RU2764476C1 - Способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции - Google Patents

Способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции Download PDF

Info

Publication number
RU2764476C1
RU2764476C1 RU2021126586A RU2021126586A RU2764476C1 RU 2764476 C1 RU2764476 C1 RU 2764476C1 RU 2021126586 A RU2021126586 A RU 2021126586A RU 2021126586 A RU2021126586 A RU 2021126586A RU 2764476 C1 RU2764476 C1 RU 2764476C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
honeycomb
filler
binder
heat
layer structure
Prior art date
Application number
RU2021126586A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Алексеевич Чугунов
Ирина Вячеславовна Кулагина
Алексей Николаевич Корнейчук
Валерий Семенович Волков
Original Assignee
Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина»
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 Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» filed Critical Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина»
Priority to RU2021126586A priority Critical patent/RU2764476C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2764476C1 publication Critical patent/RU2764476C1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов и касается трехслойных сотовых конструкций, применяемых в авиакосмической промышленности для изготовления различных узлов самолетов и летательных аппаратов. Изготовление термостойкой сотовой трехслойной конструкции включает изготовление сотового заполнителя и обшивок из стеклоткани, а также пропитку их связующим. Термообработку сотового заполнителя проводят по ступенчатому режиму. Затем соединяют обшивки с торцовыми поверхностями сотового заполнителя полиимидным связующим с добавлением в качестве наполнителя микрошлифовального порошка электрокорунда. После чего проводят прессование при нагревании по ступенчатому режиму. Достигается снижение температуры изготовления сотового заполнителя и трехслойной конструкции в целом, сокращение времени их изготовления при сохранении температуры эксплуатации 300 °С. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области изготовления композиционных материалов, а именно к трехслойным сотовым конструкциям, применяемым в авиакосмической промышленности для изготовления различных узлов самолетов и летательных аппаратов.
Развитие отечественной промышленности требует постоянного совершенствования разрабатываемых конструкций и технологии их изготовления. Одним из направлений этого процесса является снижение температуры и сокращение времени изготовления трехслойных сотовых конструкций.
Известны трехслойные сотовые конструкции, широко применяемые в авиастроении, изготовленные из арамидных или стеклопластиковых сотовых заполнителей и стекло-, углепластиковых листовых материалов (обшивок), приклеенных к торцовым поверхностям сотовых заполнителей (Технология изготовления сотовых авиационных конструкций», Берсудский В.Е., Крысин В.Н., Лесных С.И. М.: Машиностроение, 1975, 282 с.). Такие конструкции изготавливают при температуре, не превышающей 170 °С на основе фенолоформальдегидных или эпоксифенольных смол, работоспособных при температуре не выше 160°С.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является термостойкая сотовая трехслойная конструкция, работоспособная при температуре 300 °С (Высокотеплостойкие радиопрозрачные сотовые конструкции на основе полиимидных связующих», В.В.Павлов, О.К.Белый, В.Л.Косарев, З.Н.Колобова и Л.А.Дементьева. Авиационная промышленность №8, 1971 г., с.5-8), изготовленная из сотового заполнителя, пропитанного полиимидным связующим, и обшивок, изготовленных из кварцевой стеклоткани ТС-8/3-250, пропитанной полиимидным связующим и склеенных с сотовым заполнителем также полиимидным связующим.
В указанном способе сотовый заполнитель изготавливается путем пропитки полиимидным связующим специальной многослойной стеклоткани ОССТ-10, полученной методом ткачества, и растянутой до образования правильных шестигранных ячеек размером 4,5мм. Для этого отрезок многослойной стеклоткани марки ОССТ-10 размещали в специальную растяжную рамку, крепили крайние слои стеклоткани и проводили ее растяжение до образования ячеек требуемой геометрии. Полученный таким образом сотовый блок, зафиксированный в растяжной рамке, помещали в ванну со связующим, где проводили его двукратную пропитку связующим и сушку на воздухе в течение около 50 час. Затем сотовый блок вместе с растяжной рамкой помещали в термостат и термообрабатывали по ступенчатому режиму при температуре 120 °С, 150 °С, 200 °С, 220 °С и 250 °С с выдержкой в течение 60, 60, 120, 120 и 120 мин соответственно. Из полученного сотоблока алмазным диском вырезали панели требуемой высоты для изготовления трехслойных панелей.
Изготовление обшивок состояло в укладке четырех слоев кварцевой стеклоткани марки ТС-8/3-250, пропитке их полиимидным связующим и подсушивании при температуре 90 °С в течение 75 мин.
Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали методом прессования. Для этого на фторопластовую подложку укладывали обшивку с нанесенным на ее наружную поверхность слоем полиимидного связующего с добавлением мелкодисперсного порошка в качестве загустителя, обеспечивающего необходимую вязкость. Затем на обшивку укладывали сотовый заполнитель. Другую поверхность сотового заполнителя соединяли с обшивкой аналогично.
