UA74263C2 - Спосіб виготовлення термоструктурної монолітної композитної деталі з подвійною стінкою та одержана деталь - Google Patents

Спосіб виготовлення термоструктурної монолітної композитної деталі з подвійною стінкою та одержана деталь Download PDF

Info

Publication number
UA74263C2
UA74263C2 UA20031211301A UA20031211301A UA74263C2 UA 74263 C2 UA74263 C2 UA 74263C2 UA 20031211301 A UA20031211301 A UA 20031211301A UA 20031211301 A UA20031211301 A UA 20031211301A UA 74263 C2 UA74263 C2 UA 74263C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
specified
thread
resin
stitching
fibrous
Prior art date
Application number
UA20031211301A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Тьєррі Сальмон
Жорж КАЮЗАК
Марк БУШЕ
Франсуа Фалампен
Original Assignee
Еадс Спас Транспортасьон Са
Мбда Франс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Еадс Спас Транспортасьон Са, Мбда Франс filed Critical Еадс Спас Транспортасьон Са
Publication of UA74263C2 publication Critical patent/UA74263C2/uk

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/24—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least three directions forming a three-dimensional [3D] structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/543—Fixing the position or configuration of fibrous reinforcements before or during moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/06—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer characterised by a fibrous or filamentary layer mechanically connected, e.g. by needling to another layer, e.g. of fibres, of paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/26—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it also being fibrous or filamentary
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24033—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including stitching and discrete fastener[s], coating or bond

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

За допомогою прошивання збирають структуру-сендвіч, що складається з осердя і зовнішніх волокнистих арматур, і прошивальну нитку просочують під час операції просочення вказаних волокнистих арматур, після чого вказане осердя видаляють, при цьому вказана прошивальна нитка утворює перемички (23) між поверхневими шарами (21, 22).

