СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛАСТИЧНОГО ФОРМУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА
METHOD TO PRODUCE ELASTIC FORMING ELEMENT

Предлагаемое изобретение относится к области формования веществ в пластическом состоянии, а именно к технологии переработки полимерных материалов, и может найти применение при изготовлении изделий из полимерных композиционных материалов методом прессования.
Известно изобретение «Формующий элемент» по a.c. SU №1685732 Al, Кл. В29С 43/00, 43/12, в котором формующий элемент состоит из формообразующего корпуса из металла или полимерного материала с перфорацией, в отверстия которого установлены с зазором пробки, выполненные из материала с большим коэффициентом линейного расширения, чем у корпуса.
Недостатком известного технического решения является сложность изготовления и сборки формообразующего корпуса с пробковыми вставками, а также отсутствие расчетной части для изготовления величины отверстий и пробок.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является «Способ изготовления формующего элемента» по а.с. SU №1761525 А1, Кл. В29С 43/20, 43/12, включающий операции изготовления корпуса с соответствующей формообразующей поверхностью, перфорирования и установки в его отверстия пробок с большим коэффициентом термического расширения, чем у корпуса, с последующим изготовлением в них щелевых отверстий.
Недостатком известного технического решения является сложность изготовления формообразующего корпуса с пробковыми вставками и последующее изготовление в них щелевых отверстий, а также отсутствие расчетной части для изготовления величины отверстий пробок и щелей.
Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение процесса формования и повышение качества изделий сложной конфигурации. Для этого изготавливают матрицу (пресс-форму) и производят в ней набор изделия из полимерных композиционных материалов. Затем заливают в изделие компаунд типа «Виксинт К-68» с заранее установленными щелеформообразующими вставками, либо впоследствии высверливают отверстия. Формообразующий корпус-пуансон приобретает форму прессуемого изделия, а щелевые отверстия выполняют роль дренажных каналов, которые при нагревании закрываются.
При формовании детали в результате нагрева под вакуумом в формующей полости низкомолекулярные продукты, образующиеся при сушке и реакции отверждения связующего, удаляются из пакета заготовки через дренажные отверстия, в них же отжимается избыток связующего. С увеличением температуры нагрева, вследствие теплового расширения компаунда, дренажные отверстия закрываются, и начинается процесс формования детали.
Для нормальной работы формующего элемента необходимо подобрать суммарную поперечную площадь дренажных отверстий по формуле:
1
0
ус
S=S-S-S,
1
где S - поперечная площадь формообразующей пресс-формы при температуре гелеобразования связующего рассчитывается по формуле:
1
0
S
S=S(l+αΔT);
0
S - начальная поперечная площадь формообразующей пресс-формы,
S
α - коэффициент теплового расширения по площади, принят как
S
1
α=2α,
1
α - коэффициент линейного теплового расширения,
ΔТ - разность начальной температуры и температуры гелеобразования связующего;
yc
S- поперечная площадь предполагаемой усадки материала детали.
Сопоставительный анализ показывает, что появилась конкретная формула, которая позволяет рассчитывать поперечное сечение дренажных отверстий, построенная на введении коэффициента температурного расширения по площади, и упрощается процесс изготовления пресс-формы для деталей сложной формы.
Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и чертежами где:
на фиг.1 изображен разрез пресс-формы;
на фиг.2 изображены щелевые отверстия в пуансоне.
Матрица (формообразующая пресс-форма) 1, соответствующая по форме изготовляемому изделию, набранная из препрега деталь 2, пуансон (эластичный компаунд) 3, щелеобразующие вставки 4, щелевые дренажные отверстия 5.
Способ осуществляется следующим образом: изготавливают матрицу (формообразующую пресс-форму) 1, соответствующую по форме изготовляемому изделию. Далее производится набор детали 2 из материала типа «препрег клеевой КМКС». Внутреннюю полость детали заполняют компаундом типа «Виксинт К-68», выполняющим роль пуансона 3, и устанавливают щелеобразующие вставки 4, полимеризуют компаунд 4, после чего вынимают щелеобразующие вставки 4 и производят формование детали методом автоклавного или вакуумного формования с удалением низкомолекулярных продуктов из пакета заготовки через образованные щелевые дренажные отверстия 5, которые на заданном этапе вследствие теплового расширения компаунда закрываются.
Применение данного технического решения позволяет упростить процесс изготовления пресс-формы при изготовлении полимерных изделий, требующих удаления низкомолекулярных летучих продуктов на стадии формования и повысить качество изделия сложной конфигурации.
Предлагаемое изобретение применено на стадии изготовления шпангоутов, в результате чего достигнуты заданные толщины стенок за счет отвода связующего и летучих составляющих (газов).