Конструктивный элемент плавучего средства
STRUCTURAL ELEMENT OF SAID WATERCRAFT

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструктивным элементам плавучих средств.
Изобретение относится в том числе к корпусам различных строений на воде, например, понтонам.
Известен конструктивный элемент плавучего средства, содержащий компонент в виде полых или наполненных пластиковых модулей. (патент на полезную модель RU 62578)
Недостатками известного решения являются: недостаточная жесткость конструкции, повышенные трудозатраты на изготовление различных вариантов полого компонента, т.к. для пластикового литья различных вариантов требуется дорогостоящее литейное оборудование и изготовление дорогостоящей оснастки (литьевых пресс-форм).
Известно техническое решение, в котором конструктивный элемент плавучего средства включает железобетонный компонент, выполненный в виде оболочки с ребрами жесткости, (см. патент на полезную модель RU 157870)
По сравнению с аналогом (RU 62578), за счет применение железобетонного компонента, в известном устройстве повышается жесткость конструкции.
Недостатками известного решения являются технологические трудности, связанные с производством форм для изготовления железобетонных компонентов различных вариантов плавучего средства.
Известен конструктивный элемент плавучего средства, который выполнен в виде стального компонента, содержащего некоторое количество различных полостей, которые заполнены компонентом в виде бетона, (см. патент на изобретение RU 2388647).
По сравнению с аналогом по патенту RU 157870 изготовление такого конструктивного элемента более технологично, однако технологические трудности, связанные с изготовлением различных конструктивных элементов, имеющих сложную геометрию и структуру остаются.
Недостатком изобретения являются также высокие производственные издержки при единичном изготовлении отличных друг от друга изделий. Повышенная металлоемкость плавучего средства, снижает жесткость конструкции и уменьшает запас ее плавучести.
Известное изобретение по патенту RU 2388647 принимается в настоящем изобретении за прототип.
Задачей настоящего изобретения является достижение технического результата, заключающегося в повышении технологичности изготовления конструктивного элемента плавучего средства, снижении затрат на его производство, повышения жесткости конструкции, повышении запаса плавучести, а также расширении номенклатуры конструктивных элементов за счет усложнения их геометрии и структуры.
Технический результат достигается в следующих вариантах исполнения конструктивного элемента плавучего средства:
- конструктивный элемент плавучего средства содержит соединенные между собой компонент А, изготовленный аддитивным методом и компонент Б, включающий наполнитель и связующее;
- компоненты А и Б соединены между собой посредством связующего компонента Б;
- компоненты А и Б образуют клеевое соединение с клеем в виде связующего компонента Б;
- конструктивный элемент плавучего средства, 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;
- связующее компонента Б представляет собой текучий твердеющий со временем материал;
- наполнитель компонента Б полностью или частично изготовлен аддитивным методом;
- наполнитель компонента Б содержит сыпучий материал, смесь сыпучих материалов, волокно, текстиль, фрагменты минерала, фрагменты бетона, фрагменты с полостями, металлическую или полимерную фибру.
- компонент А полностью или частично охватывает компонент Б;
- конструктивный элемент плавучего средства в виде понтона, содержащий полый компонент А, изготовленный аддитивным методом и компонент Б в виде отвердевшего в полости компонента А пеноматериала;
- конструктивный элемент плавучего средства содержит канал, соединяющий внешнюю поверхность компонента А с полостью в нем;
- конструктивный элемент плавучего средства содержит закладную деталь;
- конструктивный элемент плавучего средства содержит кнехты или леерное ограждение;
- конструктивный элемент плавучего средства выполнен в виде каркаса для фиксации закладных деталей;
- компонент А выполнен составным;
- компоненты А и Б полностью или частично изготовлены методом объемной 3D-печати, методом селективного лазерного спекания, селективного лазерного плавления;
- конструктивный элемент плавучего средства упрочнен армирующей структурой, ребрами жесткости, перегородками;
- поверхность, контактирующая с компонентом Б выполнена с неровностями;
- компонент А, фрагмент наполнителя компонента Б полностью или частично выполнены в виде проницаемой структуры, ячеистой, пористой структуры;
- компонент А содержит герметичные полости;
- компонент Б представляет собой полимербетон;
- компонент А снаружи имеет покрытие в виде жидкого стеклопластика или углепластика.
Суть изобретения раскрыта в описании и приложенных чертежах:
Фиг. 1 - вариант исполнения конструктивного элемента плавучего средства.
Фиг. 2 - вариант исполнения конструктивного элемента плавучего средства с закладными деталями.
Фиг. 3 - вариант исполнения конструктивного элемента плавучего средства с пеноматериалом.
Фиг. 4 - вариант составного компонента А плавучего средства в виде каркаса.