Description

Опис винаходу
Даний винахід стосується термоструктурної монолітної композитної волокнисто-матричної деталі, що містить два поверхневих шари з композитного матеріалу, віддалені один від одного і пов'язаних між собою множиною ниткоподібних перемичок з композитного матеріалу, причому вказана деталь відрізняється міцністю по відношенню до підвищеного внутрішнього і/або зовнішнього тиску.
Така монолітна композитна деталь, призначена, наприклад, для виготовлення плит для каналізації текучого середовища, куленепробивних бронеконструкцій, теплозахисних конструкцій, панелей для космічних оптичних 70 пристроїв або жаростійких обтічників для РЛС високого розрізнення і т.д., описана в документі ЕК-А-2 749 327.
У цьому документі волокнисту структуру монолітної композитної деталі одержують за допомогою трикотажного переплетення, при цьому частини вказаної волокнистої структури, відповідні вказаним поверхневим шарам, утворені рядами трикотажних петель, тоді як частина вказаної волокнистої структури, відповідна вказаним перемичкам, утворена похилими трикотажними нитками, зв'язуючими петлі одного з вказаних поверхневих шарів 729 з петлями іншого поверхневого шару.
Таким чином, дана волокниста структура являє собою дві панелі, віддалені одна від одної і сполучені між собою множиною похилих зв'язуючих ниток. Потрібно зазначити, що таке розташування сприяє просоченню смолою з метою одержання матриці композитної деталі, оскільки вказані зв'язуючі нитки між двома панелями знаходяться у вільному стані і доступні напряму для просочення смолою. Проте, в такій структурі дві панелі можуть переміщатися відносно одна одної через гнучкість вказаних зв'язуючих ниток, що створює проблеми при укладанні вказаної структури в форму для просочування і ускладнює додержання необхідних розмірів монолітної композитної деталі.
Крім того, необхідно зазначити, що дана відома монолітна композитна деталь володіє невисокими механічними властивостями, оскільки у вказаних поверхневих шарах складаючі структуру нитки високої с механічної міцності закручені в петлі і тому не можуть працювати ні на розтягнення, ні на стиснення, ні Ге) навіть на вигин, тобто по тих показниках, заради яких їх вважають за краще використовувати в композитних матеріалах. Точно так само похилі зв'язуючі нитки не можуть забезпечити оптимального опору стисненню і розбуханню цієї відомої композитної деталі.
Крім того, монолітна композитна деталь з подвійною стінкою і ниткоподібними перемичками побічно Ше згадується в документі ЕК-А-2718670, в якому в основному розкривається композитна деталь, що одержується Ге) таким чином: - на кожну з протилежних сторін м'якого осердя, виконаного з матеріалу, що легко проколюється голкою, с накладають м'яку волокнисту арматуру для кожного з вказаних поверхневих шарів; «І - вказана арматура і вказане осердя з'єднують між собою прошиттям за допомогою нитки, що утворює похилі 3о прошивальні стібки, які містять відрізки нитки, що проходять через вказані волокнисті структури і вказане осердя; в - вказану структуру-сендвіч просочують смолою, призначеною для утворення матриці і яка для цієї мети знаходиться у в'язкому стані; і - вказану смолу, що просочує вказану волокнисту арматуру, піддають затвердінню. «
У цьому документі також указано, що вказане осердя, з одного боку, може бути виконане з матеріалу, З проникного відносно вказаної смоли, і, з іншого боку, може бути видалене після затвердіння смоли, внаслідок с чого одержують вказану монолітну композитну деталь.
Із» Разом з тим в цьому документі ЕК-А-2718670 не міститься ніякої вказівки про трансформацію вказаних крізних відрізків нитки в ниткоподібні композитні перемички. Однак просочення вказаних крізних відрізків нитки не може бути здійснене під час просочення вказаної волокнистої арматури, оскільки в цьому випадку вказані крізні відрізки нитки виявляються ізольованими від смоли для просочення вказаним м'яким осердям, 7 через яке вони проходять. Для того, щоб просочити смолою вказані крізні відрізки нитки для придания ним «їз» властивостей жорстких композитних перемичок, потрібно передбачити, що: - або після видалення вказаного осердя здійснюють нове просочення смолою і нове затвердіння цієї смоли; ді - або прошивальну нитку заздалегідь просочують смолою.
Ге»! 20 У першому випадку додаткові просочення і затвердіння повинні відбуватися, коли крізні відрізки нитки ще залишаються гнучкими, що, як було указано в зв'язку із згаданим документом ЕК-А-2749327, викличе проблеми с» позиціонування поверхневих шарів і приведе до дефектів монолітної деталі.
У другому випадку смола, яка просочує прошивальну нитку, що вже заздалегідь просочилася, швидко забруднює прошивальну машину, що може привести до зупинки цієї машини. 29 Крім того, оскільки, згідно з цим останнім документом, в структурі вказані прошивальні стібки виконані
ГФ) похилими по відношенню до волокнистої арматури, то така структура не може володіти оптимальним опором стисненню і розбуханню, як і структура з документа ЕК-А-2749327. о Задачею даного винаходу є усунення цих недоліків. Він забезпечує одержання термоструктурної монолітної деталі, не вдаючись до додаткових операцій просочення і твердіння і до попереднього просочення 60 прошивальної нитки, при додержанні точного позиціонування волокнистої структури у формі для просочування, а також оптимальне використання механічних властивостей волокон, створюючих вказані поверхневі шари.
