Изготовления носка ЦЧК методом вакуумной пропитки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

«МАИ»

Курсовая работа

по дисциплине: Процессы изготовления конструкций из КМ

тема: изготовления носка ЦЧК методом вакуумной пропитки

Выполнил: студент группы 10-504с

ФИО: Толстов Андрей Сергеевич

Преподаватель: Артемьев Андрей Вячеславович

Москва 2018г.



Чертеж детали:

крыло деталь вакуумный пропитка

3D модель:



Изготовление носков крыла

В большинстве конструктивно-силовых схем крыла крутящий момент воспринимается замкнутым контуром носка. Поэтому он должен быть зашит жесткой обшивкой. Крутящие моменты на крыле СЛА сравнительно невелики, и потребная толщина обшивки оказывается небольшой. Она могла бы быть еще намного меньше, если бы такая обшивка не теряла устойчивость. Выходом из сложившегося положения может быть использование трехслойной обшивки с заполнителем.

Для склеивания криволинейной обшивки носков крыла требуется плотное сжатие по всей поверхности панели. Использовать для этого традиционные матрицу и пуансон сложно из-за того, что малейшие отклонения толщины листов или неточность изготовления плазов вызывают непроклей и брак.

Метод вакуумной пропитки «инфузии»

ARTM, VRTM (Vacuum Assisted RTM). В данном методе для пропитки сухого наполнителя используется только разрежение создаваемое в полости оснастки. Под действием этого перепада между полостью оснастки и источником связующего последнее движется от источника к точке подсоединения вакуумного насоса в полости оснастки, пропитывая наполнитель (рис. 2).

Рисунок 2 - Схема изготовления детали VARTM методом

Перепад давления не превышает 0,095 МПа, что снижает требования к жесткости оснастки. В этой связи представляется возможным создание упрощенной оснастки, состоящей из жесткой половины с формообразующей поверхностью и верхней гибкой мембраной, герметично закрепляемой на жесткой части.

Преимущества на основании которых был выбран данный метод изготовления детали:

1. Получение композита с высоким содержанием армирующего материала;

2. Низкая пористость;

3. Отсутствие материалов с малым сроком жизни (препрегов), время подготовки и сборки вакуумного мешка неограниченно;

4. Отсутствие необходимости в дорогостоящих автоклавах или прессах и инжекционных системах;

5. Возможность изготовления больших деталей целиком без разделения на составные части.

6. Относительная дешевизна процесса

Связующее: ЭПС-И-108

Эпоксидное связующее ЭПС-И (далее по тексту «связующее») должно соответствовать требованиям настоящих технических условий и выпускаться по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

Предварительное отверждение при 20-25°С -- около 1 суток, доотверждение -- термообработка 150°С в течение 1-3 часов с момента прогрева термообрабатываемого изделия. Отверждение так же возможно в более быстром режиме: выдержка изделия до «застывания», затем отверждение при температуре 70-80°С -- 2 часа, затем 140-150°С в течение 1-3 часов с момента прогрева термообрабатываемого изделия.?

Соотношение смола (компонент «А»)/отвердитель (компонент «Б») - 100 в.ч./ 28 в.ч.

Время гелеобразования на 10 гр. ,

не менее

· при 20° С - 7:40 мин

· при 40° С - 1:25 мин

· при 60° С - 0:20 мин

Армирующий материал:

1)Стеклоткань Т-15(П)-76

Конструкционные стеклоткани вырабатываются из нитей алюмоборосиликатного стекла на эамасливателе "парафиновая эмульсия" и прямом эамасливателе. Стеклоткани невоспламеняемы, негорючи, не подвергаются коррозии, обладают высокой химической стойкостью, рабочий диапазон температур от -200 °С до +550 °С. Материалы на основе стеклоткани обладают высокой стойкостью к разложению и механическому износу, долговечностью.Благодаря хорошей теплоудерживающей способности стекла, стеклоткани и стеклопластики на основе стеклотканей применяются для теплоизоляции трубопроводов, котлов, труб.

2)Пенопласт AIREX C70.75

AIREX- C70 пенопласт с низким весом и закрытой ячейкой универсального использования в производстве “сендвичевых” конструкций. Его превосходная жесткость и прочность по отношению к весу и высокой ударной вязкостью делают это подходящим для большого спектра применений. Пенопласт идеально выдерживает как статические так и динамические нагрузки и совместим к всем типами смол.

