with a liquid binder, the shape of the machine bed in the form of component A assembled from the upper part 3 and lower part 4. A filler 5 is placed in the cavity 2 of component A, which is a mixture of coarse cobalt gravel (70.0-120, 0 mm) and crushed stone of a small fraction (5.0-10.0 mm). Guides 15 are fixed in the upper part 3 of component A, and supports 16 are fixed in the lower part 4 of component A. The guides 15 and supports 16 are mounted to the embedded parts 14 in component A by means of threaded connections. Component A is made with niches 18, designed to increase the rigidity of the structure and reduce the volume of the cavity 2. In component A of the structural element 1 of the machine bed, a niche 19 is also designed for the timely removal of chips from the working area of the machine.

Части 3, 4 компонента А жестко фиксируются друг относительно друга замковыми соединениями 10.Parts 3, 4 of component A are rigidly fixed relative to each other by lock joints 10.

Наполнитель 5 в виде смеси базальтовых щебней крупной и мелкой фракций, позволяет получить максимально плотную структуру минерального наполнителя в полости 2. Для достижения максимальной плотности наполнителя 5 в полости 2 ее заполнение необходимо производить по технологии, разрабатываемой для каждого типоразмера конструктивного элемента 1 отдельно. Например, такая технология может содержать предписание: заполнять полость 2 щебнем различных фракций слоями, когда слои мелкого и крупного щебня укладываются раздельно и поочередно.Filler 5 in the form of a mixture of coarse and fine fractions of basalt gravel allows to obtain the most dense structure of the mineral filler in cavity 2. To achieve the maximum density of filler 5 in cavity 2, it must be filled using the technology developed for each size of structural element 1 separately. For example, such a technology may contain an instruction: to fill the cavity 2 with crushed stone of various fractions in layers, when layers of small and large crushed stone are laid separately and alternately.

На фиг. 6 изображен готовый конструктивный элемент 1 в виде станины станка, соответствующий компоненту А, изображенному на фиг. 4 и форме, изображенной на фиг. 5. Пространство полости 2 станины станка свободное от наполнителя заполнено отвердевшим связующим в виде эпоксидной смолы. Отвердевшее связующее совместно с наполнителем в виде смеси фракций мелкого и крупного базальтового щебня образуют компонент Б. При этом, компонент А, изготовленный из двух частей 3, 4 аддитивным методом, охватывает компонент Б. Отвердевшая в полости 2 эпоксидная смола, обладающая хорошими адгезионными свойствами, склеивает между собой компонент А и компонент Б. При этом в единое целое склеиваются следующие составляющие конструктивного элемента 1:In FIG. 6 shows the finished structural element 1 in the form of a machine bed corresponding to component A shown in FIG. 4 and the form shown in FIG. 5. The space of the cavity 2 of the machine bed free from filler is filled with a hardened binder in the form of epoxy resin. The hardened binder together with the filler in the form of a mixture of fractions of fine and coarse basalt gravel form component B. Moreover, component A, made of two parts 3, 4 by the additive method, covers component B. The epoxy resin hardened in cavity 2, which has good adhesive properties, glues together component A and component B. At the same time, the following components of structural element 1 are glued into a single whole:

фрагменты наполнителя в виде смеси различных фракций базальтового щебня;fragments of the filler in the form of a mixture of various fractions of basalt gravel;

тело отвердевшего связующего в виде эпоксидной смолы, заполнившей пространство между фрагментами базальтового щебня;the body of the hardened binder in the form of an epoxy resin that fills the space between fragments of basalt gravel;

и составной компонент А, собранный из частей 3 и 4;and component component A assembled from parts 3 and 4;

и закладные детали 14 в виде резьбовых втулок.and embedded parts 14 in the form of threaded bushings.