У зв'язку з цим відповідно до даного винаходу запропонований спосіб виготовлення термоструктурної монолітної композитної волокнисто-матричної деталі, що містить два поверхневих шари з композитного матеріалу, віддалені один від одного і пов'язані один з одним множиною ниткоподібних перемичок з 62 композитного матеріалу, при цьому згідно з цим способом:
а) формують м'яку структуру-сендвіч, що містить м'яке проміжне осердя, виконане з матеріалу, що легко проколюється голкою і проникного для смоли, призначеної для утворення матриці, і дві зовнішні м'які волокнисті арматури, відповідно розташовані на двох протилежних сторонах вказаного м'якого осердя; б) вказані волокнисті арматури і вказане осердя даної структури-сендвіча з'єднують прошиттям за допомогою нитки, яка утворює прошивальні стібки, що містять відрізки нитки, які проходять через вказану волокнисту арматуру і вказане осердя; в) вказану структуру-сендвіч просочують вказаною смолою, що знаходиться у в'язкому стані; г) здійснюють затвердіння вказаної смоли, що просочує вказану структуру-сендвіч; і 70 д) видаляють вказане осердя, який відрізняється тим, що: - вказана прошивальна нитка утворена сталкою, що містить множину не пов'язаних один з одним волокон; - після операції прошиття, вказаної в пункті б), вказані відрізки ниток, що проходять через вказані волокнисті арматури і вказане осердя, містять всередині останнього подовжні канали, що утворилися між вказаними волокнами і що проходять від однієї з вказаних волокнистих арматур до іншої; - операцію просочення, вказану в пункті в), здійснюють таким чином, щоб вказана смола, що твердне, могла проникати у вказані подовжні канали вказаних крізних відрізків нитки для утворення в цих каналах містків з смоли, дотичних своїми протилежними кінцями зі смолою, що просочує вказані м'які волокнисті арматури.
Таким чином, відповідно до даного винаходу вказані крізні відрізки нитки виявляються просоченими смолою під час просочення волокнистих арматур вказаних поверхневих шарів і точно так само вони тверднуть під час 2о Затвердіння вказаних волокнистих арматур до видалення вказаного осердя, утворюючи ниткоподібні перемички з композитного матеріалу між вказаними композитними поверхневими шарами.
Для досягнення такого результату можна впливати на різні параметри, переважно в їх поєднанні, наприклад, такі як: - діаметр прошивальної голки, що затягує вказану нитку через вказані волокнисті арматури і вказане осердя; с - природа матеріалу вказаного осердя; - в'язкість смоли для просочення; (8) - умови просочення і т.д.
Відмінні результати були одержані шляхом вибору голки, яка відповідає кількості волокон в прошивальній нитці, і при виконанні вказаного осердя з спіненого синтетичного матеріалу, переважно полістиролу щільністю с зо від 0,04 до 0,1, переважно від 0,05 до 0,07. Після просочення і затвердіння вказаної структури-сендвіча одержують ниткоподібні перемички із вмістом волокон від 3095 до 9095 і переважно від 3095 до 5095. ісе)
Вказану операцію просочення переважно здійснюють при розрідженні або, у разі необхідності, у вакуумі, і в с залежності від значення цього розрідження, від перерізу вказаних подовжніх каналів і від довжини вказаних крізних відрізків нитки необхідне значення в'язкості вказаної смоли для просочення визначають « з5 експериментальним шляхом, наприклад, за допомогою розрідження, щоб забезпечити її проникнення по всій ча довжині вказаних крізних відрізків нитки.
Вказане збирання структури-сендвіча можна здійснювати за допомогою прошиття з перев'язуванням або без перев'язування. У першому випадку (прошиття з перев'язуванням) кінці вказаних крізних відрізків нитки міцно закріплюють на вказаних волокнистих арматурах за допомогою містків, які зв'язують два таких послідовних «
Відрізки. У другому випадку (прошиття без перев'язування) з одного боку вказаної структури-сендвіча формують п) с виступаючі петлі, при цьому з даної сторони кріплення кінців крізних відрізків нитки на відповідній арматурі відбувається внаслідок зминання вказаних петель, тоді як з іншого боку вказаної структури-сендвіча кінці ;» крізних відрізків нитки закріплюють на відповідній волокнистій арматурі за допомогою містків, зв'язуючих два послідовних відрізки.
Прошивальна нитка і волокниста арматура можуть бути виконані з вуглецю або аналогічного матеріалу, при -І цьому вказана смола є вуглецеутворювальною. У цьому випадку, зокрема, після вказаної операції затвердіння смоли переважно підвищити температуру вказаної структури-сендвіча для здійснення піролізу вказаної смоли, о утворюючої в цьому випадку вуглецеву матрицю вказаної композитної деталі, при цьому видалення вказаного
ГІ осердя відбувається внаслідок такого підвищення температури. Ця смола може бути фенольною.
Необхідно зазначити, що внаслідок виконання вказаної структури-сендвіча прошиттям для кожної з вказаних
Ме. арматур можна передбачити будь-яке розташування волокон, оптимально відповідне призначенню монолітної 4) композитної деталі, і забезпечити точне позиціонування волокнистої структури у вигляді єдиного блока в формі для просочення смолою. Крім того, вказані крізні відрізми нитки переважно розташовують ортогонально по відношенню до вказаних волокнистих арматур з тим, щоб перемички виявилися ортогональними відносно дв вказаних поверхневих шарів і додавали композитній деталі максимальної міцності на стиснення і на розбухання.
