Накручивание вместо выклейки
Озадачился на днях изготовлением вогнуто-выгнутой цилиндрически-подобной детали из композита 400 мм в диаметре и 600 высотой. Склеивать две половины бессмысленно по соображениям жесткости. Размер большой, форма сложная (где-то “впуклость”, где-то “выпуклость”), уже стал думать о форме из пенопласта и последующем его вытравливании…
В общем приуныл. 😁
И тут… X-winder. Цена конечно аховая, но думаю на коленке соорудить нечто подобное будет не сложно. Вопросы знатокам:
- Кто-то пробовал делать крылья или центроплан методом “накручивания” нити?
- Для простого крыла из стекла и карбона, будут ли сильные отличия по жесткости на скручивание, на “продавливание” или на излом между стандартной выкладкой тканями плетения “крест на крест” и просто накрученной нитью?
Вообще идея делать крылья накруткой мне понравилась. Стоимость детали существенно ниже, трудоемкость меньше, жесткость лучше из-за отсутствия швов. Потом фрезой вырезать нужные отверстия. Может что-то еще упускаю?
Кто-то пробовал делать крылья или центроплан методом “накручивания” нити?
Да. Но не центроплан и не крылья.
Балки хвостовые и ступицы высоконагруженных пропеллеров.
Для простого крыла из стекла и карбона, будут ли сильные отличия по жесткости на скручивание, на “продавливание” или на излом между стандартной выкладкой тканями плетения “крест на крест” и просто накрученной нитью?
Отличий в жесткости не будет, если сумеете соорудить сэндвич или правильно уложите нити.
Может что-то еще упускаю?
Да. Упускаете.
Вес конструкции (допустим вам удастся выйти на приемлемое соотношение связующее-армирующий материал).
Но, постобработку после намотки и пропитывания связующим не обрулить.
Получить качественную поверхность без доп технологий (позитив-негатив) не получится. Придется либо обрабатывать на фрезере, либо шкурить - шпатлевать и т.д.
При полимеризации в непрерывном вращении детали, под лампами обогрева, все равно потребуется пост обработка.
Дешево-качественно-быстро.
Выбирайте две любые позиции 😃)
Да. Но не центроплан и не крылья.
Балки хвостовые и ступицы высоконагруженных пропеллеров.
Отлично! Руками укладывали или на чем-то?
Но, постобработку после намотки и пропитывания связующим не обрулить.
Получить качественную поверхность без доп технологий (позитив-негатив) не получится. Придется либо обрабатывать на фрезере, либо шкурить - шпатлевать и т.д.
А зачем тут фрезер-то? Что пойдет не так? Если исходить из того, что нить уложили как надо, то остается:
- Выгнать излишки смолы. Тут отличий от выкладок нет никаких. Например, в X-Winder наклеивают heat shrink tape, потом феном сушат. Не идеально конечно, но и не на истребитель деталь делается.
- Температурная и финишная обработка. Здесь наверно самые большие проблемы, но вполне разрешимые ИМХО. Все на вертеле: сначала сушка в камере или феном, покрытие лаком банальной кисточкой, сушка лака.
Для трубок и любых других поверхностей с “выгнутостью” (крыло, фюзеляж в их числе) тут проблем быть не должно. Мелкие до миллиметра плавные наплывы по длине из-за лака и намотки - черт с ними. Больше не должно быть, если сушить на таком вертеле.
Дешево-качественно-быстро.
Выбирайте две любые позиции 😃)
В том-то и дело, что с позитивом-негативом из двух половинок получается долго-дорого-некачественно. Ибо для больших деталей слабое звено в виде шва отнимает все преимущества от использования композита. Изготовить большую форму для укладки - это ж целая боль 😃 . Уложить равномерно смолу на большую форму изогнутости 180 градусов почти не реально.
Может есть еще какие-то специфичные способы сделать большую полую внутри деталь?
X-Winder
Присмотритесь к оборудованию. Серийное производство наметили?
Присмотритесь к оборудованию. Серийное производство наметили?
Да какое тут серийное… Деталей 15 надо будет сделать. По моим подсчетам это под месяц времени, пытаюсь как-то оптимизировать. Оборудование конечно вариант, но из-за размеров его придется делать самостоятельно.