Все вышеперечисленные составляющие конструктивного элемента 1 образуют геометрически неизменяемую систему, то есть систему соединенных между собой тел, не допускающую относительного перемещения ее частей без их деформации. Определение геометрически неизменяемой системы в данном случае используется согласно «Сборника рекомендуемых терминов. Выпуск 82. Строительная механика. Академия наук СССР. Комитет научно-технической терминологии. 1970 г.».All of the above components of the structural element 1 form a geometrically unchanged system, that is, a system of bodies interconnected, not allowing the relative movement of its parts without deformation. The definition of a geometrically unchanged system in this case is used according to the “Collection of recommended terms. Issue 82. Structural mechanics. USSR Academy of Sciences. Committee of scientific and technical terminology. 1970 ".

Для заполнения полости 2 связующим можно использовать специальную инжекционную машину, управление которой (изменение давления, температуры и расхода связующего) осуществляется числовым программным способом. При этом заполнение полости 2 жидким связующим можно осуществить сверху через канал 8 в верхней части 3 компонента А. Заполнение полости 2 можно также производить через каналы 7 в нижней части 4 компонента А за счет создания в полости 2 вакуума.To fill the cavity 2 with a binder, you can use a special injection machine, the control of which (change in pressure, temperature and flow rate of the binder) is carried out by a numerical program method. In this case, the filling of the cavity 2 with a liquid binder can be carried out from above through the channel 8 in the upper part 3 of component A. The filling of the cavity 2 can also be done through the channels 7 in the lower part 4 of component A by creating a vacuum in the cavity 2.

Для дополнительного упрочнения всей конструкции, компонент Б может содержать армирующую структуру в виде металлических прутьев или металлической сетки, стекловолокна или стеклоткани, углеродных волокон или углеродной ткани, иных материалов. В компоненте А, изготовленном аддитивным методом, могут быть предусмотрены места для фиксации армирующей структуры.To further strengthen the entire structure, component B may contain a reinforcing structure in the form of metal rods or metal mesh, fiberglass or fiberglass, carbon fibers or carbon fabric, and other materials. In component A made by the additive method, places can be provided for fixing the reinforcing structure.

К аддитивным методам, применительно к настоящему изобретению, относятся все технологии 3-D печати, а также SLS - селективное лазерное спекание, ЕВМ - электронно-лучевая плавка, DMLS - прямое лазерное спекание металла, SHS - выборочное тепловое спекание, SLA - лазерная стерео литография, FDM и другие.The additive methods applicable to the present invention include all 3-D printing technologies, as well as SLS - selective laser sintering, EBM - electron beam melting, DMLS - direct laser sintering of metal, SHS - selective thermal sintering, SLA - laser stereo lithography , FDM and others.

Разнообразие технологий аддитивного метода позволяет использовать их при изготовлении широкого спектра компонентов А с геометрией любой сложности из различных материалов. Применительно к настоящему изобретению, аддитивный метод (для компонента А) в сочетании с разнообразием исполнений компонента Б, обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в значительном расширении номенклатуры конструктивных элементов за счет кратного усложнения их геометрии и структуры,A variety of technologies of the additive method allows them to be used in the manufacture of a wide range of components A with geometry of any complexity from various materials. In relation to the present invention, the additive method (for component A) in combination with a variety of executions of component B ensures the achievement of a technical result consisting in a significant expansion of the range of structural elements due to a multiple complication of their geometry and structure,

Применение современных цифровых технологий, в том числе 3D-принтеров, решает множество технологических проблем, в том числе позволяет сократить время на разработку конструктивных элементов, их последующее изготовление, точно рассчитать необходимое количество материалов, что снижает затраты на их производство и в свою очередь обеспечивает достижение технического результата изобретения.The use of modern digital technologies, including 3D printers, solves many technological problems, including reducing the time spent on the development of structural elements, their subsequent manufacture, accurately calculating the required amount of materials, which reduces the cost of their production and, in turn, ensures achievement technical result of the invention.

Возможны следующие варианты исполнения конструктивного элемента станка:The following versions of the structural element of the machine are possible:

В конструктивном элементе используется связующее в виде смеси различных связующих, обладающих различными физическими свойствами, например, различной упругостью.In the structural element, a binder is used in the form of a mixture of various binders having different physical properties, for example, different elasticities.

