Багатошарова панель із полімерного композиційного матеріалу (варіанти) та спосіб її виготовлення

1 Багатошарова панель із полімерного композиційного матеріалу, що містить ЗОВНІШНІ обшивки, між якими розміщено заповнювач, яка відрізняється тим, що заповнювач виконано принаймні із трьох гофрованих шарових пакетів, що стикаються між собою, причому повздовжні осі гофрів суміжних шарових пакетів розташовані у взаємно-перехресних напрямках 2 Багатошарова панель із полімерного композиційного матеріалу, що містить ЗОВНІШНІ обшивки, між якими розміщено заповнювач, яка відрізняється тим, що заповнювач виконано принаймні із чотирьох гофрованих шарових пакетів, що стикаються між собою, причому щонайменше два гофрованих шарових пакети розташовані так, що повздовжні осі їх гофрів паралельні між собою та перехресні з повздовжніми осями гофрів, що розташовані в суміжних з ними пакетах З Спосіб виготовлення багатошарової панелі із полімерного композиційного матеріалу, що включає виготовлення препрега, нарізання з нього заготовок для ЗОВНІШНІХ обшивок та шарів заповнювача із наступним складанням в пакети та термообробкою, який відрізняється тим, що перед термообробкою на обшивці формують гофрований шар викладанням його на оправках у формі гофрів, причому наступні гофровані шари розташовують на оправках, що орієнтовані під кутом одна до одної Винахід відноситься до виробництва багатошарових конструкцій із полімерних композиційних матеріалів і може бути використаний в авюбудівництві, ракетобудівництві та машинобудівництві Відома панель типу "сендвич" із композиційного матеріалу та спосіб її виготовлення, (патент України №26925, МПК 6В32ВЗ/,5/12,1999р ) Багатошарова панель включає два жорстких шара несучих обшивок, між якими розташовано заповнювач, створений перегородками, перпендикулярними шарам обшивки Спосіб включає виготовлення попередньо сформованих заготівок для несучих обшивок та заповнювача в ущільненому або частково ущільненому стані та пробивання іглами на ПІДЛОЖЦІ для виникнення КІНЦІВ волокна, що стирчать перпендикулярно до поверхні заготовки, потім видаляють підложку та чем з'єднують по меншій мірі частково КІНЦІ ВОЛОКОН заготівки обшивки з заповнювачем Недоліками цього способу та конструкції є складність технологічного процесу та недостатня згинна жорсткість, які обумовлені необхідністю спеціальної оснастки та ненадійністю з'єднання обшивок з заповнюва З відомих багатошарових конструкцій найбільш близькою до заявляемої є багатошарова панель із полімерного композиційного матеріалу, що описана в А С СССР №1172178, МІЖ В32В7/00, В64С1/18, В63В5/24, 1985р Багатошарова панель містить ЗОВНІШНІ обшивки між якими розташовано заповнювач, який виконано із тканини об'ємного плетіння, ниті якого насичені клеєвою композицією Недоліком відомої конструкції є досить значна маса на 1 кв м регулярного перерізу, що складається із вимог забезпечення достатньої згинної жорсткості та за рахунок клеєвої композиції З відомих способів виготовлення багатошарових панелей із полімерного композиційного матеріалу є спосіб, описаний в патенті США №4249976, МПК В32ВЗ/12, 1981р Цей спосіб включає виготовлення препрега, нарізання з нього заготовок для ЗОВНІШНІХ обшивок та шарів заповнювача, термообробка під високим тиском Недоліком цього способу є складність технологічного процесу, пов"язаного з подвійною тер (О о (О ю мообробкою під високим тиском, що потребує значних апаратурних та енергетичних затрат В основу винаходу поставлено задачу удосконалити багатошарову панель із полімерних композиційних матеріалів шляхом виконання заповнювача у вигляді гофрованих шарових пакетів, що стикаються між собою, що забезпечує зменшення ваги панелі при збереженні достатньої згинної жорсткості конструкції за рахунок відсутності клейових прошарків між заповнювачем та обшивками В основу винаходу поставлено задачу удосконалити спосіб виготовлення багатошарової панелі з полімерних композиційних матеріалів шляхом впровадження нового технологічного процесу, при якому формування шарів панелі проводять за допомогою оправок у формі гофр, що розташовують під кутом одна до одної, що дає можливість виключити подвійну термообробку за рахунок цього спрощується технологія виготовлення, зменшуються енергозатрати Поставлена задача в першому варіанті виконання багатошарової панелі виконується тим, що в багатошаровій панелі із полімерного композиційного матеріалу, що містить ЗОВНІШНІ обшивки, між якими розміщено заповнювач Новим є те , що заповнювач виконано не менше, чим із трьох гофрованих шарових пакетів, що стикаються між собою, причому повздовжні осі гофрів суміжних шарових пакетів розташовані у взаємоперехресних напрямках Поставлена задача у другому варіанті виконання багатошарової панелі виконується тим, що в багатошаровій панелі із полімерного композиційного матеріалу, що містить ЗОВНІШНІ обшивки, між