RU2821466C1 - Method of connecting hard composite material with soft materials by means of sewing - Google Patents
Method of connecting hard composite material with soft materials by means of sewing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821466C1 RU2821466C1 RU2023126729A RU2023126729A RU2821466C1 RU 2821466 C1 RU2821466 C1 RU 2821466C1 RU 2023126729 A RU2023126729 A RU 2023126729A RU 2023126729 A RU2023126729 A RU 2023126729A RU 2821466 C1 RU2821466 C1 RU 2821466C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- base
- soft
- composite material
- making
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007779 soft material Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000009958 sewing Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 5
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 4
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims 1
- 239000002649 leather substitute Substances 0.000 claims 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 48
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 9
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 7
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000004616 structural foam Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000009755 vacuum infusion Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к способу изготовления изделий различного назначения, характеризуемых выполнением по меньшей мере одного из слоев в виде твердого композиционного материала, в частности отвержденной углеткани, и соединяемого с мягкими материалами, и может быть использовано при изготовлении подушек, чемоданов, мягкой мебели, обшивки транспортных средств, ковров и т.д.The invention relates to a method for manufacturing products for various purposes, characterized by the execution of at least one of the layers in the form of a solid composite material, in particular hardened carbon fiber, and connected to soft materials, and can be used in the manufacture of pillows, suitcases, upholstered furniture, and vehicle upholstery , carpets, etc.
Известен способ изготовления армированной волокном композитной конструкции (заявка US 20200307153, опубл. 01.10.2020), включающей множество листов, армированных углеродным волокном, которые ламинированы; и шов, проходящий через один или несколько листов, армированных углеродным волокном, при этом углеродные волокна в листе расположены в одном направлении. Способ получения композитной конструкции включает: ламинирование множества листов, армированных углеродным волокном; обработку одного или нескольких ламинированных листов, армированных углеродным волокном швом; и формирование композитной конструкции путем формования и отверждения ламинированных листов.There is a known method for manufacturing a fiber-reinforced composite structure (application US 20200307153, published 10/01/2020), including a plurality of carbon fiber-reinforced sheets that are laminated; and a seam extending through one or more carbon fiber reinforced sheets, the carbon fibers in the sheet being oriented in the same direction. A method for producing a composite structure includes: laminating a plurality of carbon fiber reinforced sheets; processing one or more laminated sheets reinforced with carbon fiber seam; and forming a composite structure by molding and curing laminated sheets.
Известен способ изготовления детали внутренней отделки транспортного средства (патент FR 3121866, опубл. 21.10.2022), содержащей соединенные между собой открытый верхний композитный слой и нижний поддерживающий слой. Способ включает: создание верхнего композитного слоя, содержащего гибкий поверхностный слой, в частности типа кожи или текстиля, эластично сжимаемый слой и, необязательно, слой функционального или технического назначения, и соединение поддерживающего слоя с указанным верхним композитным слоем путем сшивки.There is a known method for manufacturing vehicle interior trim parts (patent FR 3121866, published 10.21.2022), containing an open upper composite layer and a lower supporting layer connected to each other. The method includes: creating a top composite layer comprising a flexible surface layer, in particular of the leather or textile type, an elastically compressible layer and, optionally, a functional or technical layer, and connecting the support layer to said top composite layer by crosslinking.
Известен способ изготовления многоосного текстильно-полимерного материала (патент US 11692306, опубл. 04.07.2023), включающий пропитку термореактивной смолой многоосного ламината из текстильного материала, содержащего листы из пучков волокон, уложенные слоями под разными углами, причем листы из пучков волокон содержат однонаправленные пучки волокон прошитые сшивающими нитями, состоящими из термопластичной смолы, причем многоосный ламинат текстильного материала пронизывают в направлении толщины стежками таким образом, что нити совершают возвратно-поступательное движение с заданными интервалами в продольном направлении; отверждение термореактивной смолы; и процесс формирования двухфазной непрерывной структуры.There is a known method for manufacturing a multiaxial textile-polymer material (US patent 11692306, published on July 4, 2023), which includes impregnation with a thermosetting resin of a multiaxial laminate of textile material containing sheets of fiber bundles laid in layers at different angles, and the sheets of fiber bundles contain unidirectional bundles fibers stitched with stitching threads consisting of a thermoplastic resin, the multiaxial laminate of textile material being pierced in the thickness direction with stitches in such a way that the threads reciprocate at predetermined intervals in the longitudinal direction; curing of thermosetting resin; and the process of formation of a two-phase continuous structure.