Проводили предварительную выдержку трехслойной конструкции при температуре 315 °С и удельном давлении 0,08 МПа в течение 55 мин и охлаждение ее до температуры 50-60 °С, а затем прессование по ступенчатому режиму при температуре 150 °С, 175 °С, 200 °С, 225 °С, 250 °С, 300 °С, 350 °С, и 375 °С с выдержкой в течение 60, 120, 120, 120, 120, 120, 120 и 240 мин соответственно, при удельном давлении 0,08 МПа.
В качестве недостатков изложенного способа следует указать высокую температуру изготовления как сотового заполнителя (250 °С), так и трехслойной конструкции (375 °С), длительность режима их изготовления (воздушная сушка пропитанного сотоблока в течение около 50 час и термообработка его в течение 8 час, а также 17 час при прессовании трехслойной конструкции с предварительной термообработкой при температуре 315 °С в течении около 1 час).
Задачей изобретения является снижение температуры изготовления как сотового заполнителя, так и трехслойной конструкции, также сокращение времени их изготовления при сохранении температуры эксплуатации 300°С.
Решение поставленной задачи достигается тем, что при изготовлении термостойкой сотовой трехслойной конструкции, работоспособной при температуре 300 °С, включающим изготовление сотового заполнителя и обшивок из стеклоткани, пропитку их связующим, термообработку сотового заполнителя по ступенчатому режиму, соединение обшивок с торцовыми поверхностями сотового заполнителя полиимидным связующим, включающим наполнитель, посредством прессования при нагревании по ступенчатому режиму, отличающийся тем, что сотовый заполнитель изготавливают из электроизоляционной стеклоткани Э1-100, пропитывают его полиимидным связующим СП-97К, проводят термообработку по ступенчатому режиму при температурах (55-65) °С, (95-105) °С, (145-155) °С и (160-180) °С со скоростью подъема температуры 5 °С/мин и выдержкой в течение 30, 30, 30 и (45-75) мин, обшивки изготавливают из четырех слоев стеклоткани Т-10, пропитывают полиимидным связующим СП-97К с последующей подсушкой на воздухе в течение 24 часов и соединяют их с торцовыми поверхностями сотового заполнителя полиимидным связующим СП-97К с добавлением в качестве наполнителя микрошлифовального порошка электрокорунда 25 AF1200 в количестве (45-55)% от массы указанного связующего и прессуют по ступенчатому режиму при температурах (55-65) °С, (95-105) °С, (145-155) °С и (160-180) °С со скоростью подъема температуры 5 °С/мин при удельном давлении 0,08 МПа и выдержкой в течение 30, 30, 30, и (45-75) мин соответственно.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами:
Пример 1. Изготавливали термостойкую сотовую трехслойную конструкцию. Сотовый заполнитель получали путем растяжения листов стеклоткани марки Э1-100, ГОСТ 19907-2015, соединенных клеем ВС-10Т, ОСТ 22345-77 по клеевым полосам, закрепленных в растяжной рамке, до размера граней ячеек 4,2 мм. Сотовый блок, зафиксированный в растяжной рамке, помещали в ванну с полиимидным связующим марки СП-97К, ТУ 1 595-10-1087-2009 с вязкостью 10 с по вискозиметру ВЗ-246 (диаметр сопла 6мм) и проводили его двукратную пропитку в течение 10 мин. После первой пропитки проводили промежуточную сушку сотоблока на воздухе в течение двух часов и термообработку при температуре 60 °С в течение 30 минут. После второй пропитки сотовый блок сушили на воздухе в течение 2 часов, помещали в термостат и отверждали по ступенчатому режиму нагревания при температурах 60 °С, 100 °С, 150 °С и 170 °С с выдержкой в течение 30, 30, 30 и 60 мин соответственно, со скоростью подъема температуры 5 °С/мин. Вырезали из полученного сотового блока сотовые панели требуемой высоты c помощью горизонтального ленточнопильного станка, которые затем использовали при изготовлении трехслойных конструкций.
Обшивки изготавливали из сложенных вместе 4 слоев стеклоткани Т-10, ГОСТ 19170-2001, пропитывают полиимидным связующим СП-97К, предварительно подсушивают на воздухе в течение 24 час и соединяют их с торцовыми поверхностями сотового заполнителя полиимидным связующим СП-97К с добавлением в качестве наполнителя микрошлифовального порошка электрокорунда 25 AF1200 в количестве (45-55)% от массы указанного связующего и прессуют по ступенчатому режиму при температурах (55-65)°С, (95-105)°С, (145-155)°С и (160-180)°С со скоростью подъема температуры 5 °С/мин при удельном давлении 0,08 МПа и выдержкой в течение 30, 30, 30, и (45-75) мин соответственно.