Связующее компонента Б содержит фенолформальдегидные и карбамидоформальдегидные полимеры; эпоксидные матрицы, модифицированные фурановыми смолами; метакрилатные и поливинилацетатные полимеры; фурфуролацетоновые матрицы; полиэфирную и полимочевинную смолы.Binder component B contains phenol-formaldehyde and urea-formaldehyde polymers; furan resin modified epoxy matrices; methacrylate and polyvinyl acetate polymers; furfural acetone matrices; polyester and polyurea resins.

В конструктивном элементе (для изготовления конструктивного элемента) используется сыпучий материал в виде разнородной смеси сыпучих материалов.The structural element (for the manufacture of the structural element) uses bulk material in the form of a heterogeneous mixture of bulk materials.

В конструктивном элементе (для изготовления конструктивного элемента) используются вспененные материалы, например, пенометаллы.In the structural element (for the manufacture of the structural element) foam materials are used, for example, foam metals.

Сыпучий материал компонента Б содержит упругие фрагменты, обладающие виброгасящими и/или шумопоглощающими свойствами. Например, резиновую крошку, пластиковую крошку.The bulk material of component B contains elastic fragments with vibration damping and / or sound-absorbing properties. For example, rubber crumb, plastic crumb.

В составе смеси сыпучего материала применяют связующее в виде цемента.As part of the mixture of bulk material, a binder in the form of cement is used.

В качестве сыпучего материала компонента Б применяют: гальку; окатыши; булыжник; пиленный минеральный камень; искусственный камень, мраморную крошку, гранитную крошку, фрагменты бетона, андезит, кварцевый песок, муку.As bulk material component B is used: pebbles; pellets; cobblestone; sawn mineral stone; artificial stone, marble chips, granite chips, concrete fragments, andesite, quartz sand, flour.

В качестве сыпучего материала компонента Б применяют дробь, в том числе: металлическую дробь, стеклянную дробь, керамическую дробь, пластиковую дробь.As a bulk material of component B, a shot is used, including: metal shot, glass shot, ceramic shot, plastic shot.

Компонент Б полимербетона (полимерцемента, пластбетона, бетонополимера инженерного камня) наряду с полимерным связующим содержит минеральное связующее, например, цемент или силикат.Component B of polymer concrete (polymer cement, plastic concrete, engineering stone concrete) together with the polymer binder contains a mineral binder, for example, cement or silicate.

Полимербетон содержит связующее в виде полиэфирной смолы.Polymer concrete contains a binder in the form of a polyester resin.

Компонент Б содержит аглопорит, керамзит, перлит, шунгизит, шлакоситалл, туфы, пемзы, габбро, речной песок, оникс.Component B contains agloporite, expanded clay, perlite, schungizite, slag metal, tuff, pumice, gabbro, river sand, onyx.

Компонент Б содержит наполнитель в виде порошков андезита, диабаза, маршаллита, цемента, графита, серы и других материалов. Компонент Б содержит заполнитель в виде доломита, андезита, базальта, графита, кварца, шунгита и других пород в состоянии песка и щебня.Component B contains a filler in the form of powders of andesite, diabase, marshallite, cement, graphite, sulfur and other materials. Component B contains aggregate in the form of dolomite, andesite, basalt, graphite, quartz, schungite and other rocks in the state of sand and gravel.

Компонент Б содержит твердый фрагментированный материал, размеры фрагментов которого сопоставимы с размерами конструктивного элемента, размещенный в полости компонента А.Component B contains solid fragmented material, the fragment sizes of which are comparable to the dimensions of the structural element, located in the cavity of component A.

При этом свободное пространство в полости компонента А заполнено полимербетоном в состав которого входит сыпучий материал с фрагментами, размеры которых на порядок, или на несколько порядков меньше размеров полости компонента А.In this case, the free space in the cavity of component A is filled with polymer concrete, which includes bulk material with fragments whose dimensions are an order of magnitude or several orders of magnitude smaller than the dimensions of the cavity of component A.

