RU2750803C1 - Method for transfer moulding of profile-type parts - Google Patents

Abstract

FIELD: moulding.

SUBSTANCE: invention relates to a method for transfer moulding of profile-type parts. The technical result is achieved by a method for transfer moulding of profile-type parts, including manufacturing a preform from a reinforcing material, followed by impregnating and creating a vacuum. The profile-type preform therein is created by radial weaving over an elastic punch with a rigid mandrel, followed by placing the preform with a removed rigid mandrel in the matrix of the enclosing tooling, pressing by a punch and sealing the ends. An overpressure is then created in the elastic punch, followed by impregnating the preform while creating a non-pressure therein. The operations with supply of overpressure and creation of a vacuum in the elastic punch are therein repeated until the required filling coefficient of the manufactured profile-type part is reached.

EFFECT: expanded range of manufacturing profile-type parts, improved quality and increased filling ratio.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области изготовления элементов профильного типа из композиционных материалов (КМ). Заявленный способ применим для изготовления изделий автомобильного и авиационно-космического назначения.The invention relates to the field of manufacturing elements of a profile type from composite materials (CM). The claimed method is applicable for the manufacture of products for automotive and aerospace purposes.

Известен способ SLI (Single Line Injection, DLR, Инжекция по одной линии, учебное пособие /В.В. Батраков, В.И. Халиулин, Д.Ю. Константинов, стр. 28). Данный способ оптимизирован для производства небольшого количества изделий до 500 штук в год. Согласно данному способу, пропитку подачей смолы и создание вакуума в мешке осуществляют по одной линии, а процесс формования осуществляют в автоклаве с созданием избыточного давления. Высокое качество пластика достигается путем создания избыточного давления в автоклаве.The known method SLI (Single Line Injection, DLR, Injection along one line, tutorial / VV Batrakov, VI Khaliulin, D.Yu. Konstantinov, p. 28). This method is optimized for the production of a small amount of products up to 500 pieces per year. According to this method, the impregnation with the resin supply and the creation of a vacuum in the bag are carried out in one line, and the molding process is carried out in an autoclave with the creation of an overpressure. High quality plastic is achieved by pressurizing the autoclave.

Недостатком этого способа является высокая стоимость изготовления и ограничения на различные размеры изготавливаемой детали. Способ не позволяет создавать криволинейные изделия профильного типа из КМ, кроме того, существует проблема удаления формообразующей оправки из готового изделия.The disadvantage of this method is the high cost of manufacturing and restrictions on the various sizes of the manufactured part. The method does not allow to create curvilinear products of the profile type from CM, in addition, there is a problem of removing the forming mandrel from the finished product.

Данный способ формования близок к заявляемому и принят за прототип.This molding method is close to the claimed one and is taken as a prototype.

Известен способ RTM (Resin Transfer Molding учебное пособие /В.В. Батраков, В.И. Халиулин, Д.Ю. Константинов, стр. 16). Способ позволяет достичь высокой точности изготовления детали, низкое содержание пор. Данный способ не вызывает сложности при изготовлении деталей с объемным содержанием армирующего материала от 40% до 50%.The known method RTM (Resin Transfer Molding tutorial / VV Batrakov, VI Khaliulin, D.Yu. Konstantinov, p. 16). The method makes it possible to achieve high precision of part manufacturing, low pore content. This method does not cause difficulty in the manufacture of parts with a volumetric content of reinforcing material from 40% to 50%.

Недостатком этого способа является сложность технологического процесса при желании получения коэффициента наполнения свыше 50%. Также способ не предусматривает формования изделий без формообразующей оправки.The disadvantage of this method is the complexity of the technological process if you want to obtain a filling factor of more than 50%. Also, the method does not provide for molding products without a forming mandrel.

Технический результат, на достижение которого направлен заявляемый способ трансферного формования деталей профильного типа, заключается в расширении диапазона изготовления деталей профильного типа высокого качества и уменьшении стоимости изготовления изделия.The technical result to be achieved by the inventive method of transfer molding of profile-type parts consists in expanding the range of production of high-quality profile-type parts and reducing the cost of manufacturing the product.