Суть даного винаходу буде більш зрозуміла з прикладених креслень. На цих кресленнях схожі елементи (Ф, позначені однаковими позиціями. На кресленнях представляють: ка ФігЛА-1Е - схематичну ілюстрацію п'яти етапів способу згідно з даним винаходом.
Фіг2 - схематичне збільшене зображення в частковому поперечному розрізі прошивальної нитки, що бор Застосовується при здійсненні способу згідно з даним винаходом.
Фіг.3 - схематичне зображення в розрізі варіанту виконання монолітної деталі згідно з даним винаходом.
Фіг.АА-4С - схематичне зображення трьох етапів варіанту здійснення способу згідно з даним винаходом.
Фіг.5А і 58 - схематичне зображення іншого варіанту виконання даного винаходу.
Фіг.бА і 68 - схематичне зображення ще одного варіанту виконання даного винаходу. 65 Для більшої зрозумілості на Фіг.1С-1Е, З, 4А-4С, 58 і 6В обидва відрізки нитки кожного прошивального стібка зображені на значній відстані один від одного, однак, само собою зрозуміло, що насправді вони знаходяться дуже близько один до одного.
На Фіг.1А в розрізі схематично показане м'яке осердя 1 і дві м'які волокнисті арматури 2 і 3.
М'яке осердя 1 в цьому випадку зображене у вигляді пластини, але насправді може мати будь-яку форму, що містить дві протилежні сторони ТА і 18, наприклад, циліндричну, конічну або призматичну форму. Його виконують з матеріалу, який можна проколоти голкою, такого, наприклад, як пінополіуретан, пінополіпропілен або переважно пінополістирол з щільністю від 0,04 до 0,1, переважно від 0,05 до 0,07. Крім того, цей матеріал є проникним для смоли, яка далі буде використана для просочення м'яких волокнистих арматур 2 і 3.
Кожна з м'яких волокнистих арматур 2 і З має волокнисту структуру, яка може бути виконана з будь-якого 7/0 Відомого матеріалу, але переважно застосовувати матеріали, описані в документах ОЗ-А-5 390 707, О5-А-5 759 321 або ЕК-А-2 753 993. Кожна з арматур 2 і З має вигляд шару, виконаного на основі волокон вуглецю або 5іС або будь-якого іншого матеріалу, здатного утворювати високоміцні волокна. Ці арматури можуть мати різну товщину.
Як показано на Фіг.18В, м'які арматури 2 і З відповідно розташовують на протилежних зовнішніх сторонах ТА 7/5 | 18 м'якого осердя з можливістю одержання м'якої структури-сендвіча 4. Як видно з Фіг.ЛА, м'які волокнисті арматури 2 і З можуть виконуватися окремо від м'якого осердя 1, а потім накладаються на сторони ЛА і 18 останнього. Проте, вказані арматури 2 і З можуть бути також сформовані безпосередньо на вказаних сторонах 1А і 18 осердя 1.
Елементи 1, 2 і З структури-сендвіча 4 сполучаються один з одним шляхом прошиття за допомогою голкової 2о Нитки 5 ії човникової нитки 6 (див. Фіг1С). Голкова нитка 5 утворює множину не показаних на фігурах рядів прошивальних стібків, паралельних і/або пересічних. Кожний прошивальний стібок 7 містить два відрізки нитки 8 і 9, що проходять через арматури 2 і З і осердя 1, і місток 10, зв'язуючий вказані відрізки нитки 8 із і пов'язаний з попереднім стібком 7 і з наступним стібком 7 містками 11, через які проходить човникова нитка 6.
Як показано на фігурах, переважно, щоб арматури 2 і З були паралельними між собою і щоб крізні відрізки сч об Нитки 819 були ортогональними по відношенню до вказаних арматур.
Щонайменше голкова нитка 5, але переважно також і човникова нитка 6 складається зі сталки, що містить і) множину не пов'язаних між собою волокон 12, які навіть при поперечному стисненні зберігають між собою подовжні пустоти таким чином, що кожний крізний відрізок нитки 8, 9 містить множину каналів 13 невеликого перерізу між утворюючими їх волокнами 12 (див. Фіг.2). Само собою зрозуміло, що, коли вказана голкова нитка 5 с зо Не зазнає поперечного стиснення, канали 13 можуть мати переріз, більший, ніж на Фіг.2. Кожне волокно 12 може бути виконане з вуглецю, з ЗіС або будь-якого іншого матеріалу, що забезпечує волокнам високу міцність. ісе)
Після прокладення голкової нитки 5, вказані арматури 2 і З виявляються 8 сполученими одна з одною с каналами 13.
У переважному прикладі здійснення для виконання прошиття, показаного на Фіг.1С, використовують голку (на « фігурі не показана) діаметром близько 2мм і голкову нитку 5, що складається щонайменше з 6000, переважно з ї- 12000 вуглецевих волокон 12, кожне з яких має діаметр близько 5 мікрометрів.
Потрібно зазначити, що на цій стадії способу структура-сендвіч 4, зібрана за допомогою ниток 5 6, є м'якою і, у разі необхідності, може зазнавати змін форми.
Після прошиття структуру-сендвіч 4 просочують смолою, яка твердне, що має відносно низьку в'язкість і, У « разі необхідності, розріджену, наприклад, спиртом. Така смола може бути фенольною, епоксидною, на основі пт») с ефіру ціанової кислоти і т.д. Переважно просочення здійснюють при розрідженні, щоб смола проникала не тільки у волокнисті арматури 2 і З, але також в подовжні канали 13 ниток 5 і 6. ;» У прикладі здійснення способу відповідно до даного винаходу використовують фенольну смолу, таку як смоли, що випускаються під назвами КА 101 (виробництво компанії РОН ПУЛЕНК) або ЕКО 22027 (виробництво
Компанії БОРДЕН). Цю смолу розріджують етиловим спиртом, наприклад, в пропорції 2595 смоли і 7595 -І етилового спирту для коректування її в'язкості. У випадку необхідності коректують також поверхневе натягнення розрідженої смоли шляхом додання поверхнево-активних речовин (декілька вагових процентів) для того, щоб ве вона нормально змочувала волокна волокнистої арматури 2 і З і прошивальні нитки 5 і 6. Таке коректування