Фиг. 5 - вариант исполнения формы плавучего средства.
Фиг. 6 - вариант исполнения плавучего средства.
Исполнение конструктивного элемента плавучего средства, 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. Компонент А в качестве защитной оболочки конструктивного элемента, изготовленный аддитивным методом из химически стойких материалов, обеспечивает защиту конструкции от внешних воздействий.
Под аддитивным методом изготовления компонента А в данном случае понимается технология послойного нанесения материала, например, технология объемной 3D-печати.
Применение аддитивной технологии позволяет существенно сократить количество технологических операций в процессе изготовления компонентов конструктивных элементов.
Аддитивный метод позволяет безотходным методом изготавливать компоненты сложной конфигурации, что значительно расширяет номенклатуру конструктивных элементов по сравнению с другими известными методами.
Конструктивные элементы плавучих средств, как правило, имеют значительные габариты, должны иметь достаточный запас плавучести и другие множественные показатели назначения, такие как, например, остойчивость и непотопляемость.
По этой причине, изготовление конструктивного элемента плавучего средства целиком с помощью аддитивного метода не рационально, а в некоторых случаях - невозможно.
Часть конструктивного элемента в виде компонента Б целесообразно изготавливать в виде композитного соединения наполнителя со связующим. В качестве наполнителя могут быть использованы полые фрагменты, а в качестве текучего твердеющего со временем материала может быть использовано полимерное связующее, например, эпоксидная смола с отвердителем.
Причем размеры полостей в фрагментах определяются таким образом, чтобы сохранить Плавучесть конструктивного элемента за счет снижения его массы. Такие фрагменты могут быть изготовлены аддитивным методом.
Приоритетным вариантом исполнения изобретения, является вариант, в котором компоненты А и Б соединены между собой посредством связующего компонента Б. В таком варианте целесообразно применять связующее компонента Б в виде клея для материала компонента А, 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.
Для обеспечения максимальной жесткости конструктивного элемента плавучего средства, в качестве наполнителя компонента Б целесообразно использовать твердый и прочный фрагментированный материал, фрагменты которого соприкасаются между собой и образуют совместно с компонентом А и связующим компонента Б геометрически неизменяемую систему.
Геометрически неизменяемая система - это система соединенных между собой тел, в которой изменение формы невозможно без деформации тел, входящих в систему.
Под геометрически неизменяемой системой в данном случае понимается система соединенных между собой: компонента А; фрагментов наполнителя компонента Б; отвердевшего связующего компонента Б.
При плотном размещении прочных 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.
Для обеспечения максимальной жесткости конструктивного элемента, в качестве фрагментов компонента Б целесообразно использовать упрочненные ребрами жесткости фрагменты компонента Б.
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.
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.
Возможен вариант конструктивного элемента плавучего средства в виде понтона, содержащего полый компонент А, изготовленный аддитивным методом и компонент Б в виде отвердевшего в полости компонента А пеноматериала, например, пенобетона. Благодаря тому, что пенобетон может иметь плотность меньше плотности воды, а также за счет своих прочностных свойств, применение его в понтоне позволяет существенно повысить плавучесть и надежность элемента, и, а также повысить качество изделия в целом.
Исполнение компонента А в виде изготовленной аддитивным методом детали (набора деталей), позволяет изготавливать оболочки (формы) и соответственно конструктивные элементы любой степени геометрической сложности, например, с каркасом, надежно фиксирующим закладные детали, такие как: леерные стойки; кнехты; крепежные элементы и т.д.
Для обеспечения надежного соединения компонентов конструктивного элемента их поверхности могут быть выполнены с неровностями (выемками, пазами, выступами).
Поверхности, контактирующие с компонентом Б, могут быть выполнены с микронеровностями, что обеспечивает лучшую адгезию связующего компонента Б к материалам этих поверхностей.
Исходя из предъявляемых к изделию требований, можно создать поверхность входящих в изделие компонентов любой сложности при помощи аддитивного способа.
На фиг. 1 изображен конструктивный элемент плавучего средства 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 полых элементов 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.
Элементы наполнителя 5 изготовлены аддитивным методом и содержат герметичные полости 9.
Конструктивный элемент 1, изображенный на фиг. 1 можно изготовить следующим образом:
- На промышленном 3-D принтере из стеклонаполненного полиамида изготавливают верхнюю часть 3 и нижнюю часть 4 компонента А.
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.
- Нижнюю часть 4 в компонента А, выполненную в виде короба, заполняют наполнителем 5 в виде пустотелых элементов, в данном случае - сфер, изготовленных так же на 3D-принтере. При этом обеспечивают максимальную плотность, при которой сферы соприкасаются между собой и стенками нижней части 4 компонента А.
