Способ изготовления изделий из углепластика

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗОБРЕ Г 1 ИСАНИ с, . У.ф " 1 В -г, л 1 Яс ТсДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ з 1 ар роз 1 сез, розтез, озтгапб Ввфевай и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР;72) Г,А, Юрлова, И.В. Сальников и В.Е, Бит(56) Углеродные волокна./Под ред. М. Симамуры, У,. Мир, 1987, с, 86,ЬсЮ Е,С, Огпепзопа 1 заЫПу о 1гц:игасогп роз тез Гог зрасеегайрИсабопз. МетаИ Ргоцгезз, 1979, ч. 115, М6, р. 54-63,Зиоп 1:оп й. Епчгоаепта о 1 Согпр, 514530, В кн,: Наг .ооМ о 1 согпеб Ьуц 1 лп, Век-уог 1, 982 г. Чэп МКе п Ь" Ы Со, р. 786,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙИЗ УГЛЕПЛДСТИКД Изобретение относится к производству споистых изделий из композиционных материалов, и может быть использовано при разработке и изготовлении размерностабильных и аыс коточных изделий в радиопромьшленности, авиакосмической технике.Известен способ изготовления изделий из угпеппастика; включающий сборку пакета путем укладки слоев пропитанного.связующим а рмирующего материала отверждения связующего.Однако, известным способом изготавливают изделия с недостаточно высокими характеристиками стабильности геометрических размеоов и впагостойкости, Напомйим здесь, что под размерной стегая ьносгью угпеппастикэ понимается ач.Б.О дп 1 7753 1 6 А 1(57) Использование;, изготовление размерностабильных и высокоточных изделий в радиопромышленности и авиакосмической технике. Сущность изобретения: способ изготовления изделий из углепластика включает сборку пакета путем укладки слоев пропитанного связующим армирующего материала. Перед сборкой и после завершения сборки пакета в наружные армирующие слои с внешней стороны каждого слоя заформовывают заподлицо меньше изделия по размерам листы фольги из материала "инвар" марки 36 НХ или марки 47 НЗХ. При атом заформовывают перфорированные листы фольги толщиной 10 - 30 мкм, После сборки пакета и заформовки листов фольги, производят отверждение связующего, преимущественно путем нагрева при избыточном давлении. 1 з.п, ф-лы, 1 табл,отношение Ь 1/ (где 1 - линейный размер).4Размерную стабильность можно опреде- у лять сопротивлением материала микропластическим деформациям, Показателем размерной стабильности является прецизионный предел упругости соответствующий, 0 деформациям (1-2)10 6.Известен также способ изготовления изделий из угпепластика, включающийд сборку пакета путем укладки слоев пропитанного связующим армирующего материала, отверждения с язующего и термоциклирования в температурном интервале (-200)-(+200)" С. Термоциклированием уменьшают явпеия попзучести, микропо 1 зччести и млкро 1775316растрескивания, чем обуславливают повышение размерной стабильности,Однако, термоциклирование при низких температурах, а именно при температуре жидкого азота, является весьмадорогостоящей и сложной в аппаратурномоформлении операцией,Наиболее близким прототипом из числаизвестных технических решений являетсяспособ изготовления изделий из углепластика, включающий сборку пакета путем укладки слоев пропитанноготермореактивным связующим армирующего материала, нанесение на внешние поверхности иэделия покрытия в виде листовалюминиевой фольги и формование.Нанесение покрытия улучшает влагостойкость изделия.Однако в известном способе нанесениена наружные поверхности изделия слоевпокрытия не оказывает влияния на размерную стабильность изделия в сторону ееулучшения.Цель изобретения - повышение стабильности геометрических размеров изделия,Указанная цель достигается тем, что вспособе изготовления изделий иэ углепластика, включающем сборку пакета путем укладки слоев . пропитанныхтермореактивным связующим, преимущественно, эпоксидным, армирующего материала, эаформовку в наружныеармирующие слои листов металлическойфольги и формование, заформовывают заподлицо с внешней стороны каждого слояменьше изделия по размерам перфорированные листы фольги из материала "инвар"марки 36 НХ или марки 47 НЗХ.Заформовывают перфорированные листы фольги толщиной 10,30 мкм.Конкретные значения ТКР (термическийкоэффициент расширения) приведены ниже,Инвар 36 НХ:ТКР=1,4 10 град в интервалетемператур(+20 С) - (+200) С ГОСТ10994-74.Инвар 47 НЗХ;ТКР=9,5.10 град в интервале температур (270) - (+400)0 С.