ГІ поверхневого натягнення необхідне, зокрема, коли вказані волокна і нитки виконані, наприклад, з кремнезему.
Однак якщо ці волокна і нитки виконують на основі вуглецю, як у випадку вищезазначених прикладів, в доданні
Ме. таких поверхнево-активних речовин практично немає необхідності, оскільки вуглець має дуже низьке поверхневе сю натягнення.
Цю розріджену смолу вміщують в посудину, виконану з можливістю герметичного закриття, і структуру-сендвіч 4 занурюють в розріджену смолу. Після закриття посудини в ній створюють вакуум близько ов декількох сот абсолютних мілібар (наприклад, 300 мбар) приблизно на 1 годину, щоб забезпечити достатнє просочення волокон і ниток розрідженою смолою.
Ф) Під час цієї операції просочення осердя 1 не просочується, оскільки виконане з непроникного для смоли ка матеріалу. Смолу для просочування після цього стверджують, наприклад, шляхом підвищення температури, наприклад, до 1202 протягом 4 годин, і, у разі необхідності, під тиском (декілька бар). М'які арматури 2 і бо З стають таким чином відповідно жорсткими поверхневими шарами 14 і 15, а крізні відрізки нитки 8 і 9 стають жорсткими ниткоподібними перемичками 16 (див. Фіг.Іб). Ці перемички 16 виявляються міцно закріпленими своїми кінцями в жорстких поверхневих шарах 14 і 15, завдяки жорстким зв'язкам 17 і 18, утвореним отвердлими містками 10 ії 11. Таким чином, в кінці затвердіння смоли для просочування м'яка структура-сендвіч 4 стає жорсткою структурою-сендвічем 19, в якій жорсткі ниткоподібні перемички 16 розташовуються ортогонально по 65 Відношенню до вказаних жорстких поверхневих шарів 14 і 15. У цьому випадку ці перемички 16 мають міру волокнистості від ЗО95 до 9095, переважно від 3095 до 50905.
Для створення вуглецевої матриці жорсткої структури-сендвіча 19 останню піддають піролізу при підвищеній температурі, наприклад, 9002С, що сприяє стабілізації геометричної форми цієї структури-сендвіча і видаленню осердя 1. У випадку необхідності цю структуру 19 ущільнюють і обробляють відомим способом для того, щоб її матриця стала керамічною. У результаті одержують монолітну композитну деталь 20, показану на ФігЛЕ, що містить два поверхневих шари 21 і 22 з композитного матеріалу (одержані з поверхневих шарів 14 і 15), віддалені один від одного і пов'язані між собою за допомогою множини ниткоподібних перемичок 23 з композитного матеріалу (одержаних з перемичок 16), розташованих ортогонально по відношенню до вказаних поверхневих шарів 21 і 22. 70 Навіть після ущільнення поверхневих шарів 14 і 15 із застосуванням відомих технологій поверхневі шари 21 і 22 зберігають деяку пористість, яка може бути недоліком в ряді випадків застосування деталі 20. У цьому випадку на зовнішню сторону щонайменше одного з поверхневих шарів 21 або 22 можна нанести покриття 24, наприклад, з герметизуючої речовини типу "гелевого покриття" (див. Фіг.З3).
У варіанті здійснення способу відповідно до даного винаходу, показаному на Фіг.4А, 4В і 4С, м'яку 75 структуру-сендвіч 4 укладають на підкладку 25 з спіненого матеріалу і з'єднують з нею прошиттям без перев'язування тільки за допомогою однієї голкової нитки 26, подібної до нитки 5, без застосування човникової нитки. Голкова нитка 26, створююча, як і в попередньому випадку, крізні відрізки 8 і 9 і містки 10, утворює також петлі 27 в підкладці 25 (Фіг.4А) на місці містків 11.
Після видалення підкладки 25 (Фіг.48) петлі 27 загинаються і притискаються до м'якої структури-сендвіча 4, утворюючи потовщення 28. Після просочення і затвердіння смоли (Фіг.4С) ці потовщення 28 стають жорсткими головками 29, що замінюють жорсткі зв'язки 18, зображені на Фіг.10).
У варіанті виконання, зображеному на Фіг5А і 5В, пластини ЗО, що вибираються за фізичними і/або механічними властивостями (герметичність, тепловідбиття і т.д.), під час формування структури-сендвіча 4 вставляють між осердям 1 і вказаними волокнистими арматурами відповідно 2, 3. Після цього пластини 30 с
Жорстко з'єднують зі структурою-сендвічем 4 під час збирання елементів 1, 2 і З (Фіг5А) за допомогою прошиття. Після просочення, затвердіння, піролізу і ущільнення одержують композитну деталь 20, показану на о
Фіг.5В, в якій тонкі пластини ЗО виявляються притиснутими всередині до поверхневих шарів 21 і 22 і перетинаються вказаними перемичками 23.
Варіант виконання деталі 20, показаний на Фіг.бА і 6В, містить тонку пластину 31, яку також вибирають за со фізичними і/або механічними властивостями, яку встановлюють між поверхневими шарами 21 і 22, при цьому її перетинають і зміцнюють перемички 23. Для одержання такої структури (див. Фіг.бА) осердя 1 формують з двох о накладених один на одний шарів 1.1 і 1.2, між якими вставляють вказану тонку пластину 31. Після цього вказану с тонку пластину 31 жорстко з'єднують з всім комплексом під час збирання структури-сендвіча 1.1,12,21і3 шляхом прошиття, а потім, як і в попередньому випадку, здійснюють просочення, затвердіння, піроліз і -
Ущільнення цієї структури-сендвіча. ї-
На Фіг.1сС-1Е, З, 58 і 6В показані досить прості прошивальні стібки 7 з перев'язуванням, але, само собою зрозуміло, що такі стібки можуть бути більш складними, наприклад, такими, як прошивальні стібки у вигляді ланцюжка. « с 70