Технический результат достигается тем, что в способе трансферного формования деталей профильного типа, включающим изготовление преформы из армирующего материала с последующей пропиткой и созданием вакуума по одной линии, новым является то, что преформу профильного типа создают радиальным плетением поверх упругого пуансона с жесткой оправкой, после чего преформу с удаленной жесткой оправкой помещают в матрицу обхватывающей оснастки, прижимают пуансоном и герметизируют концы, после чего создают избыточное давление в упругом пуансоне с последующей пропиткой преформы при создании разряжения в нем, а операции с подачей избыточного давления и созданием разряжения в упругом пуансоне повторяют до получения необходимого коэффициента наполнения изготавливаемой детали профильного типа.The technical result is achieved by the fact that in the method of transfer molding of profile-type parts, including the manufacture of a preform from a reinforcing material followed by impregnation and creation of a vacuum along one line, the new is that a profile-type preform is created by radial weaving over an elastic punch with a rigid mandrel, after which the preform with the removed rigid mandrel is placed in the matrix of the enclosing tooling, pressed with a punch and the ends are sealed, after which overpressure is created in the elastic punch, followed by impregnation of the preform while creating a vacuum in it, and the operations with the supply of overpressure and the creation of a vacuum in the elastic punch are repeated until obtaining the required filling factor of the manufactured part of the profile type.

Сущность заявляемого способа поясняется на Фиг. 1 – 3, где: Фиг. 1, а – жесткая оправка в упругом пуансоне, Фиг. 1, б – герметизация упругого пуансона на оправке, Фиг. 1, в – создание преформы радиальным плетением; Фиг. 2 – выкладка преформы профильного типа с удаленной жесткой оправкой в обхватывающую оснастку с герметичными концами; Фиг. 3, а – этап пропитки преформы в обхватывающей оснастке с подачей избыточного давления в полость упругого пуансона, Фиг. 3, б – этап пропитки преформы в обхватывающей оснастке с созданием разряжения в полости упругого пуансона.The essence of the proposed method is illustrated in FIG. 1 - 3, where: Fig. 1, a - a rigid mandrel in an elastic punch, Fig. 1, b - sealing of the elastic punch on the mandrel, Fig. 1, c - creation of a preform by radial weaving; FIG. 2 - laying out a profile-type preform with a removed rigid mandrel into a wrapping tooling with sealed ends; FIG. 3, a - the stage of impregnation of the preform in the encircling tooling with the supply of excess pressure into the cavity of the elastic punch, FIG. 3, b - the stage of impregnation of the preform in the encircling tooling with the creation of a vacuum in the cavity of the elastic punch.

Здесь 1 – штуцер, через который создается разряжение в упругом пуансоне; 2 – упругий пуансон, необходимый в процессе формования изделия профильного типа; 3 – жесткая оправка для формирования предварительной геометрии будущего изделия; 4 – герметизирующая лента, необходимая для создания необходимого разряжения в упругом пуансоне; 5 – преформа профильного типа; 6 – оснастка, участвующая в процессе формирования конечной геометрии изделия и пропитки префоры профильного типа; 7 – герметичные концы оснастки; 8 – точка подачи связующего.Here 1 is a fitting through which a vacuum is created in an elastic punch; 2 - an elastic punch required in the process of forming a product of the profile type; 3 - rigid mandrel for forming the preliminary geometry of the future product; 4 - a sealing tape required to create the required vacuum in the elastic punch; 5 - profile-type preform; 6 - tooling involved in the process of forming the final geometry of the product and impregnating the preform of the profile type; 7 - sealed ends of the tooling; 8 - binder feed point.

Способ осуществляют следующим образом:The method is carried out as follows:

Жесткую оправку 3 помещают в упругий пуансон 2, а концы упругого пуансона герметизируют и создают разряжение в нем.A rigid mandrel 3 is placed in an elastic punch 2 , and the ends of the elastic punch are sealed and a vacuum is created in it.

Затем поверх упругого пуансона радиальным плетением создают преформу профильного типа. Then, a profile-type preform is created over the elastic punch by radial weaving.