В известных решениях рассматривается возможность получения многослойных структур, в т.ч. с применением композитных материалов. Однако в них не предусмотрена возможность вшивки твердых композиционных материалов в мягкий материал. Недостатком вышеуказанных технических решений является недолговечность конструкции, отсутствие прочного соединения слоев, высокая изностойкость, повышенная влагостойкость, низкая термоизоляция и плотность изделий.Known solutions consider the possibility of obtaining multilayer structures, incl. using composite materials. However, they do not provide the ability to sew hard composite materials into soft material. The disadvantage of the above technical solutions is the fragility of the structure, the lack of a strong connection between the layers, high wear resistance, increased moisture resistance, low thermal insulation and density of the products.
Техническая задача заявляемого изобретения заключается в эффективном и простом соединении твердого композитного материала с мягкими материалами.The technical objective of the claimed invention is to effectively and simply combine hard composite material with soft materials.
Технический результат изобретения - простой и надежный способ крепления твердого композитного материала к мягкому материалу изделия, а также обеспечение ровной поверхности материала без выступов.The technical result of the invention is a simple and reliable method of attaching a hard composite material to the soft material of a product, as well as ensuring a smooth surface of the material without protrusions.
Технический результат достигается тем, что способ соединения твердого композитного материала с мягкими материалами включает изготовление основы путем укладки в оснастку слоя армирующего материала и промежуточного структурного слоя и поверх них верхнего гибкого слоя, причем верхний гибкий слой выполнен с площадью поверхности, превышающей площадь поверхности слоев, выложенных в оснастке и образующий ступень; пропитка основы связующим с последующим отверждением; изготовление заготовки из мягкого листового материала по форме упомянутой ступени основы; укладку сформированной заготовки на основу в области упомянутой ступени и соединение с ней путем пришивания.The technical result is achieved in that the method of connecting a hard composite material with soft materials includes manufacturing a base by placing a layer of reinforcing material and an intermediate structural layer and an upper flexible layer on top of them, wherein the upper flexible layer is made with a surface area exceeding the surface area of the layers laid out in the equipment and forming a step; impregnation of the base with a binder followed by curing; manufacturing a blank from soft sheet material in the shape of said base step; laying the formed workpiece on the base in the area of the mentioned step and connecting it to it by sewing.
Изобретение иллюстрируется следующими фигурами:The invention is illustrated by the following figures:
На фиг. 1 представлен общий вид основания;In fig. 1 shows a general view of the base;
На фиг. 2 представлен пример расположения соединяемых слоев изделия.In fig. Figure 2 shows an example of the arrangement of the connected layers of the product.
Способ соединения твердого композитного материала с мягкими материалами, включающий изготовление основы путем укладки в оснастку слоя углеткани либо другого армирующего материала (кевлар, арамид,алютекс), промежуточного структурного слоя из вспененного полимерного материала, и/или слоя армирующего материала, и/или слоя нетканого материала и поверх промежуточного слоя верхнего гибкого слоя, причем верхний гибкий слой выполнен с площадью поверхности, превышающей площадь нижнего и промежуточного слоев, и образующего ступень; пропитку основы связующим с последующим отверждением; изготовление заготовки из мягкого листового материала по форме упомянутой ступени основы; укладку сформированной заготовки на основу в области упомянутой ступени и соединение с ней путем пришивания.A method of joining a hard composite material with soft materials, including manufacturing a base by placing a layer of carbon fabric or other reinforcing material (Kevlar, aramid, alutex), an intermediate structural layer of foamed polymer material, and/or a layer of reinforcing material, and/or a non-woven layer into the equipment. material and on top of the intermediate layer of the upper flexible layer, the upper flexible layer having a surface area greater than the area of the lower and intermediate layers and forming a step; impregnation of the base with a binder followed by curing; manufacturing a blank from soft sheet material in the shape of said base step; laying the formed workpiece on the base in the area of the mentioned step and connecting it to it by sewing.
Способ согласно настоящему изобретению включает:The method according to the present invention includes:
- изготовление основы 1 из слоя углеткани либо иного армирующего материала с наложенным на него последовательно промежуточным структурным слоем и верхнего гибкого слоя, причем основу изготавливают с заранее сформированной посредством верхнего гибкого материала ступенькой 2 по всему периметру, таким образом, что центральная часть основы (армирующий слой и промежуточный структурный слой) находятся выше указанной ступеньки 2;- manufacturing a base 1 from a layer of carbon fiber or other reinforcing material with a sequentially applied intermediate structural layer and an upper flexible layer, wherein the base is made with a step 2 pre-formed by means of the upper flexible material along the entire perimeter, so that the central part of the base (reinforcing layer) and intermediate structural layer) are located above said step 2;
- пропитку основы 1 связующим с последующим отверждением;- impregnation of the base with 1 binder followed by curing;
- изготовление заготовки из мягкого листового материала по форме ступеньки 2 основы 1 путем вырезания;- manufacturing a blank from soft sheet material in the shape of the step 2 of the base 1 by cutting;
- укладку сформированной заготовки на ступеньку 2 по периметру основы 1 и соединение с основой 1 путем пришивания к мягкому слою основы 1.- laying the formed blank on step 2 along the perimeter of base 1 and connecting it to base 1 by sewing to the soft layer of base 1.