Claims (16)

  1. Формула винаходу н-
    з 1. Спосіб виготовлення термоструктурної монолітної композитної волокнисто-матричної деталі (20), що містить два поверхневих шари з композитного матеріалу (21, 22), віддалених один від одного і зв'язаних один з ОДНИМ МНОЖИНОЮ ниткоподібних перемичок з композитного матеріалу (23), при цьому: -І а) формують м'яку структуру-сендвіч (4), що містить м'яке проміжне осердя (1), виконане з матеріалу, що легко проколюється голкою і є проникним для смоли, призначеної для утворення матриці, і дві зовнішні м'які ве волокнисті арматури (2, 3), відповідно розташовані на двох протилежних сторонах (1А, 18) м'якого осердя (1); ГІ б) волокнисті арматури (2, 3) і осердя (1) даної структури-сендвіча (4) з'єднують прошиванням за Допомогою нитки (5, 26), що утворює прошивальні стібки, що містять відрізки нитки (8, 9), які проходять через Ме волокнисті арматури (2, З) і осердя (1); сю в) структуру-сендвіч (4) просочують вказаною смолою, що знаходиться у в'язкому стані; г) здійснюють затвердіння вказаної смоли, що просочує структуру-сендвіч (4); і д) видаляють вказане осердя, який відрізняється тим, що: 5Б - прошивальну нитку (5, 26) виконують із сталки, що містить множину не пов'язаних один з одним волокон (12); (Ф) - після операції прошивання, вказаної в пункті б), відрізки ниток (8, 9), що проходять через волокнисті ка арматури (2, З) і осердя (1), містять всередині останнього подовжні канали (13), що утворилися між волокнами (12) і проходять від однієї з вказаної волокнистої арматури до іншої; во - операцію просочення, вказану в пункті в), здійснюють таким чином, щоб вказана смола, що твердне, могла проникати в подовжні канали (13) крізних відрізків нитки (8, 9) для утворення в місці знаходження кожного з цих каналів містка з смоли, що дотикається своїми протилежними кінцями до смоли, що просочує м'яку волокнисту арматуру (2, 3).
  2. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що осердя (1) виконують із спіненого синтетичного матеріалу з 65 щільністю від 0,04 до 0,1.
  3. З. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що щільність складає від 0,05 до 0,07.
  4. 4. Спосіб за одним з пп. 2 або 3, який відрізняється тим, що вказаний синтетичний матеріал є полістиролом.
  5. 5. Спосіб за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що після просочення і затвердіння структури-сендвіча (4), кожна з ниткоподібних перемичок (16), одержана внаслідок просочення і затвердіння одного з крізних відрізків нитки (8, 9), має міру волокнистості від ЗО 9о до 90 9.
  6. 6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що вказана міра волокнистості знаходиться в межах від 30 95 до 50 до.
  7. 7. Спосіб за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що з'єднання виконують прошиванням з перев'язуванням з можливістю закріплення кінців крізних відрізків нитки (8, 9) на волокнистій арматурі (2, 3) за допомогою 70 містків (10, 11), які зв'язують такі два сусідні відрізки.
  8. 8. Спосіб за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що з'єднання виконують прошиванням без перев'язування з утворенням на одній стороні вказаної структури-сендвіча виступаючих петель з можливістю закріплення кінців крізних відрізків нитки (8, 9) на цій стороні відповідної арматури (3) внаслідок зминання (28) вказаних петель, в той час як з іншого боку вказаної структури-сендвіча кінці крізних відрізків нитки 7/5 (8, 9) закріплюють на відповідній волокнистій арматурі (2) за допомогою містків (10), які зв'язують два послідовних відрізки.
  9. 9. Спосіб за одним з пп. 1-8, який відрізняється тим, що після операції затвердіння смоли здійснюють підвищення температури структури-сендвіча (4) для піролізу смоли і видалення осердя (1).
  10. 10. Спосіб за одним з пп. 1-9, який відрізняється тим, що під час формування м'якої структури-сендвіча (4) Між м'яким проміжним осердям (1) і щонайменше однією з волокнистих арматур (2, 3) вставляють щонайменше одну тонку пластину (30) і вказану тонку пластину (30) жорстко з'єднують з волокнистою арматурою (2, З) і з осердям (1) під час збирання цих останніх елементів за допомогою прошивання.
  11. 11. Спосіб за одним з пп. 1-10, який відрізняється тим, що м'яке проміжне осердя (1) складається щонайменше з двох розташованих один над одним шарів (1.1 і 1.2), і тонку пластину (31) жорстко з'єднують з сч ов Волокнистою арматурою (2, 3) і вказаними шарами осердя (1), що знаходяться один над одним під час збирання о цих останніх елементів за допомогою прошивання.
  12. 12. Волокнисто-матрична монолітна композитна деталь (20) що містить два поверхневих шари з композитного матеріалу (21, 22), віддалених один від одного і пов'язаних один з одним множиною ниткоподібних перемичок з композитного матеріалу (23), що одержується за допомогою способу за одним з пп. 1-11. с зо
  13. 13. Монолітна деталь за п. 12, яка відрізняється тим, що поверхневі шари (21, 22) щонайменше практично паралельні один одному, і перемички (23) щонайменше практично ортогональні по відношенню до поверхневих ісе) шарів (21, 22). с
  14. 14. Монолітна деталь за одним з пп. 12 або 13, яка відрізняється тим, що із зовнішньої сторони щонайменше одного з вказаних поверхневих шарів нанесене покриття (24). «
  15. 15. Монолітна деталь за одним з пп. 12-14, яка відрізняється тим, що містить щонайменше одну тонку ї- пластину (30), що притискується всередині щонайменше до одного з поверхневих шарів (21, 22) і перетинається перемичками (23).
  16. 16. Монолітна деталь за одним з пп. 12-15, яка відрізняється тим, що містить щонайменше одну тонку пластину (31), що встановлюється між поверхневими шарами (21, 22) і перетинається перемичками (23). « - с ;» -І щ» іме) б 50 сю» Ф) іме) 60 б5
UA20031211301A 2002-03-04 2003-02-27 Спосіб виготовлення термоструктурної монолітної композитної деталі з подвійною стінкою та одержана деталь UA74263C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0202684A FR2836690B1 (fr) 2002-03-04 2002-03-04 Procede pour la realisation d'une piece monolithique composite thermostructurale a double paroi et piece obtenue
PCT/FR2003/000628 WO2003074260A1 (fr) 2002-03-04 2003-02-27 Procédé pour la réalisation d'une pièce monolithique composite thermostructurale a double paroi et pièce obtenue