Для изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции на обшивку укладывали слой полиимидного связующего СП-97К с добавлением микрошлифовального порошка электрокорунда 25 AF1200, ГОСТ 28818-90 в количестве 50% от массы связующего в качестве загустителя и слой сотового заполнителя. Другую поверхность сотового заполнителя соединяли с обшивкой аналогично.
Затем проводили прессование трехслойной конструкции при удельном давлении 0,08 МПа по ступенчатому режиму нагревания при температурах 60 °С, 100 °С, 150 °С и 170 °С с выдержкой в течение 30, 30, 30 и 60 мин соответственно и скоростью подъема температуры 5 °С/мин.
Из полученных трехслойных сотовых панелей вырезали образцы и проводили испытания на определение:
– прочности при сжатии при комнатной температуре и при температуре 300 °С по ОСТ 1 90150-74;
– прочности при сжатии при комнатной температуре и при температуре 300 °С по ОСТ 1 90150-74 после выдержки образцов при температуре 300 °С в течение 500 час;
– прочности при отрыве обшивок по ОСТ 1 90147-74 при комнатной температуре, а также после выдержки при температуре 300 °С в течение 500 час.
Пример 2. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что температура прессования трехслойной конструкции составляла 55 °С, 95 °С, 145 °С и 160 °С. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили на определение прочности при отрыве обшивок при комнатной температуре аналогично примеру 1.
Пример 3. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что температура прессования трехслойной конструкции составляла 65 °С, 105 °С, 155 °С и 180 °С. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Пример 4. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что время прессования трехслойной сотовой конструкции на последней стадии составляло 45 мин. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Пример 5. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что время прессования трехслойной конструкции на последней стадии составляло 75 мин. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Пример 6. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что при изготовлении сотового заполнителя температура отверждения пропитанных сотовых блоков составляла 55 °С, 95 °С, 145 °С и 160 °С. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Пример 7. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что при изготовлении сотового заполнителя температура отверждения пропитанных сотовых блоков составляла 65 °С, 105 °С, 155 °С и 180 °С. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Пример 8. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что при изготовлении сотового заполнителя время отверждения пропитанных сотовых блоков на последней стадии составляло 45 мин. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Пример 9. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что при изготовлении сотового заполнителя время отверждения пропитанных сотовых блоков на последней стадии составляло 75 мин. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Пример 10. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что при прессовании трехслойной конструкции в качестве клея использовали полиимидное связующего СП-97К с добавлением микрошлифовального порошка электрокорунда 25 AF1200 в количестве 45% от массы связующего. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Пример 11. Термостойкую сотовую трехслойную конструкцию изготавливали аналогично примеру 1 с той лишь разницей, что при прессовании трехслойной конструкции в качестве клея использовали полиимидное связующее СП-97К с добавлением микрошлифовального порошка электрокорунда 25 AF1200 в количестве 55% от массы связующего. Испытания полученных образцов трехслойной термостойкой сотовой конструкции проводили аналогично примеру 2.
Свойства трехслойных конструкций, изготовленных по примерам 1-11 и прототипа, представлены в таблице.
Предложенный способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкций обеспечивает снижение на 200 °С температуры изготовления по сравнению с прототипом при сокращении времени изготовления на 21 час без учета воздушной сушки. Полученная трехслойная конструкция работоспособна при температуре 300 °С и имеет высокие прочностные характеристики при сравнительно близких значениях прочности с прототипом.
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции, включающий изготовление сотового заполнителя и обшивок из стеклоткани, пропитку их связующим, термообработку сотового заполнителя по ступенчатому режиму, соединение обшивок с торцовыми поверхностями сотового заполнителя полиимидным связующим, включающим наполнитель, посредством прессования при нагревании по ступенчатому режиму, отличающийся тем, что сотовый заполнитель изготавливают из электроизоляционной стеклоткани Э1-100, пропитывают его полиимидным связующим СП-97К, проводят термообработку по ступенчатому режиму при температурах (55-65) °С, (95-105) °С, (145-155) °С и (160-180) °С со скоростью подъема температуры 5 °С/мин и выдержкой в течение 30, 30, 30 и (45-75) мин, обшивки изготавливают из четырех слоев стеклоткани Т-10, пропитывают полиимидным связующим СП-97К с последующей подсушкой на воздухе в течение 24 часов и соединяют их с торцовыми поверхностями сотового заполнителя полиимидным связующим СП-97К с добавлением в качестве наполнителя микрошлифовального порошка электрокорунда 25 AF1200 в количестве (45-55)% от массы указанного связующего и прессуют по ступенчатому режиму при температурах (55-65) °С, (95-105) °С, (145-155) °С и (160-180) °С со скоростью подъема температуры 5 °С/мин при удельном давлении 0,08 МПа и выдержкой в течение 30, 30, 30, и (45-75) мин соответственно.