Углеродное волокно: ТКР=(+ 0,096)10-6(-0,076,10 6)Эпоксидное связующее: ТКР=3,5105(0 К),Способ изготовления изделий из углепластика включает сборку пакета путем укладки слоев пропитанного связующимармирующего материала. Перед сборкой, ипосле завершения сборки пакета, в наружные армирующие слои, с внешней стороныкаждого слоя эаформовывают заподлицо10 15 20 25 Смола ЭНТУ - 05-1585 - 72; Эфир фурфурилглицидный ТУ - 06 - 08 - 409-75; 30 35 40 45 50 55 меньшие иэделия по размерам листы фольги, При этом эаформовывают перфорированные листы фольги толщиной 10 - 30 мкм.Изобретение иллюстрируется следующим примером.П р и м е р, Изготавливают из углепластика плоское изделие типа "пластина",Осуществляют сборку пакета путем укладкислоев пропитанного связующим армирующего материала.В качестве армирующего материала применена углеродная лента ЛУ-П,1 ТУ 6- 06-1187-85, имеющая следующие характеристики; Количество нитей основы на 10 см 400+ 25 Толщина монослоя углепластика(0,10 й 0,01) мм Плотность нити основы(1,69 + 0,05) г/см Масса одного погонного метра (30+5) г В качестве связующего примененаэпоксидная композиция ЭНФБ, объемнаядоля которой в углепластике составляла42. Состав связующего ЭНФБ Отвердитель УП в 605 в ТУ - 09-15-287- 77;Ацетон технический ГОСТ 2768 - 84; Спирт этиловый гидролизный ГОСТ 183000-72,Сборку пакета осуществляют в следующей последовательности, Перед сборкой в наружную заготовку слопрега, с внешней стороны, эаформовывают перфорированный лист инваровой фольги марки 36 НХ, Размер листа фольги меньше размера пластины; края фольги отстоят на 10 мм, от краев пластины по ее периметру, толщина фольги 30 мкм. В листе фольги выполныы 4 ряда отверстий диаметром 1 мм и шагом 8 мм. Далее собирают пакет по схеме арм рования 0 й 45; 90 +45; О. После сборки в наружную заготовку с внешней стороны заформовывают лист инваровой фольги тех же параметров и такими же приемами, как перед сборкой.Затем на пакет накладываются обкладные листы с нанесенной на них смазкой КТУ 6-02-909 - 79 к пакету. На обкладные листы укладывают дренажный слой - четыре слоя стеклоткани ЭЗ - 400; на дренажный слой - металлическая сетка. Далее осуществляют автоклавное формование углепластиковой пластины, На собранный пакет устанавливают вакуумный мешок, под которым создают давление 0,0735 МПа (0,75 кг/см ), Затем закрывают крышку ав- г1775316 оставитель В,Чистяковехред М.Моргентал Редактор Корректор С,Патрушев аказ 4014 Тираж Подписчое ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 токлава и создают в нем давление 0,53МПа+0,049 МПа (6+0,5 кГс/см ).При закрытой крышке автоклава производят выдержку в течение 10 мин. При этомпод мешком все -ремя должен быть вакуум 5не менее 0,0735 Е,Га (0,75 кГс/см).После 10-минутной выдержки осуществляют режим формования, состоящий в следующем:Время выдержкиДавление 6кГс/смТемпература выдержки 165+ 5 ССкорость охлаждения 3/минИзготовленное заявляемым способомизделие характеризуется следующими покаэателями размерной стабильности, приведенными в таблице. Табличные данныеполучены с применением известныхсредств измерения деформаций.20Показатель размерной стабильностиЫ 1 при любой температуре меньше дляизделия, полученного заявляемым способом,Как показали проведенные исследования, применение в заявляемом способефольги толщиной менее 10 мкм не обеспечивает повышения размерной стабильности. Мы предполагаем, что слишком тонкаяфольга не в состоянии удержать армирующие волокна в натяжении,Также не обеспечивается достижение цели изобретения применением фольги толщиной более 30 мкм, Здесь мы выдвигаем такое обоснование: слишком толстую фоль гу невозможно заформовать на всю ее толщину, соответственно, перфорационные отверстия неполностью заполняются связующим, и сцепление (связь) фольги с углепластиком уменьшается. Вследствие этого слишком толстая фольга также не в состоянии удержать армирующие волокна в натяжении,Формула изобретения 1. Способ изготовления изделий из углепластика, включающий сборку пакета путем укладки слоев армирующего материала, пропитанных термореактивным связующим, преимущественно эпоксидным, заформовку в наружные армирующие слои листов металлической фольги и формование, отличающийся тем,что,сцелью повышения стабильности геометрических размеров иэделий, заформовывают заподлицо с внешней стороны каждого слоя перфорированные листы фольги из материала "инвар" марки 36 НХ или марки 47 НЗХ; размер которых меньше размеров изделия.2. Способ по и, 1, отл и ч а ю щи й с я тем, что заформовывают перфорированные листы фольги толщиной 10 - 30 мкм.