Для увеличения жесткости конструкции, компонент А изготавливают с внутренними и/или внешними ребрами жесткости.To increase the rigidity of the structure, component A is made with internal and / or external stiffeners.

В конструктивном элементе станка выполнены внутренние полости для электрической проводки, подвода и отвода смазочно-охлаждающей жидкости, другие полости. Такие полости могут быть выполнены аддитивным методом в компоненте А и/или сформированы в компоненте Б.In the structural element of the machine, internal cavities for electrical wiring, supply and removal of cutting fluid, and other cavities are made. Such cavities can be made by the additive method in component A and / or formed in component B.

В качестве материала компонента А используют металлы, пластики, керамику, композиты. Исходное состояние таких материалов - порошок, проволока, нити, прутки, гранулы.As the material of component A, metals, plastics, ceramics, and composites are used. The initial state of such materials is powder, wire, threads, rods, granules.

Конструктивный элемент содержит опорно-базовые поверхности и закладные детали сложной конфигурации, сформированные аддитивным методом.The structural element contains supporting-base surfaces and embedded parts of complex configuration formed by the additive method.

Опорно-базовые поверхности (в том числе направляющие) выполнены в виде фрагмента компонента Б.Support-base surfaces (including guides) are made in the form of a fragment of component B.

Поверхности компонентов конструктивного элемента выполнены с неровностями (выемками, пазами, выступами), а также с микронеровностями, что обеспечивает лучшую адгезию связующего компонента Б к материалам этих поверхностей.The surfaces of the components of the structural element are made with irregularities (notches, grooves, protrusions), as well as with microroughnesses, which provides better adhesion of the binder component B to the materials of these surfaces.

Конструктивный элемент содержит опорно-базовые поверхности и закладные детали, которые механически обработаны после его формирования.The structural element contains supporting-base surfaces and embedded parts that are mechanically processed after its formation.

Конструктивный элемент содержит (при его изготовлении применяются):The structural element contains (in its manufacture apply):

- синтетическое олигомеры и полимеры;- synthetic oligomers and polymers;

- фенол-формальдегидные, эпоксидные, полиэфирные смолы;- phenol-formaldehyde, epoxy, polyester resins;

- полиамиды, полиимиды, полиуретаны;- polyamides, polyimides, polyurethanes;

- кремний органические полимеры, каучуки, резины, пенопласты, стекловолокно, углеволокно;- silicon organic polymers, rubbers, rubbers, foams, fiberglass, carbon fiber;

- упругие фрагменты (в том числе пружины), мягкие фрагменты, аморфные фрагменты, поликристаллические фрагменты;- elastic fragments (including springs), soft fragments, amorphous fragments, polycrystalline fragments;

- связующие, которые образуют клеевую пленку в результате затвердевания при охлаждении (термопластичные клеи), отверждения (термореактивные клеи) или вулканизации (резиновые клеи).- binders that form an adhesive film as a result of hardening during cooling (thermoplastic adhesives), curing (thermoset adhesives) or vulcanization (rubber adhesives).

• Конструктивный элемент содержит три и более части компонента А, изготовленные аддитивным методом.• The structural element contains three or more parts of component A made by the additive method.

• Конструктивный элемент содержит части компонента А, изготовленные другими, отличными от аддитивных, методами.• The structural element contains parts of component A made by methods other than additive ones.

• Компонент А конструктивного элемента изготовлен из металла, полиамида, стеклонаполненного полиамида, угленаполненного полиамида, фотополимера, гипсополимера.• Component A of the structural element is made of metal, polyamide, glass-filled polyamide, carbon-filled polyamide, photopolymer, gypsum polymer.

• Для 3-D печати компонента А, закладных деталей и фрагментов компонента Б используют материалы: ABS (ударопрочный термопластик); PETG, PET-G (полиэтилентерефталат-гликоль); Polycarbonate; ЕРС (ударопрочный, термостойкий материал); ЕРА (нейлон); ЕРА-CF (нейлон с добавлением карбоновых волокон); Flex (специальный гибкий материал).• For 3-D printing of component A, embedded parts and fragments of component B use materials: ABS (impact resistant thermoplastics); PETG, PET-G (polyethylene terephthalate glycol); Polycarbonate; ЕРС (shockproof, heat-resistant material); EPA (nylon); EPA-CF (nylon with added carbon fibers); Flex (special flexible material).