Нашел тут ссылочку, довольно интересно. Описание разных методов укладки разных материалов, и соответствующих свойств при этом возникающих.
Ну, логично. Сделать автомат для намотки 15 деталей. И получить неопределенный результат. Присмотрется я предлогал к тому оборудованию, которое используют фирмачи. Это не хилый аппаратик с ЧПУ. Мотать в ручную… мотал тут как то резистор проволочный. Надо было виток к витку 200 мм намотать.
Больше не хочется как то… 😃
Деталь покажите.
По остальным позициям, без комментариев, не в обиду, но кажется вы себе плохо представляете что это такое, или плохо объясняете свои хотелки.
Покажите деталь, подтянутся специалисты, можно будет и придумать технологию.
Больше не хочется как то…
Вот и мне не хочется месяц в смоле копаться. 😁
Это не хилый аппаратик с ЧПУ.
Честно, не вижу в нем ничего нехилого. Два степпера, контроллер и ванночка, в которую окунается нить. Придется конечно подбирать натяжение нити, механизм ее “выжимания” на пути к заготовке и т.п. Самое сложное, естественно, программа. Ну тут опыт есть, думаю справлюсь.
По остальным позициям, без комментариев, не в обиду, но кажется вы себе плохо представляете что это такое, или плохо объясняете свои хотелки.
Никаких обид, все верно подмечено. Я лет десять назад клеил стеклоткань с ЭД-20, на этом все. Заказал материалов, на следующей неделе буду пробовать. Хотелка простая, сделать такой вот боченок:
Внутри полый. Две стенки - внутренняя и внешняя. Между стенками ребра жесткости. Внутри боченка электромотор с пропеллером, отсюда форма. Металлический обруч крепится ко внутренней стенке и к ребрам жесткости примерно посередине боченка - это опора. Надеюсь сделать две опоры, но может придется и одной довольствоваться.
Заказчик пробовал пластик, не пошло - не хватает жесткости. Металл - тяжело. Решили попробовать композиты.
В личке два варианта технологии.
PS
Еще один вариант - матрица-пуансон.
Склеивание половинок в стык. Прочность конструкции в любом случае обеспечивается силовым “обручем” - опорой, а продольные ребра жесткости будут работать.
В общем, тут простор для воображения.
Сделайте уменьшенный, маленький прототип.
На нем откатайте варианты сборки.
Но, пару-тройку дней покурите раздел композиты, и темы с изготовлением тел вращения - фюзеляжей, в частности.
Склеивание в матрице.
Ознакомитесь заодно с терминологией.
PS
Начните с тиксотропных добавок.
Лет тринадцать назад по работе был на производстве методом намотки промышленных труб различного сечения и назначения из композитов. Оправка на которой моталась труба - не просто стержень, а составной (типа карандаша, только наружное кольцо еще разрезано на четыре сектора).
Мотается бесконечная труба проходит через пост где нагревается и полимеризуется уже намотанная труба и по размеру отрезается. Процесс непрерывный.
В вашем случае, чтобы не делать матрицы. Необходимо изготовить две цилиндрические оправки, на которых отформовать намоткой по две одинаковых детали (четыре конусообразные заготовки), затем склеив их попарно получите внутренний и внешний цилиндр.
В вашем случае, чтобы не делать матрицы. Необходимо изготовить две цилиндрические оправки, на которых отформовать намоткой по две одинаковых детали (четыре конусообразные заготовки), затем склеив их попарно получите внутренний и внешний цилиндр.
Евгений, Вы не могли бы поподробнее расписать этот абзац. Если честно не понял что за конусообразные заготовки. Если все таки соберусь делать такой станок, то там вроде бы не возникает необходимости в склейке.
По этой технологии мотаются хвостовые балки для планеров. В той или иной степени механизации. Балки - это конус.
Основное условие - возможность съема готового ламината с оправки (конуса).
Ваше изделие - это две фигуры вращения (бочонок и обратный бочонок) собранные в одно изделие с добавлением ребер жесткости.
Эти обе фигуры вращения не позволят снять готовый ламинат с оправки.
Поэтому есть два варианта: после изготовления каждого элемента, для снятия с оправки необходимо разрезать или вдоль оси или поперек.
Можно сделать даже один продольный разрез и это позволит снять с оправки.