- Заполненную наполнителем 5 нижнюю часть 4 компонента А соединяют с верхней частью 3 компонента А. При этом обеспечивают многочисленное прикосновение Элементов (полых сфер) наполнителя 5 с внутренней поверхностью верхней части 3 компонента А.
Таким образом компонент А в сборе представляет собой полую форму, состоящую из частей 3 и 4, заполненную наполнителем 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, образованное телом верхней части 3 и телом нижней части 4 компонента А.
- 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.
RTM (Resin Transfer Molding) - современный 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.
В случае изготовления конструктивного элемента 1 в соответствии настоящим изобретением, используют инжекционную машину ИМ-1М производства российской компании РЕДИУС 168, которая имеет следующие характеристики:
Количество компонентов связующего не менее двух
Расход смолы на выходе 0,2-15,0 литров/мин.
Давление на выходе 1,0-10,0 Бар.
Подогрев смолы до 150,0°С.
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. 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.
- Заполнение полости 2 жидким связующим 6 прекращают после его выхода через канал 8 в верхней части 3 компонента А.
- 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.
- 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 пустотелых элементов 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. Жесткость такой конструкции определяется жесткостью элементов наполнителя 5.
На фиг. 2 показан вариант конструктивного элемента плавучего средства 1.
Отличие от варианта, изображенного на фиг. 1 заключается в том, что конструктивный элемент 1 содержит закладные детали 11 в виде резьбовых втулок, которые закреплены в верхней части 3 компонента А.
Для надежного соединения компонента А с компонентом Б, поверхность 12 компонента А выполнена с неровностями, в виде трапециевидных пазов.
В процессе заполнения формы связующим 6, заполняются в том числе и трапециевидные пазы, что после отверждения связующего 6, обеспечивает надежное неразъемное соединение компонентов А и Б. Конструктивный элемент 1 содержит кнехты 13 и леерные стойки 14, которые закреплены в верхней части 3 компонента А за счет резьбового соединения с закладными деталями 11.
На фиг. 3 показан вариант конструктивного элемента плавучего средства 1 в виде понтона, полость 2 которого заполнена наполнителем 5 в виде сфер с полостями 9, пространство между которыми заполнено легким и прочным пеноматериалом в виде отвердевшего пенобетона 15.
Конструктивный элемент плавучего средства 1 содержит закладные детали 11 в виде резьбовых втулок, а также кнехты 13 и леерные ограждения 14. В нижней части полости 2 размещен тяжелый наполнитель 16 (в виде гранитного щебня крупной фракции) для обеспечения остойчивости понтона.
Для придания конструктивному элементу большей жесткости и прочности в полостях 9 наполнителя 5 выполнены ребра жесткости 17.
При этом для изготовления пенобетона используются ингредиенты следующей массовой пропорции: портландцемент 35%, кварцевый песок 15%, мел 10%, пеноконцентрат «Унипор» 0,5% и вода.
Наиболее подходящим технологическим процессом изготовления пенобетона является процесс, при котором используются бетоносмеситель и пеногенератор, но возможны и другие варианты изготовления пенобетона. После подготовки пенобетона, им заполняют полость 2 в компоненте А через отверстие 8 в верхней части 3 компонента А.
На фиг. 4 изображен компонент А понтона 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 понтона, для чего в верхней части 3 компонента А выполнены отверстия 18, предназначенные для закрепления в них закладных деталей.
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 понтона.
В нижней части 4 компонент А предусмотрено ребро 19, увеличивающее жесткость конструкции.
На фиг. 5 изображена, предназначенная для заполнения жидким связующим, форма понтона в виде компонента А, собранного из верхней части 3 и нижней части 4. В полости 2 компонента А размещен наполнитель 5, представляющий собой сферы разного размера, наиболее крупные из которых усилены ребрами 17.
В верхней части 3 компонента А закреплены кнехты 13 и леерные стойки 14, закрепленные на поверхности части 3 посредством резьбового соединения с закладными деталями 11.
Части 3, 4 компонента А жестко фиксируются друг относительно друга замковыми соединениями 10.
На фиг. 6 изображен готовый конструктивный элемент 1 в виде понтона, соответствующий компоненту А, изображенному на фиг. 4 и форме, изображенной на фиг. 5.
Пространство полости 2 понтона свободное от наполнителя заполнено отвердевшим связующим в виде эпоксидной смолы.
Отвердевшее связующее совместно с наполнителем 5 в виде сфер разного размера 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:
- наполнитель 5 в виде сфер разного размера;
- тело отвердевшего связующего в виде эпоксидной смолы, заполнившей пространство между наполнителем;
- составной компонент А, собранный из частей 3 и 4;
- закладные детали 11 в виде резьбовых втулок.