• Компонент А выполнен в виде проницаемой структуры, ячеистой, пористой структуры. При этом внутреннее пространство проницаемой структуры компонента А, (включая сквозные отверстия, поры, полости, микрополости) полностью или частично заполнено связующим компонента Б.• Component A is made in the form of a permeable structure, cellular, porous structure. In this case, the internal space of the permeable structure of component A (including through holes, pores, cavities, microcavities) is completely or partially filled with a binder of component B.

С помощью аддитивного метода, по меньшей мере, часть компонента А может быть выполнена в виде пористой структуры, что позволяет снизить общий вес конструктивного элемента. С целью снижения массы конструктивного элемента, возможно также применение искусственно созданных, полых фрагментов компонента Б. Такие фрагменты могут быть изготовлены аддитивным методом. Фрагменты могут быть изготовлены герметичными с внутренними и/или внешними ребрами жесткости.Using the additive method, at least part of component A can be made in the form of a porous structure, which allows to reduce the total weight of the structural element. In order to reduce the mass of the structural element, it is also possible to use artificially created, hollow fragments of component B. Such fragments can be made by the additive method. Fragments can be made airtight with internal and / or external stiffeners.

Для изготовления конструктивного элемента по настоящему изобретению возможно применение составного формообразующего устройства (например, в виде универсальной опоки, состоящей из двух частей) в котором производят предварительную сборку и дальнейшее изготовление конструктивного элемента. Элементы (части) формообразующего устройства могут быть изготовлены аддитивным методом. В процессе изготовления конструктивного элемента, в формообразующем устройстве размещают компонент А (части компонента А), после чего в зависимости от вариантов исполнения конструктивного устройства возможны следующие технологические варианты:For the manufacture of the structural element of the present invention, it is possible to use a composite forming device (for example, in the form of a universal flask, consisting of two parts) in which preliminary assembly and further manufacture of the structural element are carried out. Elements (parts) of the forming device can be manufactured by the additive method. In the manufacturing process of the structural element, component A (parts of component A) is placed in the forming device, after which the following technological options are possible, depending on the design options of the structural device:

В формообразующем устройстве размещают наполнитель компонента Б, затем свободное внутреннее пространство формообразующего устройства заполняют связующим компонента Б. После отвердевания связующего, части формообразующего устройства размыкают и отделяют от них конструктивный элемент.In the forming device, the filler of component B is placed, then the free internal space of the forming device is filled with the binder of component B. After the binder is solidified, parts of the forming device are opened and the structural element is separated from them.

Свободное внутреннее пространство формообразующего устройства заполняют полимербетоном (компонентом Б). После отвердевания связующего полимербетона, части формообразующего устройства размыкают и отделяют от них конструктивный элемент.The free internal space of the forming device is filled with polymer concrete (component B). After hardening of the binder polymer concrete, parts of the forming device are opened and the structural element is separated from them.

Изобретение может быть применено для различных типов станков. Под станками в данном случае понимаются - машины (агрегаты), используемые для обработки различных материалов методами удаления, преобразования или наращивания. А также приспособления для выполнения чего-либо.The invention can be applied to various types of machines. In this case, machines are understood as machines (aggregates) used for processing various materials by methods of removal, transformation or building. And also devices for doing something.