И собирать изделие уже из этих частей, кстати это решит вопрос и установки между бочонками ребер жесткости.
А вообще, применение этой технологии в моделизме, дальше чем хвостовые балки или равнопрочные цилиндрические куски фюзеляжей больших лайнеров, не вижу. Кроме того, здесь нет возможности осуществить продольное расположение несущих волокон.
И неравномерность толщины ламината, сильно снижает возможности применения в моделизме. Так как шлифовка несущих угольных волокон и или шпатлевание изделий неприемлема.
Склеивать две половины бессмысленно по соображениям жесткости
пипец! заява ну прям эксперда…
400 мм в диаметре и 600 высотой. Размер большой
пипец, чёж тада про мои манатки говорить, 4000мм длиной и 8000 мм шириной?
Кто-то пробовал делать крылья или центроплан методом “накручивания” нити?
для чего? глубинный смысил какой?
Для простого крыла из стекла и карбона, будут ли сильные отличия по жесткости на скручивание, на “продавливание” или на излом между стандартной выкладкой тканями плетения “крест на крест” и просто накрученной нитью?
будут, пипец будут какие различия…
Деталей 15 надо будет сделать. По моим подсчетам это под месяц времени
неделя времени, для одной тётки, работающей 7ч 48мин в день… руками, без намотки…
Ну, коли программирование знакомо… проработайте алгоритм изготовления. Для начала.
1.
Изготовить большую форму для укладки - это ж целая боль
А на что Вы планируете наматывать? И, как правильно заметили выше - с чего и как снимать?
2.
Между стенками ребра жесткости.
И как Вы планируете их туда впихнуть? Да еще и приклеить! Иначе смысла в них - 0 Мало того, Вам понадобится, по крайней мере одно кольцевое ребро жесткости. Зазор между лопатками импеллера и стенкой канала стараются сделать минимальным. И начни стенка играть, не исключено что результат будет шумным.
ИМХО, стенки я бы делал на разборных болванах. Коли так хочется мотать - мотайте лентой а не нитью. С перекрытием в 1/2 ширины ее получите нормальный монолит. Резать придется. Как минимум 1 разрез внешней оболочки неизбежен. Вдоль или поперек, это надо продумать. В общем… не все так гладко и просто. 😃
Как вариант - выплавляемые (химически) болванки. Тогда можно все отформовать одним монолитом. Но… 15 штук.
Ок, спасибо за советы!
Буду пробовать.
Между стенками ребра жесткости
Не касаясь технологии выклейки самого боченка и антибоченка: как Вы собираетесь ребра эти при сборке приклеивать?
Ну, к внутреннему можно, хотя вопросы тоже есть.
А к наружному? Если ребра не будут качественно приклеены- никакой жесткости они не дадут 😦
Что касательно технологии самих боченков- однозначно, нужны разъемные прессформы, поскольку вынуть готовую деталь ни внешнюю ни внутреннюю просто так- не получится.
При изготовлении самих прессформ- тоже придется разъемные делать.
А дальше: разделитель/ уголь/ стекломат, еще раз уголь?
Внутрь чего нибудь надувное, типа камеры от мяча, КАМАЗа и тд. - давление 4 атм.
Греем 4-6 часов и- вуаля 😃
По такой технологии делает человек фюзеляжи для чемпионских металок: качество поверхности изделия получается- песТня.
Так он в прессформу еще и рисунок предварительно закладывает- красота неимоверная 😃
Вообще идея делать крылья накруткой мне понравилась
Пробовали- не катит.
Сложно, нестабильное качество, тяжелая штука получается.
Не касаясь технологии выклейки самого боченка и антибоченка: как Вы собираетесь ребра эти при сборке приклеивать?
Ну, к внутреннему можно, хотя вопросы тоже есть.
А к наружному? Если ребра не будут качественно приклеены- никакой жесткости они не дадут
Отличный вопрос, сам сейчас думаю над этим. 😵 Со внутренней стенкой вроде без вариантов - вклеивать прямо в стенку жесткие закладки, на них крепить ребра.
