УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к установкам для автоматического и полуавтоматического получения линейных или прямоугольных изделий из композиционных материалов, в первую очередь - стеклопластика.
Известна установка для получения синтетических изделий путем нанесения распылением синтетического материала на линейную или объемную матрицу, патент на изобретение, RU, №2222426, МПК В29С 41/08, B05D 1/04, B29D 22/00, опубликовано: 27.01.2004.
Известен, принятый в качестве прототипа патент на полезную модель, RU, №88009, МПК С01В 31/00, C08L 45/00, C08L 79/00, C08L 99/00, опубликовано: 27.10.2009.
Недостатком известных установок является небольшая производительность труда при высоком проценте некондиции и брака конечного продукта.
Технический результат на достижение которого направленно данное решения - повышение производительности труда и уменьшение процента брака.
Технический результат достигается тем, что в установке для производства композиционных изделий, содержащей бак и матрицу, новым является то, что установка состоит из одного или нескольких технологических потоков, каждый из которых содержит бобину с армирующим волокном, индивидуальную или общую камеру плазмохимической обработки волокна, и рабочую головку, включающую чоппер, форсунку синтетической смолы, форсунку отвердителя, распылитель гелькоута и распылитель разделительного состава, установленных на подвижном суппорте, имеющем возможность передвигаться вдоль матрицы по командам контроллера, или по кинематической системе, состоящей из двух или трех суппортов, имеющих возможность перемещаться взаимно ортогонально по командам контроллера.
- вход контроллера соединен с оптическими датчиками местоположения суппорта/суппортов, а выход контроллера соединен с исполнительными пневмо или гидроцилиндрами, или с исполнительными электроприводами.
- внутри или на дне бака синтетической смолы установлен ультразвуковой излучатель, а на выходном трубопроводе из бункера имеется магнитная головка, расположенная так, что проходящая смола оказывается в зоне наибольшей напряженности магнитного поля, причем данный участок трубопровода смолы выполнен из диамагнитного материала, например, из стеклопластика или полипропилена.
Установка может содержать до десяти и более технологических потоков, что резко повышает производительность установки и производительность труда. При этом каждый из потоков содержит бобину с армирующим волокном, индивидуальную или общую камеру плазмохимической обработки волокна, и рабочую головку, включающую чоппер, форсунку синтетической смолы, форсунку отвердителя, распылитель гелькоута и распылитель разделительного состава, установленных на подвижном суппорте, имеющем возможность передвигаться вдоль матрицы по командам контроллера, или по кинематической системе, состоящей из двух или трех суппортов, имеющих возможность перемещаться взаимно ортогонально по командам контроллера. Предложенная установка обеспечивает абсолютно ровные слои нанесения, исключая человеческий фактор, ведущий к браку. И, например, при организации десяти потоков высвобождается девять операторов, обеспечивая снижение себестоимости конечного продукта при высокой производительности, и отсутствии брака.
Известно, что плазмохимическая обработка волокна тлеющим электрическим разрядом небольшой интенсивности (в зависимости от толщины и типа волокна), улучшает его адгезию к материалу связующего. На стекловолокне тлеющий разряд испаряет парафиносодержащую технологическую смазку, а на арамидных и полиэтиленовых волокнах тлеющий разряд меняет структуру поверхностного слоя волокна, что улучшает адгезию к материалу связующего.
Для управления движением суппорта контроллер получает сигналы от оптических датчиков положения суппорта/суппортов и выдает команды исполнительным пневмо или гидроцилиндрам, или исполнительным электроприводам.
Известно, что ультразвуковая и магнитная обработка смолы повышают скорость процесса полимеризации, улучшают перемешивание смолы с пластификатором, и повышают адгезию смолы к армирующим волокнам. В установке внутри или на дне бака синтетической смолы установлен ультразвуковой излучатель, а на выходном трубопроводе из бункера имеется магнитная головка, расположенная так, что проходящая смола оказывается в зоне наибольшей напряженности магнитного поля, причем данный участок трубопровода смолы выполнен из диамагнитного материала, например, из стеклопластика или полипропилена.
На прилагаемом эскизе схематично показана установка, где: 1 - бак пластифицированной синтетической (полиэфирной, эпоксидной и т.п.) смолы, с установленным на дне ультразвуковым излучателем 2. На трубопроводе, на выходе из бака установлена магнитная головка 3, после которой насос подачи смолы 4. Имеется также бак отвердителя 5 и насос подачи отвердителя 6. На стационарном основании выполнена бобина 7 с армирующей нитью. В состав установки входят бак гелькоута 8, и бак разделительного состава 9.
Установка содержит суппорт или систему из двух или трех ортогональных суппортов 10, на котором находится рабочая головка 11, содержащая чоппер (устройство для резки волокна) 12, форсунку смолы 13, форсунку отвердителя 14, распылитель гелькоута 15 и распылитель разделительного состава 16. Рабочая головка 11 направлена и имеет возможность перемещаться над матрицей 17.
Работает установка следующим образом: синтетическая смола в баке 1 подвергается ультразвуковой и магнитной обработке ультразвуковым излучателем 2 и магнитной головкой 3, после чего подается к насосу 4, и по гибкому трубопроводу подается в рабочую головку 11 к форсунке смолы 13. Отвердитель из бака 5 подается насосом 6 по гибкому трубопроводу в рабочую головку 11 к форсункам отвердителя 14, где смола и отвердитель смешиваются. С бобины 7 армирующее волокно поступает в рабочую головку на чоппер 12, где волокно измельчается и далее смешивается со смесью смолы и отвердителя, и подается на матрицу 17. Перед этим на матрицу из бака разделительного состава 9 с помощью распылителей 16 наносится разделительный состав, а из бака гелькоута 8 с помощью распылителей 15 наносится гелькоут.
Матрица с нанесенными разделительным составом, гелькоутом и смесью смолы, отвердителя и рубленого армирующего волокна заменяется следующей, и цикл повторяется. Установка может содержать до десяти или более таких технологических потоков, что резко повышает производительность установки и производительность труда. Очень важен тот факт, что нанесение гелькоута и стеклопластика должно производится в строго установленном режиме, при котором толщина слоя не должна отличаться более чем на 0.2 мм. иначе готовый стеклопласт будет деформироваться, и со временем растрескиваться. Данную работу могут выполнять исключительно высококвалифицированные операторы, для получения качественного изделия требуется максимальное внимание и аккуратность на протяжении всего рабочего дня, что практически не возможно, оператор может изготовить только одно изделие, т.к. два разных оператора - две разные толщины укладываемого стеклопластика - как следствие брак при малой производительности. Предложенная установка обеспечивает абсолютно ровные слои нанесения компонентов, обеспечивая необходимое качество конечного продукта, высокую производительность, стабильность параметров изделия при отсутствии брака.