Изобретение может быть применено, в том числе для:The invention can be applied, including for:

металлорежущих станков;metal cutting machines;

камнерезных станков;stone cutting machines;

деревообрабатывающих станков;woodworking machines;

станков для обработки пластиков и композитов;machines for processing plastics and composites;

заточных станков;tool-grinding machines;

прессов различных типов;various types of presses;

прокатных станов;rolling mills;

балансировочных станков;balancing machines;

электроэрозионных станков;EDM machines;

буровых станков;drilling rigs;

печатных станков (в том числе станков, предназначенных для объемной 3-D печати);printing machines (including machines designed for 3-D volume printing);

экструзионных станков и линий;extrusion machines and lines;

инжекционных станков и линий;injection machines and lines;

ткацких станков;looms;

наплавочных станков;surfacing machines;

станков для спекания, в том числе для селективного лазерного спекания;sintering machines, including for selective laser sintering;

комбинированных станков, совмещающих различные процессы;combined machines combining various processes;

других станков.other machines.

Claims (18)

1. Конструктивный элемент станка, содержащий компонент А, выполненный из материала, полученного послойным нанесением аддитивным методом, который полностью или частично охватывает компонент Б, включающий в себя наполнитель и связующее, отличающийся тем, что поверхность компонента А, контактирующая с компонентом Б, выполнена с неровностями, при этом компоненты А и Б соединены между собой неразъемным образом посредством связующего, входящего в состав компонента Б.1. The structural element of the machine, containing component A, made of a material obtained by layering by the additive method, which completely or partially covers component B, which includes a filler and a binder, characterized in that the surface of component A in contact with component B is made with irregularities, while components A and B are interconnected in one piece by means of a binder, which is part of component B. 2. Элемент станка по п. 1, отличающийся тем, что связующее, входящее в состав компонента Б, выполнено в виде клея, а соединение компонентов А и Б выполнено в виде клеевого соединения.2. The machine element according to claim 1, characterized in that the binder included in the composition of component B is made in the form of glue, and the connection of components A and B is made in the form of an adhesive joint. 3. Конструктивный элемент станка, содержащий компонент А, выполненный из материала, полученного послойным нанесением аддитивным методом, в виде оболочки, охватывающей компонент Б, который включает в себя связующее и наполнитель, с образованием геометрически неизменяемой системы, отличающийся тем, что оболочка выполнена составной из частей, соединенных между собой посредством неразъемного соединения замкового типа, при этом поверхность оболочки, контактирующая с компонентом Б, выполнена с неровностями, наполнитель компонента Б выполнен в виде твердых фрагментов, соприкасающихся между собой, а оболочка и компонент Б соединены между собой неразъемным образом посредством связующего, входящего в состав компонента Б.3. The structural element of the machine, containing component A, made of a material obtained by layering by the additive method, in the form of a shell, covering component B, which includes a binder and a filler, with the formation of a geometrically unchanged system, characterized in that the shell is made of composite parts interconnected by means of a permanent connection of the lock type, while the surface of the shell in contact with component B is made with irregularities, the filler of component B is made as solid pieces in contact with each other, and a sheath component B are interconnected integrally by a binder, part of component B. 4. Элемент станка по п. 1 или 3, отличающийся тем, что связующее, входящее в состав компонента Б, выполнено в виде текучего материала, твердеющего со временем.4. The machine element according to claim 1 or 3, characterized in that the binder included in the composition of component B is made in the form of a fluid material that hardens with time. 5. Элемент станка по п. 1 или 3, отличающийся тем, что наполнитель, входящий в состав компонента Б, полностью или частично изготовлен из материала, полученного послойным нанесением аддитивным методом.5. The machine element according to claim 1 or 3, characterized in that the filler included in component B is completely or partially made of a material obtained by layer-by-layer application of the additive method. 6. Элемент станка по п. 1 или 3, отличающийся тем, что наполнитель, входящий в состав компонента Б, выполнен в виде сыпучего материала, смеси сыпучих материалов, волокна, текстиля, фрагментов минерала, фибры.6. The machine element according to claim 1 or 3, characterized in that the filler included in component B is made in the form of bulk material, a mixture of bulk materials, fiber, textile, fragments of mineral, fiber. 