RU2021126586A 2021-09-09 2021-09-09 Способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции RU2764476C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126586A RU2764476C1 (ru) 2021-09-09 2021-09-09 Способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126586A RU2764476C1 (ru) 2021-09-09 2021-09-09 Способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2764476C1 true RU2764476C1 (ru) 2022-01-17

Family

ID=80040491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021126586A RU2764476C1 (ru) 2021-09-09 2021-09-09 Способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2764476C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101016347A (zh) * 2005-09-20 2007-08-15 通用电气公司 双固化组合物、其固化方法和由其得到的制品
US20080220262A1 (en) * 2005-07-26 2008-09-11 Astrium Sas Coating for External Device for Thermo-Optical Control of Space Vehicles, Method for Forming Same by Micro-Arcs in Ionized Environment, and Device Coated with Same
RU2337007C1 (ru) * 2007-05-21 2008-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Способ изготовления сотового заполнителя
RU2398798C1 (ru) * 2009-03-30 2010-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Стеклопластиковый сотовый заполнитель и способ его изготовления
CN104175612A (zh) * 2014-08-06 2014-12-03 浙江联洋新材料股份有限公司 一种连续玻璃纤维增强聚丙烯热塑性蜂窝板材及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080220262A1 (en) * 2005-07-26 2008-09-11 Astrium Sas Coating for External Device for Thermo-Optical Control of Space Vehicles, Method for Forming Same by Micro-Arcs in Ionized Environment, and Device Coated with Same
CN101016347A (zh) * 2005-09-20 2007-08-15 通用电气公司 双固化组合物、其固化方法和由其得到的制品
RU2337007C1 (ru) * 2007-05-21 2008-10-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Способ изготовления сотового заполнителя
RU2398798C1 (ru) * 2009-03-30 2010-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Стеклопластиковый сотовый заполнитель и способ его изготовления
CN104175612A (zh) * 2014-08-06 2014-12-03 浙江联洋新材料股份有限公司 一种连续玻璃纤维增强聚丙烯热塑性蜂窝板材及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Park et al. The effects of void contents on the long-term hygrothermal behaviors of glass/epoxy and GLARE laminates
CN103264530B (zh) 一种聚酰亚胺纸蜂窝芯的制备方法
US8286919B2 (en) Impact resistant composite structures
JP4746523B2 (ja) 熱プレス用クッション材およびその製造方法
CN108215339B (zh) 一种高强度芳纶纸蜂窝芯及其制造方法
KR101539950B1 (ko) 실리카 에어로겔과 유리섬유가 적층된 단열매트의 제조방법 및 이로부터 제조된 단열매트
CN107053768A (zh) 一种水溶性酚醛树脂蜂窝芯材的制备方法
JPWO2019107248A1 (ja) 複合材料及びその製造方法
RU2764476C1 (ru) Способ изготовления термостойкой сотовой трехслойной конструкции
US8262840B2 (en) Composite material structure with interlayer electrical conductance
RU2019119251A (ru) Компонент заполнителя из полимерного композита и способ его изготовления
JP2018192718A (ja) 難燃性コルゲートコアサンドイッチパネル構造体の製造方法、および、難燃性コルゲートコアサンドイッチパネル構造体
Galos Novel method of producing in-plane fibre waviness defects in composite test coupons
CN107379644A (zh) 一种制备碳纤维蜂窝芯材的方法
JP2018199267A (ja) 難燃性ハニカムコアサンドイッチパネル構造体の製造方法、および、難燃性ハニカムコアサンドイッチパネル構造体
RU2768416C1 (ru) Термостойкая трехслойная сотовая конструкция
CN114228258B (zh) 一种改善节点强度、浸胶外观的纸蜂窝及其制备方法
CN110884226A (zh) 一种多阶密度纸蜂窝芯材的制备方法
RU2777234C1 (ru) Радиопрозрачная термостойкая трехслойная сотовая конструкция
RU2694377C2 (ru) Способ производства сердцевины сэндвич-панели из волокон минеральной ваты
RU2544827C1 (ru) Сотовая панель из полимерного композиционного материала и способ ее изготовления
CN114523734A (zh) 一种耐高温轻质复合陶瓷隔热屏的制备方法
CN113651630A (zh) 一种高温隔热用碳/碳蜂窝夹层结构及其制备方法
US4769196A (en) Method of manufacture of a non metallic laminate
US10800116B2 (en) Moulding material and method of forming same