RU2716432C1 - Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов - Google Patents
Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716432C1 RU2716432C1 RU2019110174A RU2019110174A RU2716432C1 RU 2716432 C1 RU2716432 C1 RU 2716432C1 RU 2019110174 A RU2019110174 A RU 2019110174A RU 2019110174 A RU2019110174 A RU 2019110174A RU 2716432 C1 RU2716432 C1 RU 2716432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support system
- polymer composite
- shell
- tooling
- composite materials
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/20—Opening, closing or clamping
-
- 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
- B29C33/42—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C43/18—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
- B29C43/183—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles the preformed layer being a lining, e.g. shaped in the mould before compression moulding, or a preformed shell adapted to the shape of the mould
- B29C43/184—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles the preformed layer being a lining, e.g. shaped in the mould before compression moulding, or a preformed shell adapted to the shape of the mould shaped by the compression of the material during moulding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области формования изделий из полимерного композиционного материала, а именно к конструкциям оснасток для их формования. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов включает опорную систему в форме прямоугольного полого параллелепипеда из равнополочного уголка и установленную на ней формообразующую оболочку, выполненную из трехслойной сотовой панели, которая содержит криволинейную часть, повторяющую геометрию изделия, переходящую в прямолинейную часть. Посредством последней формообразующая оболочка опирается на опорную систему по ее периметру с помощью горизонтальной полочки. Техническим результатом изобретения является повышение технологичности и снижение трудозатрат на изготовление оснастки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области формования изделий из полимерного композиционного материала (ПКМ), а именно к конструкциям оснасток для их формования.
Известно большое количество формовочных оснасток (Боголюбов B.C. Формообразующая оснастка из полимерных материалов. М.: Машиностроение, 1979; AdvancedcompositeMold, Making. JohnJ. Morena. KriederPublishingCompany, Malabar, Florida, 1994): - металлическая объемная оснастка в виде монолитной заготовки, обработаннной на станках с ЧПУ или деформированная листовая металлическая заготовка;
- керамическая, керамзито-бетонная оснастка, сформированная с помощью мастер-модели;
- оснастка из ПКМ, представляющая собой пакет из слоев препрега (волокнистого наполнителя, пропитанного полимерным связующим), выложенный на поверхности мастер-модели с последующим формованием.
Известна оснастка для формования изделий из ПКМ, содержащая опорную систему и закрепленную на ней формообразующую оболочку. У известной оснастки опорная система представляет собой набор металлических штыревых регулируемых опор, на которые устанавливаются жесткие стеклопластиковые оболочки сразличными геометрическими параметрами, которые являются программоносителями для настройки опор и несут на себе рабочие поверхности для формообразования листовых деталей обтяжкой. Эта оснастка универсальна, она позволяет оформить оболочку любой геометрии (Боголюбов B.C. Формообразующая оснастка из полимерных материалов. М.: Машиностроение, 1979, С. 104).
Данная конструкция оснастки имеет следующие недостатки.
1) Каркас оснастки включает в себя систему гидравлического регулирования. При воздействии повышенных температур эта система, фиксирующая заданную геометрию формообразующей оболочки и определяющая соответственно ее точность, подвержена искажению за счет теплового расширения, что делает проблематичным изготовление крупногабаритных деталей сложной геометрии с заданной точностью;
2) Являясь сложным техническим сооружением, эта оснастка экономически оправдана лишь в случае организации крупносерийного производства.
Известно устройство для вакуумно-автоклавного формования конструкционных панелей из ПКМ (патент РФ №2106251 С1, МПК В26С 43/20, 1998 г.).
Согласно патенту оснастка имеет основание в виде горизонтально расположенных вдоль формующей оболочки стержней, на которых с возможностью перемещения устанавливают ложементы. Формующая оболочка закреплена на ложементах посредством регулируемых опор с образованием гарантированного зазора межу ней и ложементами. К недостаткам такого устройства относится то, что при формовании изделий в термокамерах с принудительной циркуляцией воздуха невозможно обеспечить равномерное распределение температуры в формуемом изделии. Это можно объяснить тем, что конструкция данного устройства не учитывает изменений температурного поля за счет газодинамических процессов внутри печи. Сложная форма формуемого изделия при его изготовлении в печах приводит к тому, что газовые потоки движутся в различных местах у поверхности оснастки с разной скоростью. Это обуславливает неравномерность распределения интенсивности теплоотдачи - распределение величины коэффициента теплоотдачи по поверхности оснастки - от более нагретого газа к поверхности оснастки. Неравномерное распределение величины коэффициента теплоотдачи по поверхности формообразующей оснастки приводит, в свою очередь, к неравномерному распределению температуры в каждый момент времени процесса формования (термоотверждения) композитной конструкции. Особенно ярко это проявляется в случаях изготовления крупногабаритных композитных конструкций сложной формы - например, двойной кривизны. Неравномерное распределение температуры в процессе формования снижает качество формуемого изделия.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности, принятому в качестве прототипа, является оснастка для формования изделий из ПКМ (Патент РФ №2090364. МПК: В29С 43/20, 1997 г.).