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA74263C2 true UA74263C2 (uk) 2005-11-15

Family

ID=27741401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA20031211301A UA74263C2 (uk) 2002-03-04 2003-02-27 Спосіб виготовлення термоструктурної монолітної композитної деталі з подвійною стінкою та одержана деталь

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7503149B2 (uk)
EP (1) EP1342552B1 (uk)
JP (1) JP4264358B2 (uk)
AT (1) ATE316457T1 (uk)
AU (1) AU2003238143A1 (uk)
DE (1) DE60303348T2 (uk)
ES (1) ES2257647T3 (uk)
FR (1) FR2836690B1 (uk)
RU (1) RU2253570C2 (uk)
UA (1) UA74263C2 (uk)
WO (1) WO2003074260A1 (uk)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2876753B1 (fr) 2004-10-15 2007-01-26 Eads Space Transp Sa Sa Propulseur electrothermique
FR2887601B1 (fr) * 2005-06-24 2007-10-05 Snecma Moteurs Sa Piece mecanique et procede de fabrication d'une telle piece
DE102006031491B4 (de) * 2005-07-19 2010-09-30 Eurocopter Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional gekrümmten Faserverbundwerkstoff-Strukturbauteils
US8709584B2 (en) * 2006-01-31 2014-04-29 Sikorsky Aircraft Corporation Composite aircraft floor system
DE102006056568A1 (de) 2006-11-30 2008-06-05 Airbus Deutschland Gmbh Kernstruktur und Verfahren zur Herstellung einer Kernstruktur
DE102007051422A1 (de) * 2007-10-25 2009-04-30 Evonik Röhm Gmbh Zweiseiten-Einnadel-Unterfaden-Nähtechnik
DE102007055684A1 (de) * 2007-11-21 2009-06-10 Airbus Deutschland Gmbh Vorrichtung zur Herstellung eines verstärkten Schaumwerkstoffes
US8337163B2 (en) * 2007-12-05 2012-12-25 General Electric Company Fiber composite half-product with integrated elements, manufacturing method therefor and use thereof
US7897225B2 (en) * 2008-02-19 2011-03-01 Composite Technology Development, Inc. Deformable sandwich panel
DE102008000722B4 (de) 2008-03-18 2013-10-31 Technische Universität Dresden Verfahren zur Fertigung von textilen Verstärkungsstrukturen und textile Abstandsstruktur
ITMI20080971A1 (it) * 2008-05-26 2009-11-27 Nat Style Ltd Dispositivo e procedimento di produzione in continuo di un tessuto tridimensionale per la produzione di pannelli.
GB0823347D0 (en) * 2008-12-23 2009-01-28 Rolls Royce Plc Test blade
DE102009026458A1 (de) * 2009-05-25 2010-12-09 Airbus Operations Gmbh Strukturbauteil und Herstellungsverfahren für ein Strukturbauteil
GB2475041A (en) * 2009-11-02 2011-05-11 Hexcel Composites Ltd Electromagnetic hazard protector for composite materials
US20130295347A1 (en) * 2010-08-31 2013-11-07 Groep Stevens International Method for producing a composite panel and composite panel
DE102011109478B4 (de) * 2011-08-04 2015-06-25 Daimler Ag Faserverbundbauteil mit einem Hohlraum und Verfahren zur Herstellung eines solchen Faserverbundbauteils
CN103132611A (zh) * 2011-11-22 2013-06-05 苏畅 一种双面增强保温板
EP2971309A4 (en) 2013-03-15 2016-11-16 A & P Technology Inc THREE-DIMENSIONAL BRAID
WO2014145675A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Hollander Jonathan Marc Methods for three-dimensional weaving of composite preforms and products with varying cross-sectional topology
DE102013215381A1 (de) * 2013-08-05 2015-02-26 Wobben Properties Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, Verbundbauteil und Windenergieanlage
CN105813828B (zh) * 2013-12-14 2019-04-26 波音公司 复合制品中的连结纤维
FR3026675B1 (fr) * 2014-10-02 2016-11-11 Mbda France Procede pour la realisation d'une piece monolithique composite thermostructurale a double paroi et piece obtenue
US20160279899A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-29 Khalifa University of Science, Technology & Research Lightweight composite lattice structures
US10730252B2 (en) 2015-03-23 2020-08-04 Khalifa University of Science and Technology Lightweight composite single-skin sandwich lattice structures
JP6642918B2 (ja) * 2016-07-14 2020-02-12 三菱重工業株式会社 接合部材の組立方法および接合部材
FR3089854B1 (fr) * 2018-12-18 2022-02-04 Saint Gobain Performance Plastics France Procede de preparation d’un materiau composite sous forme de sandwich
US20230391042A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 Technology Innovation Institute – Sole Proprietorship LLC Fiber reinforced sandwich composite panels and methods of making