Промежуточный слой предназначен для обеспечения необходимой жесткости изделия и может быть выполнен из вспененного полимерного материала и/или армирующего материала и/или нетканого материала.The intermediate layer is designed to provide the necessary rigidity of the product and can be made of foamed polymer material and/or reinforcing material and/or non-woven material.
В качестве вспененного полимерного материала может быть использован поливинилхлорид (пвх) с закрытой либо открытой ячеистой структурой.Polyvinyl chloride (PVC) with a closed or open cellular structure can be used as a foamed polymer material.
В качестве армирующего слоя промежуточного слоя может быть использован слой углеткани, стеклоткани.A layer of carbon fabric or fiberglass can be used as a reinforcing layer of the intermediate layer.
В качестве нетканого материала промежуточного слоя может быть использован коремат, конструкционный пенопласт, нетканное углеволокно, нетканное базальтовое волокно, стекломат, однонаправленные ткани.Coremat, structural foam, non-woven carbon fiber, non-woven basalt fiber, glass mat, and unidirectional fabrics can be used as a non-woven material for the intermediate layer.
В качестве гибкого слоя основы может быть использован базальтовая ткань или иной материал. Предпочтительно толщина слоя составляет от 0,2 до 0,6 мм. Ступенька, образованная указанным слоем нетканого материала, используется для пришивания с мягкими материалами, чтобы получить эффект ровной плоскости твердого композитного материала и основного материала изделия.Basalt fabric or other material can be used as a flexible base layer. Preferably the layer thickness is from 0.2 to 0.6 mm. The step formed by said layer of non-woven material is used for sewing with soft materials to obtain the effect of a flat plane between the hard composite material and the base material of the product.
Для изготовления заготовки могут быть использованы различные листовые материалы: ткань, искусственная или натуральная кожа и пр.To make the blank, various sheet materials can be used: fabric, artificial or genuine leather, etc.
Примеры осуществления изобретенияExamples of implementation of the invention
Пример 1Example 1
В оснастке - листовом оргстекле толщиной 2 мм - выполняют вырез по форме вшиваемой детали.In the equipment - sheet plexiglass 2 mm thick - a cutout is made in the shape of the part to be sewn.
Оргстекло укладывают на ровную гладкую поверхность (стекло, пластик, металл). В вырез оргстекла выкладывают заготовку на основе углеткани толщиной 0,2 мм и слой коремата (либо иного армирующего материала в зависимости от особенности изделия) толщиной 1,8 мм. Далее на оргстекло с выложенными внутри углетканью и слоем армирующего материала укладывают слой базальтового материала толщиной 0,4 мм. Таким образом, формируют основу 1 со ступенькой 2 по ее периметру.Plexiglas is laid on a flat, smooth surface (glass, plastic, metal). A 0.2 mm thick carbon fabric-based blank and a 1.8 mm thick layer of coremat (or other reinforcing material depending on the characteristics of the product) are placed in the plexiglass cutout. Next, a layer of basalt material 0.4 mm thick is laid on the plexiglass with carbon fiber and a layer of reinforcing material lined inside. Thus, a base 1 is formed with a step 2 along its perimeter.
После выкладки слоев собирают систему для вакуумной инфузии и осуществляют пропитку собранной многослойной заготовки эпоксидной либо полиэфирной либо винилэфирной смолой и отверждение заготовки основы. После полимеризации смолы заготовку извлекают из оснастки. При этом ступенька, образованная базальтовым материалом, пропитана смолой и далее к ней пришивают сквозным швом слой предварительно подготовленной заготовки из мягкого материала (например, кожи) толщиной 2 мм, имеющей форму указанной ступеньки. В коже вырезается отверстие под размер видимой части основы 1, ступенька при этом прячется под указанный слой мягкого материала и в результате изделие имеет ровную поверхность. Сформированную деталь дополнительно покрывают лаком.After laying out the layers, a system for vacuum infusion is assembled and the assembled multilayer workpiece is impregnated with epoxy or polyester or vinyl ester resin and the base workpiece is cured. After polymerization of the resin, the workpiece is removed from the tooling. In this case, the step formed by the basalt material is impregnated with resin and then a layer of a pre-prepared piece of soft material (for example, leather) 2 mm thick, shaped like the said step, is sewn to it using a through seam. A hole is cut in the leather to the size of the visible part of the base 1, the step is hidden under the specified layer of soft material and as a result the product has a smooth surface. The formed part is additionally coated with varnish.