7. Элемент станка по п. 1 или 3, отличающийся тем, что компонент А выполнен со сформированными заодно с ним опорно-базовыми поверхностями для установки механизмов станка.7. The machine element according to claim 1 or 3, characterized in that component A is made with support-base surfaces formed at the same time with it for mounting machine mechanisms. 8. Элемент станка по п. 1 или 3, отличающийся тем, что он содержит закладные детали для крепления направляющих или опор станка.8. The element of the machine under item 1 or 3, characterized in that it contains embedded parts for mounting guides or supports of the machine. 9. Конструктивный элемент станка, содержащий полый компонент А, выполненный из материала, полученного послойным нанесением аддитивным методом, и компонент Б в виде полимербетона, размещенного в полости компонента А и включающего в себя наполнитель и связующее, отличающийся тем, что поверхность компонента А, контактирующая с компонентом Б, выполнена с неровностями, а на компоненте А зафиксированы закладные детали для крепления направляющих или опор станка, контактирующие с компонентом Б.9. The structural element of the machine, containing a hollow component A, made of a material obtained by layer-by-layer application of the additive method, and component B in the form of polymer concrete placed in the cavity of component A and including a filler and a binder, characterized in that the surface of component A in contact with component B, made with irregularities, and on component A fixed embedded parts for fastening the guides or machine supports in contact with component B. 10. Элемент станка по п. 9, отличающийся тем, что он выполнен в виде станины.10. An element of the machine according to claim 9, characterized in that it is made in the form of a bed. 11. Элемент станка по п. 3 или 9, отличающийся тем, что компонент А выполнен с каналом, соединяющим его внешнюю поверхность с полостью в нем.11. The machine element according to claim 3 or 9, characterized in that component A is made with a channel connecting its outer surface with a cavity in it. 12. Элемент станка по п. 1 или 9, отличающийся тем, что компонент А выполнен составным.12. The machine element according to claim 1 or 9, characterized in that the component A is made integral. 13. Элемент станка по любому из пп. 1, 3, 9, отличающийся тем, что компоненты А и Б полностью или частично изготовлены из материала, полученного методом объемной 3D-печати, методом селективного лазерного спекания или селективного лазерного плавления.13. The element of the machine according to any one of paragraphs. 1, 3, 9, characterized in that the components A and B are fully or partially made from a material obtained by 3D volume printing, selective laser sintering, or selective laser melting. 14. Элемент станка по любому из пп. 1, 3, 9, отличающийся тем, что он содержит упрочняющую армирующую структуру.14. The element of the machine according to any one of paragraphs. 1, 3, 9, characterized in that it contains a reinforcing reinforcing structure. 15. Элемент станка по любому из пп. 1, 3, 9, отличающийся тем, что поверхности, контактирующие со связующим, входящим в состав компонента Б, выполнены с микронеровностями и неровностями в виде выемок, пазов и выступов.15. The element of the machine according to any one of paragraphs. 1, 3, 9, characterized in that the surfaces in contact with the binder, which is part of component B, are made with microroughnesses and irregularities in the form of grooves, grooves and protrusions. 16. Элемент станка по любому из пп. 1, 3, 9, отличающийся тем, что компонент А полностью или частично выполнен в виде ячеистой, пористой структуры.16. The element of the machine according to any one of paragraphs. 1, 3, 9, characterized in that component A is fully or partially made in the form of a cellular, porous structure. 17. Элемент станка по любому из пп. 1, 3, 9, отличающийся тем, что наполнитель компонента Б полностью или частично выполнен в виде проницаемой ячеистой, пористой структуры.17. The element of the machine according to any one of paragraphs. 1, 3, 9, characterized in that the filler component B is fully or partially made in the form of a permeable cellular, porous structure. 18. Элемент станка по любому из пп. 1, 3, 9, отличающийся тем, что компонент Б содержит упругие фрагменты.18. The element of the machine according to any one of paragraphs. 1, 3, 9, characterized in that component B contains elastic fragments.
RU2017142610A 2017-12-06 2017-12-06 Structural element of machine tool RU2697748C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142610A RU2697748C2 (en) 2017-12-06 2017-12-06 Structural element of machine tool

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142610A RU2697748C2 (en) 2017-12-06 2017-12-06 Structural element of machine tool