Согласно патенту оснастка для формования состоит из ложементов в виде разнесенных по ширине оболочек полых профилей V-образного сечения, стянутых элементами жесткости, и закрепленной на них формующей оболочки. Полые V-образные профили образуют каналы для движения потоков воздуха. Формообразующая оболочка представляет собой пластину заданной кривизны. Между сопряженными поверхностями профилей и формующей оболочкой размещены компенсаторы кривизны.
Недостатком указанного изобретения является то, что данная оснастка не позволяет получить требуемую равномерность распределения температуры в заготовке изделия и, как следствие, не может обеспечить требуемое качество изготавливаемой детали. Конструкция известной оснастки не учитывает возможное изменение скорости потока воздуха, вызываемое сложностью геометрической формы оснастки. Ее конструкция значительно влияет на равномерность распределения температуры по всему объему печи, так как V-образные профили, имеющие сплошные стенки, препятствуют свободной циркуляции, что приводит к образованию застойных зон и большой разнице температур по объему камеры термопечи.
Это можно объяснить тем, что из-за сложности геометрической формы формообразующей оболочки, особенно при формовании детали двойной кривизны, каналы для движения потока воздуха имеют разные размеры сечения. Это приводит, в свою очередь, к разным условиям теплообмена конвекцией от потока воздуха к поверхности оснастки. То есть к неравномерному распределению величины коэффициента теплоотдачи по поверхности формообразующей оснастки композитных конструкций и, следовательно, к неравномерному распределению температуры по поверхности оснастки в изготавливаемой композитной конструкции.
Размеры сечения каналов никак не связаны с величиной массы части заготовки, находящейся над каналом, что затрудняет получение равномерного распределения температуры в нагреваемой заготовке композитной конструкции особенно в тех случаях, когда заготовка имеет переменную величину толщины.
Техническим результатом изобретения является повышение технологичности и снижение трудозатрат на изготовление оснастки.
Технический результат решаемой задачи реализован следующим образом.
1. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов, включающая опорную систему и установленную на ней формообразующую оболочку, отличающаяся тем, что опорная система имеет форму прямоугольного полого параллелепипеда, ребра которого выполнены из равнополочного уголка, а формообразующая оболочка из трехслойной сотовой панели, содержащей криволинейную часть, повторяющую геометрию изделия, переходящую в прямолинейную часть, посредством которой формообразующая оболочка опирается на опорную систему.
2. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что ребра параллелепипеда выполнены из металла.
3. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что формообразующая оболочка закреплена на опорной системе.
На фиг. изображен общий вид оснастки для формования изделий из полимерного композиционного материала, которая включает формообразующую оболочку 1, выполненную из трехслойной сотовой панели, например с гексагональными ячейками, установленную на опорной системе 2 посредством горизонтальной полочки 3.
Опорная система в виде параллелепипеда минимально искажает тепловое поле на формообразующей оболочке, поскольку ее опоры находятся в нерабочей зоне нагрева, а выбор материала для опорной системы, например, металла - сталь 3, стеклопластика на основе препрегаЭФНБ-Т-10-14, обусловлен выбором по близким значениям ТКЛРс материалом самой формообразующей оболочки. Кроме того применение стеклопластика для опорной системы позволяет значительно снизить массу оснастки в целом.
Формообразующая оболочка при необходимости может быть закреплена на опорной системе посредством клеевой пленки ВК-36.
Трехслойная сотовая конструкция предлагаемой композитной оснастки обладает достаточной жесткостью без применения дополнительных элементов жесткости, что снижает трудозатраты на ее изготовление, а также обеспечивает равномерность распределения температурного поля, необходимого для качественного формования изделий из полимерных композиционных материалов.
Claims (2)
1. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов, включающая опорную систему и установленную на ней оболочку из трехслойной сотовой панели, отличающаяся тем, что опорная система выполнена из равнополочного уголка в форме полого параллелепипеда, при этом поверхность оболочки повторяет геометрию изделия и переходит в прямолинейную часть, посредством которой оболочка опирается на опорную систему по ее периметру.
2. Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов по п. 1, отличающаяся тем, что равнополочный уголок выполнен из металла или стеклопластика.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019110174A RU2716432C1 (ru) | 2019-04-05 | 2019-04-05 | Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019110174A RU2716432C1 (ru) | 2019-04-05 | 2019-04-05 | Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2716432C1 true RU2716432C1 (ru) | 2020-03-11 |
Family
ID=69898412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019110174A RU2716432C1 (ru) | 2019-04-05 | 2019-04-05 | Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2716432C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779722C1 (ru) * | 2021-08-13 | 2022-09-12 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ изготовления композитной оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2090364C1 (ru) * | 1994-04-27 | 1997-09-20 | Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Оснастка для формования изделий из полимерного композиционного материала |
RU2148449C1 (ru) * | 1998-11-23 | 2000-05-10 | ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ профилирования равнополочных уголков |
RU2188126C2 (ru) * | 2000-09-14 | 2002-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ изготовления формовочной оснастки из полимерного композиционного материала |
US20060275526A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Konrad Benkovszki | Method for producing molding shells |
RU80215U1 (ru) * | 2007-07-23 | 2009-01-27 | Юрий Степанович Левчук | Печь для бани |
RU126283U1 (ru) * | 2012-10-23 | 2013-03-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
EP2842728A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-04 | Airbus Operations GmbH | Method and system for producing a panel member for an airframe |
RU2657913C1 (ru) * | 2017-06-14 | 2018-06-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Композитная формообразующая оснастка и способ ее изготовления |
-
2019
- 2019-04-05 RU RU2019110174A patent/RU2716432C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2090364C1 (ru) * | 1994-04-27 | 1997-09-20 | Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Оснастка для формования изделий из полимерного композиционного материала |
RU2148449C1 (ru) * | 1998-11-23 | 2000-05-10 | ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ профилирования равнополочных уголков |
RU2188126C2 (ru) * | 2000-09-14 | 2002-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Способ изготовления формовочной оснастки из полимерного композиционного материала |
US20060275526A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Konrad Benkovszki | Method for producing molding shells |
RU80215U1 (ru) * | 2007-07-23 | 2009-01-27 | Юрий Степанович Левчук | Печь для бани |
RU126283U1 (ru) * | 2012-10-23 | 2013-03-27 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
EP2842728A1 (en) * | 2013-08-28 | 2015-03-04 | Airbus Operations GmbH | Method and system for producing a panel member for an airframe |
RU2657913C1 (ru) * | 2017-06-14 | 2018-06-18 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Композитная формообразующая оснастка и способ ее изготовления |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2779722C1 (ru) * | 2021-08-13 | 2022-09-12 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ изготовления композитной оснастки для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
RU2789177C1 (ru) * | 2022-06-20 | 2023-01-30 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г.Ромашина" | Композитная оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1064212A (en) | Extruder apparatus particularly for the production of hollow profiled sections of plastics | |
GB1585734A (en) | Method and apparatus for forming expanded panels | |
RU2716432C1 (ru) | Композитная формообразующая оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов | |
JPWO2020072638A5 (ru) | ||
JP2006315065A (ja) | タイヤ成形用金型の製造方法及びその製造方法に使用する鋳造鋳型 | |
RU2401196C2 (ru) | Оснастка для формования детали из полимерного композиционного материала | |
KR101203092B1 (ko) | 비정형 건축물의 이중곡면 외부패널 제작을 위한 볼컨택터 가압방식 곡면성형장치 | |
RU2399491C2 (ru) | Способ изготовления панели с ребрами жесткости из полимерных композиционных материалов | |
JP2849513B2 (ja) | 結晶性熱可塑性樹脂シートの成形金型 | |
EP2741906B1 (en) | Tool with temperature control zones | |
RU2404203C1 (ru) | Оснастка для формования детали из полимерного композиционного материала | |
KR101118141B1 (ko) | 비정형 건축물의 이중곡면 외부패널 제작을 위한 곡면성형방법 | |
CN103551538A (zh) | 一种冷铁烘干装置以及冷铁用于铸造时的使用方法 | |
CN102431183A (zh) | 一种成型模具及使用该模具制造成型制件的方法 | |
RU2622924C1 (ru) | Оснастка для формования изделий из полимерных композиционных материалов и способ ее изготовления | |
CN205614813U (zh) | 发泡水泥板芯成型模具和成型装置 | |
CN217597791U (zh) | 热塑性蜂窝板翘曲矫正装置 | |
KR20170064275A (ko) | 복합 성형 장치 | |
RU2668901C1 (ru) | Технологическая линия по производству многослойной штучной кровельной термочерепицы | |
KR20100079657A (ko) | 다공질구조를 갖는 플라스틱 시트 제조방법 및 제조장치 | |
KR20100137101A (ko) | 비정형 건축물의 외피 패널제작을 위한 알루미늄 판재의 3차원적 곡면 성형장치 | |
CN214872157U (zh) | 一种玩具一次成型模具 | |
KR101118140B1 (ko) | 비정형 건축물의 이중곡면 외부패널 제작을 위한 곡면성형장치 | |
KR20100137102A (ko) | 비정형 건축물의 외피 패널제작을 위한 알루미늄 판재의 3차원적 곡면을 성형하는 방법 | |
CN115071113A (zh) | 热塑性蜂窝板翘曲矫正装置及工艺 |