способ изготовления эластичного формующего элемента

Формула изобретения

Способ изготовления эластичного формующего элемента, заключающийся в изготовлении пуансона с соответствующей формообразующей поверхностью, изготовленной из материала с большим коэффициентом термического расширения, чем у матрицы, отличающийся тем, что изготавливают матрицу, в которой затем производят набор изделия из полимерных композиционных материалов, заливают в изделие компаунд, выполняющий роль пуансона, с заранее установленными щелеформообразующими вставками, полимеризуют его, после чего вынимают щелеобразующие вставки и производят формование детали методом автоклавного или вакуумного формования с удалением низкомолекулярных продуктов из пакета заготовки через образованные щелевые дренажные отверстия, которые на заданном этапе вследствие теплового расширения компаунда закрываются.

Описание изобретения к патенту

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:

S=S ₁-S₀-S_ус,

где S ₁ - поперечная площадь формообразующей пресс-формы при температуре гелеобразования связующего рассчитывается по формуле:

S₁=S₀(l+ _S T);

S₀ - начальная поперечная площадь формообразующей пресс-формы,

_S - коэффициент теплового расширения по площади, принят как

_S=2 ₁,

₁ - коэффициент линейного теплового расширения,

Т - разность начальной температуры и температуры гелеобразования связующего;

S_yc - 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).