Сотовый заполнитель из композиционных материалов

Полезная модель относится к области изготовления сэндвич панелей из композиционных материалов (КМ). Заявленная полезная модель применима в конструкциях авиационно-космического назначения.
Известен способ изготовления сотового заполнителя (СЗ) из рулона или полотна (Honey comb core machine and method №3,493,450 Feb. 3, 1970). Данное изобретение описывает способ изготовления сотового блока, из рулона или полотна. Согласно этому способу на поверхность материала наносят клей сериями параллельных полос с выдержкой необходимого расстояния между ними. Далее сжимают пакет из заготовок полотна с помощью пресса и держат до полного высыхания клея, а затем растяжением получают СЗ с необходимыми геометрическими параметрами.
Недостатком этого способа является отсутствие постоянной толщины стенок ячейки в самом СЗ, то есть, в местах нанесения клеевых полос сдвоенная стенка, а остальные стенки сотового заполнителя одинарные. Схема СЗ такого типа воспринимает нагрузку не равномерно по трем направлениям в гексагональных осях в центре ячейки. Также стоит заметить, что данный способ не обеспечивает высокой точности геометрии ячейки СЗ.
Известен патент (Extrusion method for forming twin - walled honeycomb structures 3,790,654 Feb. 5, 1974). Способ формирования тонкостенных сотовых конструкций с использованием экструзионной головки. Согласно этому способу экструдируемый материал подают в форму и, получая тем самым тонкостенные трубчатые элементы, далее их собирают в сотовый блок.
Недостатком этого способа является отсутствие волокнистого армирующего материала в самой конструкции.
Данный патент близок к заявляемому и принят за прототип.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель «сотовый заполнитель из композиционных материалов», заключается в повышении прочности СЗ за счет одинаковой толщины стенки по всему объему заполнителя, непрерывности армирующего материала и интегральности самой конструкции, т.к. отсутствует операция склейки стенок.
В техническом результате новым является то, что сотовый заполнитель имеет непрерывную структуру волокна с программируемым углом армирования СЗ.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1-4, где: фиг. 1 - общий вид СЗ с двойной стенкой, фиг. 2 - формообразующая оправка (вкладыш) ячейки СЗ; фиг. 3 - структура технологического мешка, фиг. 4 - технологическая схема пропитки преформы СЗ.
Здесь 1 - СЗ с двойной стенкой; 2 - формообразующие вкладыши; 3 - распределительная сетка; 4 - герметизирующая лента; 5 - штуцер; 6 - вакуумная сетка.
Плоский сотовый заполнитель (фиг. 1, фиг. 2, 1) с двойной стенкой, образован из отдельных ячеек, которые сопрягаются по боковым граням, образуя двойную стенку будущего СЗ.
Преформа ячейки формируется на поверхности формообразующей оправки (фиг. 2, 2), которая повторяет форму ячейки сотового заполнителя. Данная технология позволяет расширить диапазон свойств будущего СЗ, благодаря изменению угла армирования в процессе создания преформы.
После чего преформы ячеек группируются с сопряжением по граням, формируя тем самым преформу СЗ, далее собирается технологический мешок. Структура технологического мешка и технологическая схема пропитки представлена на фиг. 3, 4, соответственно. Готовый технологический мешок проверяются на герметичность с дальнейшей пропиткой преформы СЗ связующим.
Таким образом, после пропитки и окончания процесса формования, конечная деталь приобретает интегральные свойства.
Достижения технического результата определяется:
предание стенкам СЗ равномерной толщины;
непрерывностью армирующего материала;
программируемостью структуры армирования СЗ.
Тем самым это позволяет повысить прочность конечного изделия.  Ниже представлен график предела прочности образцов сотового заполнителя при поперечном сжатии (фиг. 5).