Способ изготовления толстостенных оболочек из углепластика

Способ изготовления толстостенных оболочек из углепластика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии переработки армированных материалов методом послойной намотки на оправку волокнистых наполнителей пропитанных связующим. Цель изобретения - повышение прочности при растяжении толстостенных оболочек из углепластика. На намоточном станке на оправку наматывается первая группа слоев с пропиткой эпоксидной композицией, не содержащей ускорителя. Далее по мере намотки последующих групп слоев процентное содержание ускорителя увеличивают пропорционально номеру группы слоев, добавляя в композицию ускоритель. Последнюю группу слоев пропитывают связующим с максимальным количеством ускорителя, равным 4% от массы смол. После намотки следует температурное отверждение, затем удаление оправки . 3 табл.

СГ>>03 СОВЕТСКИХ сОциГл истич Г с к их

P E C f l I E>ËÈÊ

ГОСУДР;РСТВЕНН>! Й КО AITET

ПО ИЗОБРЕТЕНИ,"„ З И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1. II f (21} 4751920/05 (22) 23.10.89 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (71) Опытно-конструкторское бюро "Темп" (72) Б. Д, Олейник, С. А. Пайвин, А. Ц. Рапопорт и С. В. Савенкова (53) 678.027.942(083.8) (56) ОГП Л92-0957 — 74с. Приложение!. Стеклопластики конструкционные. ВИАМ, М., 1974.

Авторское свидетельство СССР

М 1565714, кл. В 29 С 63/12, 1989. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОЛСТОСТЕННЫХ ОБОЛОЧЕК ИЗ УГЛЕПЛАСТИКА (57) Изобретение относится к технологии переработки армированных материалов метоИзобретение относится к технологии изготовления толстостенных оболочек из углепластика методом послойной намотки и может быть использовано в химической, авиационной, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение прочности при растяжении толстостенных оболочек иэ углепластика.

Способ осуществляют следующим образом.

Формообразующую оправку устанавливают в намоточный станок. Намоточный станок подготавливают к работе. устанавлипа;от о шпулярник армирующий материал и заправляют пп нитетракту. Приготовляют композицию связующего для пропитки армиру>ощеlo материала. Далее следует намотка. При намотке пор00А группы слоев

Ы3„„1105112 А1 (st)s В 29 С 53/56, 63/12//В 29 1 9:0 дом послойной нал1отки на оправку волокнистых наполнителей пропитанных связующим.

Цель изобретения — повышение прочности при растяжении толстостенных оболочек из углепластика. На нал1оточном станке íà оправку наматывается первая группа слоев с пропиткой эпоксидной кол позицией, не содержащей ускорителя. Далее по мере намотки последующих групп слоев процентное содержание ускорителя увеличивают пропорционально номеру группы слоев, добавляя в композицию ускоритель. Последнюю группу слоев пропитывают связующим с максимальным количеством ускорителя, равным 4 от массы смол. После намотки следует температурное отверждение, затем удаление оправки. 3 табл. пропитку осуществляют композицией без ускорителя. Далее по мере намотки последующих групп слоев процентное содержание ускорителя увеличивают пропорционально номеру группы слоев, добавляя в композицию ускоритель. Последню>о группу слоев пропитывают спяэующил с максимальным содержаниел1 ускорителя, равным

4 от массы смол. После намотки следует отверждение оболочки на температурном режиме, а эател1 удаление оправки.

П р l1 м е р. Изготовлены и испытаны толстостенные углепластиковые кольцевые образцы диаметром 109 л м, толщиной 5-6 мм. В качестве армирующего материала использовался углеродный жгут л зрки УКН

5000 (ТУ 6-0G-И106), для пропп. ки r», именялось эпоксидное связующее, л1с,;>1фициропанное ускориталал!. В данную l;r>

6-05-1860-83; ускоритель диэтиламинометил-триэпокг ;=.:лан . ÄÝ вЂ” 3), ТУ-06 — 02—

: ; 1 илооый спирт.

Использовалось o$ITb составов композиции, которые приведены в табл. 1.

При намотке используют ленту из одного углеродного жгута маркь УКН5000 (ТУ

6-06-И106), .натяжение составляет 3 кг. Намотку осущестоляют по "л.aI:рому способу", т. е. одноорел енная пропитка связующим и намотка. Скорость вращения оправки составляет 50 об/мин, диаметр оправки 109 мм, намотка кольцевая послойка с подачей

1,2 мм/об. Содержание связующего на ленте поддерживается в пределах 33-38 (, (весовых). Связующее имеет комнатную температуру 18-25 С.