Жесткий поливинилхлоридный пенопласт ПХВ (PVC) Airex C 70 имеет следующие характеристики

· Высокая прочность и жесткость по отношению к весу

· Стойкость к гниению

· Сопротивление «Затухание» радиоволн

· Самогашение, хорошее поведение при горении

· Хорошая тепловая изоляция

· Низкое поглощение смолы

· Хорошая совместимость со стиролом

· Превосходные физико-механические свойства

· Очень низкое водопоглощение

- Фасовка: 1 лист

- Размеры листа: 1080 x 500 мм, толщина 1.2 мм.

- Номинальная плотность: 80 кг/м3.

- Вес: приблизительно 50 гр.

- Отжиг Airex C 70.75 без искажений и деформирования при температуре до 65 °C.

- Термоформование возможно за время примерно 1 минуту при температуре от 115 °C.

Оснастка:

· Матрица (предъявляются высокие требования к герметичности)

Должна быть жесткой и выполнена из материалов с низкой пористостью (во избежании потери связующего на впитывании в матрицу)

Инструмент:

· Ножницы,

· шаблон (для раскроя ткани)

· вакуумный насос

· плоттер

Вспомогательный материал:

· Вакуумная пленка 2 шт

· уплотнительный жгут 2 шт

· трубки (подача связующего, дренаж преформы,общий дренаж)

· емкость для связующего

· «вакуумная ловушка» (выход лишнего связующего)

· проводящая сетка

· жертвенная ткань

· дренажный слой

Этапы вакуумной пропитки:

1) раскрой стеклоткани Т-15(П)-76 с помощью ножниц по подготовленному шаблону

2) раскрой пенопласта «AIREX C70.75» посредством плоттера по модели

3) формовка пенопласта под подсечку

4) воскование матрицы(во избежании прилипания матрицы)

5) сборка «пакета» и укладка в матрицу

6) установка жертвенной ткани (придание определенной шероховатости)

7) установка проводящей сетки (обеспечение быстрой пропитки связующим всей заготовки)

8) установка магистралей подача/обратка и вакуумной ловушки (для выхода лишнего связующего)

9) установка жгутов и вакуумной пленки (создание герметичного пакета для проведения пропитки) 1-й пакет

10) установка жгутов и вакуумной пленки 2-й пакет

11) приготовление связующего «ЭПСИ -108» из компонентов: Соотношение смола (компонент «А») отвердитель (компонент «Б») 100 в.ч./ 28 в.ч.

12) заполняем емкость приготовленным связующим

13) запускаем вакуумный насос

14) проверяем герметичность пакета и поджимаем пленку к жгутам

15) опускаем трубку подачи в емкость со связующим (начало процесса пропитки)

16) перекрываем подачу связующего по окончании пропитки

17) перекрываем вакуумный насос

18) выкладку и пропитку производить в подогретой матрице при температуре 30-40⁰

19) в печи начать нагрев детали со скоростью 2…3⁰С/мин, температуру контролировать по датчику (термопаре), установленному непосредственно на оболочке детали, под ВП;

20) по достижении температуры +100⁰С зафиксировать время начала выдержки температуры, заброс более чем на 5⁰С не допускается;

21) через 90 мин. нагрев матрицы прекратить (или извлечь матрицу из печи) и охлаждать естественным способом при нормальной температуре в рабочем помещении;

22) снимаем пакеты и достаем деталь из матрицы

23) обрезаем облой

24) придаем детали заданную шероховатость (нанесение покрытий)



Операция (4)

Опишем подробнее этап сборки пакета заготовки:

· Раскрой полотна стеклоткани Т-15(П)-76 на 6 частей с помощью ножниц по подготовленным шаблонам

· Укладка:

1) 1-й слой направление: +45⁰

2) 2-й слой направление: +45⁰

3) 3-й слой направление: 0⁰ L = 50 мм

4) 4-й слой направление: 0⁰ L = 45 мм

5) 5-й слой направление: 0⁰ L = 40 мм

6) Формованный пенопласт

7) 6-й слой направление: 0⁰



Схема процесса:

где:

1) Матрица

2) Заготовка

3) Жертвенная ткань

4) Проводящая сетка

5) Вакуумная пленка

6) Уплотнительный жгут

7) Трубки дренажа преформы и общего дренажа

8) Трубка подачи «связующего»

9) Емкость со связующим

10) Вакуумная ловушка

11) Вакуумный насос

12) Дренажный слой

13) Вакуумная пленка

Размещено на Allbest.ru