якими розміщено заповнювач Новим є те, що заповнювач виконано не менше, чим із чотирьох гофрованих шарових пакетів, що стикаються між собою, причому щонайменше два гофрованих суміжних шарових пакета розташовані так, що повздовжні осі їх гофрів паралельні між собою та перехресні з повздовжніми осями гофр, що розташовані в суміжних їм шаровим пакетах Поставлена задача виконується тим, що в способі виготовлення панелі із полімерного композиційного матеріалу, що включає виготовлення препрега, нарізання з нього заготовок для ЗОВНІШНІХ обшивок та шарів заповнювача із наступним складанням в пакети та термообробкою, новим є те, що перед термообробкою, на обшивці формують перший гофрований шар викладанням його на оправках у формі гофр, причому наступні гофровані шари розміщують на оправках, що орієнтовані під кутом одна до одної Такий спосіб виготовлення багатошарових панелей дозволяє відмовитися від клейових прошарків, від подвійної термообробки, що ВІДПОВІДНО зменшує вагу вирову, підвищує згинну жорсткість панелей та спрощує технологію їх виготовлення Використання першого чи другого варіантів виконання багатошарових панелей визначається завданням на умови експлуатації, що включають інтенсивність та спрямованість нагрузки на панель На фіг 1 показано загальний вигляд багатошарової панелі з трьохшаровим перехресним гофром На фіг 2 показано загальний вигляд бага 45606 тошарової панелі, де із чотирьох шарів, що стикаються між собою, два таких, де повздовжні осі двох суміжних шарових пакетів розташовані у взаємопаралельних напрямках Багатошарова панель в першому варіанті виконання (фіг 1 ) містить ЗОВНІШНІ обшивки 1, між якими розміщено заповнювач у вигляді гофрованих шарових пакетів 2 та 3, що стикаються між собою, повздовжні осі гофрів яких 4,5 розташовані у взаємоперехресних напрямках Багатошарова панель в другому варіанті виконання (фіг 2) містить ЗОВНІШНІ обшивки 1, та розміщений між ними заповнювач, виконаний у вигляді гофрованих пакетів 2,3, причому два гофрованих суміжних пакета 3 розташовані так, що повздовжні осі їх гофрів 6,7 розташовані у взаємнопаралельних напрямках, та у взаємноперехресних напрямках відносно осей 4,5 ВІДПОВІДНО суміжних їм шарових пакетів 2 Спосіб виготовлення багатошарової панелі із полімерного композиційного матеріалу здійснюється наступним чином Поверхню формотворного оснащення очищають від пилу та бруду, наносять в певних місцях розділові шари, встановлюють ЗНІМНІ елементи Виготовляють препрег, для чого насичують матеріал заповнювача в'яжучим 3 препрега нарізають заготовки для обшивки та шарів заповнювача На підготовлене оснащення викладають пакет шарів препрега для однієї з обшивок Із заготовок шарів препрега складають плоскі пакети для викладання гофрованих шарів заповнювача Затискають в пристосовані краї пакета заготовки гофрованого шару заповнювача і обгинають пакет гофрованого шара по зовнішньому контуру оправки Далі вкладають наступні формовані оправки в притул до попередніх оправок та обгинають пакет гофрошару по кожній із цих оправок Таким чином формують заготовку першого гофрованого шару потрібних розмірів Поверх викладеної заготовки першого гофрошару, під кутом до оправок першого гофрошару розташовані оправки другого гофрошару, і за ними обгинають пакет гофрошару аналогічно першому ряду Таким чином набирають потрібну КІЛЬКІСТЬ гофрошарів заповнювача Після цього на його зовнішню поверхню викладають пакет препрега для другої обшивки На цей пакет, складається із заготовок обшивок з розташованими між ними заготовками гофрованого заповнювача встановлюють притискні елементи оснащення та дренажний шар Отриману складальну одиницю герметично зачиняють вакуумними мішками, вміщують в автоплав або піч і проводять термообробку Після термообробки знімають вакуумні мішки дренажний та розділовий шари та притискні елементи оснащення Видаляють із об'єму від формованої панелі гофротворні оправки та обрізають на готовій панелі технологічні припуски Виготовлені таким чином багатошарові панелі можуть бути використані як каркасні конструкції фотоелектричних перетворювачів сонячної батареї космічного апарата, гофри та шари із них стискаються у взаємно-перпендикулярних напрямках, стають пружньопіддатливими і перерозподіляють навантаження, забезпечуючи при найменшій масі 5 45606 панелі високу згину жорсткість Таким чином при дії динамічних і статичних навантажень Шари павикористані трьох або більше шарових гофрованелі ведуть себе пружньопіддатливим чином у них пакетів 2 та 3 між обшивками 1 збільшується будь-якому напрямі, упереджуючи відшарування зсувна МІЦНІСТЬ по довжині панелі, а також згинна обшивок 1 від поверхні гофр, а також шарів гофр жорсткість її у порівнянні із сотозаповнювачами та один від одного монолітом при рівних масах панелі та при сумісній 3 ФІГ Фіг і ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 2 6