Составы отличаются процентным содержанием ускорителя АДЭ вЂ” 3. В составе М

1 ускоритель отсутствует, е составах hL 2-5 он увеличивается по количеству и в составе

Ь& 5 ускорителя максимальное количество—

4 .

Изготовлено две серии образцов: первая (М 1 — 4) о соответствии с изобрет ением; вторая (М 5-8) по способу-прототипу.

Обе серии образцов выполняли по одной оправке, намотку производили одним и тем же жгутом с одной бабины, количество слоев у всех образцов одинаково и равно 20.

Все параметры намоткж натяжение жгута, количество связующего вжгуте, продольная подача; (угол грмирования), скорость вращения оправки для I.cex образцов одинаковы. Отверждение обеих серий образцов производили по одинаковому температурному режиму. Выполнялось также условие равенства общего количества ускорителя просуммированного по всем слоям. Серии отличались лишь количеством ускорителя о каждой отдельной группе слоев, т. е. законом варьирования по слоям, При намотке образцов t1 1 — 4 в соответствии с изобретением принята следующая вариация ускорителя АДЭ-3 по группам слоев: 1-4 слои наматывались с пропиткой составом М 1: 5-8 слои — соста вол М 2: 9-12 слои — составом M 3; 13-16 слои — составом

М 4; 17-20 слои — составом М 5.

При изго1оочении образцов М 5-8 по способу, описанному в прототипе, принята вариация ускорителя АДЭ-3 по группам слоев: 1-4 слои — составом М 5; "-8 слои— составом M 4; 9 -12 слои — ссстаоом N 3;

13-16слои — состаоM2.. 17 20слои — состав

М 1. л — тг — х!00 g=i8/..

84 — 71

Проводилось также сравнение полученных результатов с данными по образцам изготооленным по базовой технологии. Все

35 слои этих образцов пропитаны композицией одного состава (М 3, табл. 1) без вариаций по слоям. Остальные параметры намотки не менялись, Данные по базовым образцам приведе40 ны в табл. 3, Предлагаемый способ по сравнению с базовым дает упрочнение образцам д — 84 +>«()()%= а%

45

Формула изобретения

Способ изготовления толстостенных оболочек иэ углепластика. включающий по50 слойную намотку на опраоку волокнистого армиручощего нэполнителя, пропитку слоео композицией иэ смеси эпоксидных диановой и алифатической смол, триэ аноламинтитаната, этилового спирта и ускорителя—

55 диэтиламинометилтриэпвксисилана с варьирооаниел количества ускорителя по группал слоев из 3-5 штук, отоерждение при нагреваI IIè и удалеIIèo опраоки, о т л и ч аю шийся тем, что, с цслью повышения прочности оболочек при растяжении, проОтоерждение обеих серий обраэцо происходило по температурнол1у режиму подьем температуры до 80 С эа 15 мин: вы держка при 80 С о т .чение 2 ч; подьем тем

5 пературы до 100 С эа 15 мин; выдержка при

100 С о течение 2 ч; подьем температуры до

125 С эа 15 мин; выдержка при 125 С о течение 2 ч; подъем температуры до 150 С за 15 мин; выдержка при 150 С о течение 5

10 ч; медленное охлаждение вместе с печью.

Для подтверждения эффективности способа по изобретению в сравнении с прототипом были проведены испытания образцов на растяжение. Испытания проводи15 лись о соотоетстоии с ГОСТом 25. 603-82, кольцевые образцы растягивались с помощью полудискоо на разрывной машине

Р— 20. Фиксировалась предельная разрушающая нагрузка, по которой рассчитывался

20 предел прочности на растяжение.

Полученные результаты приведены в табл. 2.

Увеличение прочности образцов. изготовленных по предлагаемому способу. в

25 сравнении с прочностью образцов, полученных по способу. описанному в прототипе, составило

170 . 112

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Составитель В.Чистяков

Техред М.Моргентал

Корректор A.Осауленко

Редактор И.Шигев

Заказ 159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государ".Tâàííoãî комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 питку первой группы слоев производят композицией, не содержащей ускоритель, а по мере намотки послсдуюгцих групп споеп количество ускорителя увеличивают пропорционально номеру группы слоев, при этом в последней группе оно принимается равным

4 от массы смеси эпоксидных дианогой и алифа Гияеской смол,