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017142610A3 RU2017142610A3 (en) 2019-06-06
RU2017142610A RU2017142610A (en) 2019-06-06
RU2697748C2 true RU2697748C2 (en) 2019-08-19

Family

ID=66792995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017142610A RU2697748C2 (en) 2017-12-06 2017-12-06 Structural element of machine tool

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2697748C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696839A (en) * 1985-02-05 1987-09-29 Fritz Studer Ag Polymer concrete articles and process for manufacturing same
RU2214900C1 (en) * 2002-05-29 2003-10-27 Открытое акционерное общество "Красный пролетарий" Combination type reinforced concrete housing of metal working machine tool
RU2492986C2 (en) * 2007-11-30 2013-09-20 Флоу Интернэшнл Корпорейшн Flexible system of part holders
RU2571007C1 (en) * 2014-08-27 2015-12-20 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Объединение "Станкостроение" Turning and machining machine
RU2598015C2 (en) * 2011-02-01 2016-09-20 Снекма Sintering and laser fusion device, comprising means for heating powder by induction
RU170653U1 (en) * 2016-03-22 2017-05-03 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Объединение "Станкостроение" Multi-purpose machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696839A (en) * 1985-02-05 1987-09-29 Fritz Studer Ag Polymer concrete articles and process for manufacturing same
RU2214900C1 (en) * 2002-05-29 2003-10-27 Открытое акционерное общество "Красный пролетарий" Combination type reinforced concrete housing of metal working machine tool
RU2492986C2 (en) * 2007-11-30 2013-09-20 Флоу Интернэшнл Корпорейшн Flexible system of part holders
RU2598015C2 (en) * 2011-02-01 2016-09-20 Снекма Sintering and laser fusion device, comprising means for heating powder by induction
RU2571007C1 (en) * 2014-08-27 2015-12-20 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Объединение "Станкостроение" Turning and machining machine
RU170653U1 (en) * 2016-03-22 2017-05-03 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Объединение "Станкостроение" Multi-purpose machine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017142610A3 (en) 2019-06-06
RU2017142610A (en) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101463181B (en) Self-lubricating composite material and manufacturing method of self-lubricating composite material mould
EP0170374B1 (en) Cast-to-size epoxy resin tools for stamping sheet metal panels
KR102137247B1 (en) System for manufacturing composite bridge prototype using 3d printing precast segment, and method for the same
JP2002516189A (en) Method for producing direct tooling mold and method for using the same
JP5112443B2 (en) Foam tools
CN103921453A (en) Mold closing hydraulic assisted prepreg molding process method
RU2697748C2 (en) Structural element of machine tool
HU195460B (en) Process for producing steel structures reinforced with polymer concrete
KR20170131860A (en) Manufacturing methods of modular form for construction joint of RC structure by using 3D printer
CN103974812A (en) Masterless layup mandrel tool
WO2010029787A1 (en) Formwork apparatus for solidified sulfur product
JP7017672B2 (en) Manufacturing method of fiber cell structure concrete
CN101633118B (en) Components and parts of mechanical machine tool and manufacturing method thereof
Vivek et al. Polymer concretes for machine tool structures–a review
RU2686548C1 (en) Structural element of said watercraft
Naboni et al. Additive formwork for concrete shell constructions
Schulz et al. Designing machine tool structures in polymer concrete
Mahendrakumar et al. Study of alternative structural materials for machine tools
US3601857A (en) Split mould for manufacturing synthetic resin mouldings
KR102479552B1 (en) Concrete with lightweight aggregate having lattice structure and method of manufacturing the same
KR102091199B1 (en) Sand mold for casting and joining method of the same
JP5290714B2 (en) PRECAST CONCRETE MEMBER FOR WAVE RETURN PART OF DAM WALL WALL
De Witte Concrete in an AM process: freeform concrete processing
CN117682795A (en) Mineral casting and preparation method and application thereof
RU2815134C1 (en) Method of making composite tooling for forming articles from polymer composite materials