СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
METHOD OF PRODUCING ARTICLE FROM POLYMER COMPOSITE MATERIAL

Изобретение относится к способам изготовления изделий из композиционных материалов и может применяться в области авиастроения и космической техники, а также судостроения, автомобилестроения и др.
Известен способ, описанный в патенте US 4608939 А, опубл. 02.09.1986 - аналог, при котором прошивка тканого материала осуществляется вручную по заранее определенной траектории через отверстия в компонентах приспособления, расположенных вдоль линии прошивки.
Недостатком известного изобретения является большая материалоемкость приспособления для прошивки, низкая технологичность изготовления за счет ручного способа прошивки и отсутствие универсальности за счет невозможности перенастройки шага прошивки без замены приспособления.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ изготовления изделия из композиционного материала по патенту RU 2478479 С1, опубл. 10.04.2013 - прототип.
Способ изготовления изделия из композиционного материала включает выкладку слоев тканого материала и закрепление их на приспособлении с протяженными сквозными щелями, прошивку слоев через щели волокнистым материалом, извлечение прошитого материала из приспособления, пропитку связующим, установку в пресс-форму, полимеризацию и извлечение из пресс-формы с последующей механической обработкой. После выкладки на приспособлении слои тканого материала закрепляются накладкой со сквозными щелями, оппозитными щелям приспособления, с фиксацией накладки на приспособлении, после чего выполняется прошивка слоев тканого материала через щели приспособления и накладки. Затем накладка удаляется, прошитый материал извлекается из приспособления, пропитывается смолой, устанавливается в пресс-форму, полимеризуется и подвергается механической обработке.
Недостатком известного способа является большая материалоемкость оснастки для прошивки, состоящей из приспособления и накладки, и отсутствие универсальности за счет невозможности перенастройки шага прошивки без замены оснастки, а также низкая технологичность изготовления за счет пропитки прошитого материала до его установки в пресс-форму.
Задачей настоящего изобретения является снижение материалоемкости оснастки для прошивки за счет упрощения ее конструкции и обеспечение универсальности за счет возможности перенастройки шага прошивки без замены оснастки, а также повышение технологичности за счет осуществления операции пропитки непосредственно в пресс-форме, предназначенной для полимеризации изделия.
Задача решается следующим образом:
1. Способ изготовления изделия из композиционного материала, включающий выкладку пакета слоев из волокнистого материала и его закрепление накладкой, прошивку пакета слоев волокнистым материалом, удаление накладки, пропитку связующим, размещение в пресс-форме, полимеризацию и извлечение из пресс-формы, отличающийся тем, что после выкладки пакет слоев из волокнистого материала закрепляют на платформе швейного устройства накладкой, состоящей из крепежных скоб, направляющих реек и подвижных ограничителей, прошивают, удаляют накладку, снимают с платформы швейного устройства, размещают в пресс-форме, пропитывают связующим и полимеризуют.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слои выполнены из тканого, нетканого, однонаправленного, плетеного, трикотажного материала.
После выкладки пакет слоев из тканого, нетканого или другого волокнистого материала помещается на платформу швейного устройства и закрепляется сборной накладкой, состоящей из крепежных скоб, направляющих реек и подвижных ограничителей, которые обеспечивают подвижность пакета слоев вдоль линии прошивки и одновременно предотвращают смещение слоев волокнистого материала относительно друг друга в процессе прошивки. Накладка фиксируется на платформе швейного устройства с помощью крепежных скоб. Прижимная лапка швейного устройства помещается между подвижными ограничителями, обеспечивающими высокую точность шва. Далее выполняется прошивка пакета слоев волокнистым материалом. После прошивки накладка удаляется, прошитый материал снимается с платформы швейного устройства, размещается в пресс-форме, пропитывается связующим, полимеризуется и, при необходимости, подвергается механической обработке.
Такой способ изготовления изделия из композиционного материала позволяет снизить материалоемкость оснастки для прошивки за счет упрощения ее конструкции и обеспечить универсальность за счет возможности перенастройки шага прошивки без замены оснастки, а также повысить технологичность за счет осуществления операции пропитки непосредственно в пресс-форме, предназначенной для полимеризации изделия.
На фигуре изображены слои волокнистого материала, закрепленные накладкой на платформе швейного устройства.
Предлагаемый способ изготовления изделия из композиционного материала включает выкладку пакета слоев из волокнистого материала 1, его размещение на платформе швейного устройства 2 и закрепление с помощью сборной накладки, состоящей из крепежных скоб 3, направляющих реек 4 и подвижных ограничителей 5 таким образом, чтобы сохранить подвижность пакета слоев вдоль линии прошивки 6 и одновременно предотвратить смещение слоев волокнистого материала относительно друг друга в процессе прошивки. Накладка фиксируется на платформе швейного устройства 2 крепежными скобами 3. Прижимная лапка швейного устройства 7 помещается на линию прошивки 6 между подвижными ограничителями 5, установленными на направляющих рейках 4 и предназначенными для обеспечения точности шва. Затем по линии прошивки 6 выполняется шов, после чего прижимная лапка 7 помещается на следующую линию прошивки. После выполнения требуемого количества швов накладка удаляется, прошитый материал снимается с платформы швейного устройства 2, размещается в пресс-форме, пропитывается связующим, полимеризуется и, при необходимости, подвергается механической обработке.
Пример
Предлагаемый способ изготовления изделия из композиционного материала был реализован на подкрепленных панелях с несколькими силовыми элементами. Выкладывались слои углеродной ткани Porcher арт. 3692, помещались на платформу промышленной швейной машины Juki, закреплялись накладкой и прошивались арамидной нитью «Руслан» для формирования силовых элементов. Затем накладка удалялась, прошитый материал снимался с платформы швейной машины, помещался в пресс-форму, пропитывался эпоксидным связующим RTM6-2 и полимеризовался в промышленной печи, после чего подвергался механической обработке по торцам.
Изобретение позволяет снизить материалоемкость оснастки для прошивки за счет упрощения ее конструкции и обеспечить универсальность за счет возможности перенастройки шага прошивки без замены оснастки, а также повысить технологичность за счет осуществления операции пропитки непосредственно в пресс-форме, предназначенной для полимеризации изделия.