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2692219A (en) * 1951-07-05 1954-10-19 Owens Corning Fiberglass Corp Structural panel
US4196251A (en) * 1979-04-16 1980-04-01 International Harvester Company Rigidized resinous foam core sandwich structure
US4759321A (en) * 1985-06-24 1988-07-26 Nissan Motor Co., Ltd. Valve timing arrangement for internal combustion engine having multiple inlet valves per cylinder
DE9110061U1 (de) * 1990-11-20 1992-04-16 R.M.T. Glider Manufacturers cc, Mandini Schichtstoff mit einer Kernschicht aus geschäumtem Kunststoff
US5390707A (en) 1991-10-03 1995-02-21 Societe Nationale Industrielle Et Aerospatiale Method and a machine for making hollow reinforcing members
FR2684719B1 (fr) * 1991-12-04 1994-02-11 Snecma Aube de turbomachine comprenant des nappes de materiau composite.
FR2691923B1 (fr) * 1992-06-04 1994-09-09 Europ Propulsion Structure en nid d'abeilles en matériau composite thermostructural et son procédé de fabrication.
AU7470394A (en) * 1993-05-04 1995-02-20 Foster-Miller Inc. Truss reinforced foam core sandwich structure
FR2718670B1 (fr) * 1994-04-18 1996-06-14 Aerospatiale Pièce comportant au moins une plaque de revêtement de matière composite et procédé pour réaliser ladite pièce.
FR2718757B1 (fr) 1994-04-18 1996-06-14 Aerospatiale Procédé et machine pour la réalisation d'une armature en forme de plaque pour une pièce de matière composite.
FR2749327B1 (fr) 1996-06-04 1998-06-26 Commissariat Energie Atomique Structure textile tricotee a double peau et fils de liaison orientable et son procede de fabrication
FR2753993B1 (fr) 1996-10-01 1998-11-27 Aerospatiale Structure tubulaire tressee pour piece composite, sa realisation et ses applications
US6187411B1 (en) * 1996-10-04 2001-02-13 The Boeing Company Stitch-reinforced sandwich panel and method of making same
DE10018035A1 (de) * 2000-04-03 2001-10-18 Nils Helbig Kernwerkstoff für Sandwichkonstruktionen

Also Published As

Publication number Publication date
US20040128946A1 (en) 2004-07-08
RU2253570C2 (ru) 2005-06-10
DE60303348T2 (de) 2006-08-17
US7503149B2 (en) 2009-03-17
EP1342552B1 (fr) 2006-01-25
FR2836690A1 (fr) 2003-09-05
ATE316457T1 (de) 2006-02-15
WO2003074260A1 (fr) 2003-09-12
EP1342552A1 (fr) 2003-09-10
FR2836690B1 (fr) 2004-08-27
DE60303348D1 (de) 2006-04-13
JP4264358B2 (ja) 2009-05-13
JP2005518962A (ja) 2005-06-30
AU2003238143A1 (en) 2003-09-16
ES2257647T3 (es) 2006-08-01
RU2003135211A (ru) 2005-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA74263C2 (uk) Спосіб виготовлення термоструктурної монолітної композитної деталі з подвійною стінкою та одержана деталь
CA2760974C (en) Fiber composite material and method for production thereof
US4680213A (en) Textile reinforcement used for making laminated complexes, and novel type of laminate comprising such a reinforcement
RU2609168C2 (ru) Способ изготовления преформы
US4196251A (en) Rigidized resinous foam core sandwich structure
DK2874803T3 (en) SEED, UNIFORM OR OR MULTI-AXIAL REINFORCEMENT AND PROCEDURE FOR PRODUCING SAME
RU2705997C2 (ru) Гибридный тканый текстильный материал для армирования композита
US9079364B2 (en) Method for producing a part comprising a hollow body made from a composite material
CN103415388B (zh) 包括固定装置的复合材料零件
NZ532360A (en) Three-dimensional knit spacer fabric sandwich composite
JPH01201546A (ja) 軽量サンドイッチ構造材料の製作方法
JP2012158039A (ja) 発泡体層積層体及びその製造方法、並びに該発泡体層積層体を用いた構造材、断熱材又は遮音材
CN102026799B (zh) 夹芯复合材料的开口补强装置
US20120318441A1 (en) Method for making a connecting rod made of a composite material comprising a reinforced yoke
CN102497972B (zh) 具有集成桥接纤维的用于制造复合材料板块的芯件的制造方法，由此得到的板块以及装置
EP2509774B1 (en) Sandwich panel and method for its manufacture
JPS62231073A (ja) 炭素繊維複合材の製造方法
IT202000010243A1 (it) Rete in materiale composito
JP2010024620A (ja) 炭素繊維アンカーの接着構造およびその形成方法
CN109476040B (zh) 用于生产混凝土构件的方法和设备
JPH02216270A (ja) 構造材とその製造方法
US20080206540A1 (en) Mechanically Reinforcing Complex Which is Intended to be Incorporated into a Composite Part and Method of Producing One Such Part
KR20230144452A (ko) 변형 측정을 위한 광섬유 센서를 포함하는 리바, 및 그 제조 장치, 그리고 그 제조 방법, 그리고 그 사용 방법
US11505660B2 (en) Fiber reinforced materials with improved fatigue performance
KR200392539Y1 (ko) 대형 용기 구조재용 소재