Со внешней сложнее. История такая. Нагрузки на внешнюю стенку небольшие, вибрация приличная. У нее основная задача - закрыть внутренности от внешнего мира. При этом она должна обеспечивать доступ к внутренностям. Т.е. две половинки, потенциально соединенные петлями, открываются примерно как двигатель на боингах / аэробусах. Т.е. она и крепиться должна и сниматься…
Пока вариант один - закрывать конструкцию внатяг, так чтобы внешняя стенка давила на ребра, тем самым сводя на нет свободный ход. Из-за кривизны стенка по длинной оси ходить тоже не должна. Но придется делать ребра между ребрами (как Soling говорил ранее - кольцевые ребра жесткости), иначе все давление внешней стенки пойдет на вырывание закладок из внутренней стенки и в итоге ребра просто “схлопнутся”. В общем пока думаю, все слишком сложно и криво получается.
Что касательно технологии самих боченков- однозначно, нужны разъемные прессформы, поскольку вынуть готовую деталь ни внешнюю ни внутреннюю просто так- не получится.
Мне намотка приглянулась именно для внутренней стенки потому что можно использовать относительно мягкую форму. Такую, чтобы после намотки и печки, ее можно было просто вынуть из детали. Конечно, тут появляется целый ворох других проблем типа натяжения нити, необходимости ребер жесткости в форме и т.п.
Пробовали- не катит.
Сложно, нестабильное качество, тяжелая штука получается.
Ну нестабильное качество поди было из-за не-ЧПУ намотки. А тяжелая / легкая - это определяется тем что мотали и чем все это заливали. Там проблема основная в том, что для именно крыла критичны нагрузки на излом по длине. Нить вдоль крыла не намотать, получается что прочность при тех же материалах снижается раза в полтора-два. Ну и всякие wingtip не сделать, то есть никак не “сойти на нет”. А для моего бочонка это не важно.
Пока вариант один - закрывать конструкцию внатяг
Вы бы сказали прямо - что это такое будет?
Глядишь, народ бы и готовое решение родил: мы в свои годы- чего только не изобретали 😃
А то из-за неясности требований- и неясность конструкции получается.
а если так (возможно где-то и неправ):
- на разрезной поперёк (стянутый шпилькой) болван для антибочонка намотать антибочонок, дождаться полимеризации, шпильку не убирать, болван не вынимать;
- нарезать из карбона (если конструкция из карбона, если из стекла- значит из стекла) нужное кол-во продольных рёбер жесткости и наклеить их на антибочонок, промежутки заполнить ацетонорастворимым пластиком (не пенопластом- напитается излишками связующего) с избытком по высоте, затем обработать;
- ребрам жесткости придать шероховатость (для лучшего сцепления с будущим бочонком), намотать поверх рёбер жесткости и заполнителя внешний бочонок;
- дождаться полимеризации, убрать шпильку, вынуть половинки болвана из антибочонка, просверлить сквозные отверстия (по кол-ву секций заполнителя), вытравить заполнитель ацетоном, заклеить отверстия.
Без заполнителя межрёберных пустот на промежуточном этапе - не обойтись, т.к. излишки смолы заполнят эти пустоты и конструкция наберет лишний вес.
дождаться полимеризации
Для полноты счастья дожидаться полимеризации не надо. Красивее будет отформовать ребра вместе с оболочкой. В остальном это, пожалуй, самый реальный способ получить качественный результат. Боюсь только - слишком сложный. 😃
…пожалуй, самый реальный способ получить качественный результат. Боюсь только - слишком сложный…
можно заполнитель использовать только как матрицу для рёбер и после их полимеризации удалить; бочонок мотать без заполнителя (почти с недостатком связующего) - правда получатся грани поверх бочонка, зато без сверловки и вытравки.
Р.S. просто неясно назначение… космический проект 😃 - не иначе .
бочонок мотать
если это мотать, то можно себе все нервы вымотать…
куда уже проще, делаем внутреннюю часть из двух половинок, и наружную из двух крышек.
Укладываем 1 слой стекла (240-280) 0/90 и два слоя 45/45 на внутреннюю катушку и то же самое в наружние крышки. На катушку потом одеваем два полукольца на каше и закрываем сверху крышками, так же на каше.
Собранную форму на полтора-два часа в духовку при 70-75 С…
прочность будет выше крыши и за день можно делать по 3 таких штуковины, с перекурами… сделать два комплекта форм - выхлоп за день будет в два раза больше…