Композитная конструкция и способ ее изготовления - RU2019122813A
Код документа: RU2019122813A
Формула
1. Композитная конструкция, включающая конструкцию, которая включает первые упрочненные волокна и первую смолу, и ламинат, который располагают, по меньшей мере, на одной поверхности конструкции, и который включает множество слоев, включающих вторые упрочненные волокна и вторую смолу, при этом конструкция и ламинат объединены в единое целое,
причем первые упрочненные волокна являются дискретными волокнами и характеризуются средним углом ориентации волокна в направлении по толщине в диапазоне от 5 до 60°,
при этом вторые упрочненные волокна являются дискретными волокнами и характеризуются средним углом ориентации волокна в направлении по толщине в диапазоне от 0 до 5° в слое, наиболее близком к конструкции,
причем конструкция имеет плотность в диапазоне от 0,01 до 1 г/см3,
при этом ламинат характеризуется вариацией объемного уровня содержания вторых упрочненных волокон в диапазоне от 0 до 10%, и
причем композитная конструкция включает выступающую часть на поверхности ламината, противолежащей поверхности ламината, находящейся в контакте с конструкцией.
2. Композитная конструкция по п. 1, отличающаяся соотношением (As)/(Ap) в диапазоне от более, чем 1 до 2,5 и менее между проецированной площадью (Ap) поверхности (обозначаемой термином «плоскость проекции»), имеющей выступающую часть, и фактической площадью поверхности обследования на плоскости проекции (Аs).
3. Композитная конструкция по п. 1, где выступающая часть представляет собой ребро и/или бугор.
4. Композитная конструкция по п. 1, где выступающая часть включает ламинат с долей в диапазоне от 80% (об.), или более, до 100% (об.), или менее.
5. Композитная конструкция по п. 1, где соотношение Ls/Lc находится в диапазоне от 1 до 50 при определении среднемассовой длины волокна для вторых упрочненных волокон символом Ls и определении среднемассовой длины волокна для первых упрочненных волокон символом Lc.
6. Композитная конструкция по п. 1, где каждый слой в ламинате включает по существу все его вторые упрочненные волокна, разделенные разрезом, и вторые упрочненные волокна, разделенные разрезом, характеризуются среднемассовой длиной волокна Ls в диапазоне от 10 до 100 мм.
7. Композитная конструкция по п. 1, где ламинат характеризуется углом в диапазоне от 4° и более до 90° и менее между направлением ориентации вторых упрочненных волокон в одном слое и направлением ориентации вторых упрочненных волокон в другом слое, примыкающем к одному слою.
8. Композитная конструкция по п. 6, где каждый слой в ламинате характеризуется абсолютным значением угла θ между разрезом и вторыми упрочненными волокнами в диапазоне от 2 до 25°.
9. Композитная конструкция по п. 1, где каждый слой в ламинате характеризуется объемным уровнем содержания волокна для вторых упрочненных волокон Vf в диапазоне от 45 до 65%.
10. Композитная конструкция по п. 1, где каждый слой в ламинате включает углеродные волокна в качестве вторых упрочненных волокон и термоотверждающуюся смолу в качестве второй смолы.
11. Композитная конструкция по п. 1, где первые упрочненные волокна в конструкции характеризуются среднемассовой длиной волокна в диапазоне от 1 до 15 мм.
12. Композитная конструкция по п. 1, где
конструкция включает пустоты, и
конструкция характеризуется объемным уровнем содержания первых упрочненных волокон в диапазоне от 0,5% (об.), или более, до 55% (об.), или менее, объемным уровнем содержания первой смолы в диапазоне от 2,5% (об.), или более, до 85% (об.), или менее, и объемным уровнем содержания пустот в диапазоне от 10% (об.), или более, до 97%(об.), или менее.
13. Композитная конструкция по п. 1, где конструкция характеризуется удельной изгибной жесткостью в диапазоне от 3, или более, до 20, или менее, при этом удельная изгибная жесткость представляется выражением Ес1/3⋅ρ-1 при определении модуля упругости при изгибе символом Ес и определении плотности символом ρ, и конструкция характеризуется модулем упругости при изгибе Ес, составляющим 3 ГПа или более.
14. Композитная конструкция по п. 1, где конструкция включает углеродные волокна в качестве первых упрочненных волокон и термопластик в качестве первой смолы.
15. Способ изготовления композитной конструкции по любому из пп. 1-14, при этом способ включает, по меньшей мере, следующие далее стадии 1, 2 и 3 в данном порядке:
стадия 1: ламинирование предшественником ламината, по меньшей мере, одной поверхности предшественника конструкции для формирования ламинированной конструкции, при этом предшественник конструкции включает термопластик в качестве первой смолы и первые упрочненные волокна и по существу не включает каких-либо пустот, и причем предшественник ламината включает термоотверждающуюся смолу в качестве второй смолы и вторые упрочненные волокна;
стадия 2: расположение ламинированной конструкции в пресс-формах, имеющих профиль с выгибом, неравномерный профиль или профиль с ребром, по меньшей мере, в направлении ламинирования для ламинированной конструкции, и отверждение термоотверждающейся смолы для формирования предшественника композитной конструкции при одновременном формировании предшественника ламината для получения профиля в результате нагревания и прессования; и
стадия 3: корректирование толщины предшественника композитной конструкции при одновременных плавлении или размягчении термопластика для расширения предшественника конструкции и, таким образом, формирования конструкции.