После получения преформы жесткую оправку удаляют, а преформу трансформируют и устанавливают в матрицу обхватывающей оснастки под требуемую геометрию будущего изделия, концы оснастки герметизируют.After receiving the preform, the rigid mandrel is removed, and the preform is transformed and installed in the matrix of the enclosing tooling for the required geometry of the future product, the ends of the tooling are sealed.

Обхватывающую оснастку с преформой устанавливают в гидравлический пресс.The wrapping tool with the preform is installed in a hydraulic press.

Устанавливают на оснастку линии подачи связующего.Installed on the tooling of the binder supply line.

Проверяют оснастку на герметичность.Check the equipment for tightness.

Удаляют летучие вещества из связующего (дегазация связующего), процесс ведется по паспорту связующего и в специальной вакуумной камере.Volatile substances are removed from the binder (binder degassing), the process is carried out according to the binder passport and in a special vacuum chamber.

Нагревают оснастку до температуры 80̊ С.The tooling is heated to a temperature of 80̊ С.

Создают избыточное давление в упругом пуансоне и начинают пропитку преформы профильного типа с созданием разряжения в упругом пуансоне.Excessive pressure is created in the elastic punch and impregnation of the profile-type preform is started with the creation of a vacuum in the elastic punch.

Операции подачи давления и создания разряжения в упругом пуансоне повторяют несколько раз до получения необходимого коэффициента наполнения будущего изделия.The operations of supplying pressure and creating a vacuum in the elastic punch are repeated several times until the required filling factor of the future product is obtained.

После окончания процесса полимеризации связующего, оснастку размыкают и удаляют упругий пуансон из готового изделия, а при наличии технологического припуска удаляют и его.After the end of the binder polymerization process, the tooling is opened and the elastic punch is removed from the finished product, and if there is a technological allowance, it is also removed.

Данный способ трансферного формования деталей профильного типа ведется без использования автоклава, что уменьшает стоимость формования детали.This method of transfer molding of profile-type parts is carried out without the use of an autoclave, which reduces the cost of molding the part.

Способ позволяет изготавливать детали профильного типа с высоким качеством и в широком их диапазоне, за счет обеспечения равномерного распределения армирующего волокна по всей длине изделия в процессе радиального плетения и отсутствие оправки после формирования преформы, это позволяет предать преформе форму сложной кривой. Кроме того, создание дополнительного разряжения избыточного давления в упругом пуансоне ускоряет весь технологический процесс. Подача связующего и создание разряжения в преформе с упругим пуансоном ведется по одной линии.The method makes it possible to produce profile-type parts with high quality and in a wide range of them, due to the provision of a uniform distribution of the reinforcing fiber along the entire length of the product in the process of radial weaving and the absence of a mandrel after the preform is formed, this allows the preform to be shaped into a complex curve. In addition, the creation of an additional discharge of excess pressure in the elastic punch speeds up the entire technological process. The supply of the binder and the creation of a vacuum in the preform with an elastic punch is carried out along one line.

Claims (1)

Способ трансферного формования деталей профильного типа, включающий изготовление преформы из армирующего материала с последующей пропиткой и созданием вакуума, отличающийся тем, что преформу профильного типа создают радиальным плетением поверх упругого пуансона с жесткой оправкой, после чего преформу с удаленной жесткой оправкой помещают в матрицу обхватывающей оснастки, прижимают пуансоном и герметизируют концы, после чего создают избыточное давление в упругом пуансоне с последующей пропиткой преформы при создании разряжения в нем, а операции с подачей избыточного давления и созданием разряжения в упругом пуансоне повторяют до получения необходимого коэффициента наполнения изготавливаемой детали профильного типа.A method of transfer molding of profile-type parts, including the manufacture of a preform from a reinforcing material, followed by impregnation and creation of a vacuum, characterized in that a profile-type preform is created by radial weaving over an elastic punch with a rigid mandrel, after which the preform with a removed rigid mandrel is placed in the matrix of the wrapping tooling, pressed with a punch and the ends are sealed, after which an excess pressure is created in the elastic punch, followed by impregnation of the preform when creating a vacuum in it, and the operations with the supply of excess pressure and the creation of a vacuum in the elastic punch are repeated until the required filling factor of the manufactured part of the profile type is obtained.

Images