Все вышеперечисленные составляющие конструктивного элемента 1 образуют геометрически неизменяемую систему, то есть систему соединенных между собой тел, не допускающая 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.».
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.
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.
Аддитивный метод позволяет, без применения дополнительных технологических операций изготавливать в компоненте А герметичные полости, необходимые для обеспечения непотопляемости элемента плавучего средства, т.е. способности судна оставаться на плаву при повреждении его корпуса и затоплении одного или части отсеков, или полостей.
Применение в компоненте Б сыпучего материала в виде полимерной или металлической фибры позволяет на порядок повысить ударопрочность конструкции, повысить устойчивость к образованию трещин, а соответственно увеличить общий срок службы конструкции.
Нанесение на внешнюю поверхность компонента А слоя жидкого стеклопластика, углепластика или органопластика придает плавучему средству дополнительную прочность, плавучесть и обтекаемость корпуса плавучего средства при перемещении в водной среде.
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 стереолитография, FDM и другие.
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,
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.
Возможны следующие варианты исполнения конструктивного элемента станка:
- В конструктивном элементе используется связующее в виде смеси различных связующих, обладающих различными физическими свойствами, например, различной упругостью.
- Связующее компонента Б содержит фенолформальдегидные и карбамидоформальдегидные полимеры; эпоксидные матрицы, модифицированные фурановыми смолами; метакрилатные и поливинилацетатные полимеры; фурфуролацетоновые матрицы; полиэфирную и полимочевинную смолы.
- В конструктивном элементе (для изготовления конструктивного элемента) используется сыпучий материал в виде разнородной смеси сыпучих материалов.
- В конструктивном элементе (для изготовления конструктивного элемента) используются вспененные материалы, например, вспененный или экструдированный пенополистирол, пеностекло, газобетон, другие вспененные и газированные материалы, различные переработанные отходы, например, шины от автомобильных колес.
- В составе смеси сыпучего материала применяют связующее в виде цемента.
- В качестве сыпучего материала компонента Б применяют: гальку; окатыши; булыжник; пиленный минеральный камень; искусственный камень, базальт, мраморную крошку, гранитную крошку, фрагменты бетона, андезит, кварцевый песок, муку и другие горные породы, и минералы в состоянии песка и щебня,
- В качестве сыпучего материала компонента Б применяют дробь, в том числе: металлическую дробь, стеклянную дробь, керамическую дробь, пластиковую дробь.
- Для увеличения жесткости конструкции, компонент А изготавливают с внутренними и/или внешними ребрами жесткости.
- В конструктивном элементе плавучего средства выполнены внутренние полости для электрической проводки, хранения питьевой воды, топлива. Такие полости могут быть выполнены аддитивным методом в компоненте А и/или сформированы в компоненте Б.
- В качестве материала компонента А используют металлы, пластики, керамику, композиты. Исходное состояние таких материалов - порошок, проволока, нити, прутки, гранулы.
- 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.
- Конструктивный элемент содержит (при его изготовлении применяются):
- синтетическое олигомеры и полимеры;
- фенол-формальдегидные, эпоксидные, полиэфирные смолы;
- полиамиды, полиимиды, полиуретаны;
- кремний органические полимеры, каучуки, резины, пенопласты, стекловолокно, углеволокно;
- упругие фрагменты (в том числе пружины), мягкие фрагменты, аморфные фрагменты, поликристаллические фрагменты;
- связующие, которые образуют клеевую пленку в результате затвердевания при охлаждении (термопластичные клеи), отверждения (термореактивные клеи) или вулканизации (резиновые клеи).
- Конструктивный элемент содержит три и более части компонента А, изготовленные аддитивным методом.
- Конструктивный элемент содержит части компонента А, изготовленные другими, отличными от аддитивных, методами.
- Компонент А конструктивного элемента изготовлен из металла, полиамида, стеклонаполненного полиамида, угленаполненного полиамида, фотополимера, гипсополимера.
- 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); EPA-CF (нейлон с добавлением карбоновых волокон); Flex (специальный гибкий материал).
- 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.
- В конструктивном элементе может быть предусмотрена возможность якорения.
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.
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:
- 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.
- Свободное внутреннее пространство формообразующего устройства заполняют пенобетоном (компонентом Б).
После отвердевания пенобетона, части формообразующего устройства размыкают и отделяют от них конструктивный элемент.
- Свободное внутреннее пространство формообразующего устройства заполняют полимербетоном (компонентом Б). После отвердевания полимербетона части формообразующего устройства размыкают и отделяют от них конструктивный элемент.
Изобретение может быть применено для:
- Наплавных мостов, понтонных мостов;
- Плавучих сооружений, плавучих островов;
- плавучих причалов;
- судов, паромов, яхт, катеров, лодок;
- буев; бакенов, погружных зондов;
- других плавучих средств.