Пример 2Example 2
В листовом оргстекле толщиной 3,6 мм выполняют вырез по форме вшиваемой детали. В вырез оргстекла выкладывают поочередно: слой углеткани 3 толщиной 0,2 мм, базальтовый лист 4 толщиной 0,4 мм и слой конструкционного пенополиэтилена 5 толщиной 3 мм. Далее на оргстекло с выложенной внутри углетканью и слоем вспененного материала укладывают слой базальтового материала 6 толщиной 0,4 мм. Таким образом, формируют основу 1 со ступенькой 2 по ее периметру. Дальнейшие этапы формирования детали аналогичны примеру 1.In sheet plexiglass with a thickness of 3.6 mm, a cutout is made in the shape of the part to be sewn. The plexiglass cutout is laid out alternately: a layer of carbon fabric 3 with a thickness of 0.2 mm, a basalt sheet 4 with a thickness of 0.4 mm and a layer of structural polyethylene foam 5 with a thickness of 3 mm. Next, a layer of basalt material 6 with a thickness of 0.4 mm is laid on the plexiglass with carbon fiber lined inside and a layer of foam material. Thus, a base 1 is formed with a step 2 along its perimeter. Further stages of part formation are similar to example 1.
Преимуществом заявляемого изобретения является возможность соединения материалов разной твердости с получением качественного изделия с большим сроком службы и имеющего ровную поверхность на месте стыка материалов. Кроме того, способ позволяет вшить в мягкий материал твердые композиционные материалы различных форм и размеров.The advantage of the claimed invention is the ability to connect materials of different hardness to obtain a high-quality product with a long service life and having a smooth surface at the junction of materials. In addition, the method allows hard composite materials of various shapes and sizes to be sewn into soft material.
Claims (6)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2821466C1 true RU2821466C1 (en) | 2024-06-24 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2406591C2 (en) * | 2004-11-30 | 2010-12-20 | Члены Правления Университета Калифорнии | Jointing diverse materials |
US10414305B2 (en) * | 2014-01-31 | 2019-09-17 | Tachi-S Co., Ltd. | Vehicle seat and method of manufacturing vehicle seat |
RU2739066C2 (en) * | 2016-05-13 | 2020-12-21 | Роквул Интернэшнл А/С | Method of connecting surfaces of two or more elements to each other and a product obtained using said method |
FR3121866A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-21 | Smrc Automotive Holdings Netherlands B.V. | Process for manufacturing a vehicle interior trim part and part obtained |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2406591C2 (en) * | 2004-11-30 | 2010-12-20 | Члены Правления Университета Калифорнии | Jointing diverse materials |
US10414305B2 (en) * | 2014-01-31 | 2019-09-17 | Tachi-S Co., Ltd. | Vehicle seat and method of manufacturing vehicle seat |
RU2739066C2 (en) * | 2016-05-13 | 2020-12-21 | Роквул Интернэшнл А/С | Method of connecting surfaces of two or more elements to each other and a product obtained using said method |
FR3121866A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-21 | Smrc Automotive Holdings Netherlands B.V. | Process for manufacturing a vehicle interior trim part and part obtained |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5569344A (en) | Methods of producing structurally reinforced thermoplastic-fabric composite contruction material that are moldable | |
US5132166A (en) | Semirigid luggage shell and method for its production | |
US5994245A (en) | Laminated product for use in footwear manufacturing | |
US4410577A (en) | Woven layered cloth reinforcement for structural components | |
US4888234A (en) | Formable fiber composite | |
US5047276A (en) | Multilayered textile complex based on fibrous webs having different characteristics | |
JP5658176B2 (en) | Fiber-reinforced resin sheet and fiber-reinforced resin molded body using the same | |
US7168272B2 (en) | Crimp-free infusible reinforcement fabric | |
EP0822062B1 (en) | Fiber-reinforced plastic using a composite substrate | |
KR900004485A (en) | Manufacturing method of moldable composite material | |
JP2013126790A (en) | Fibre-reinforced resin moulding, and vehicle interior material using the same | |
US4867086A (en) | Method of making a dry fiber form and composites prepared therefrom | |
RU2821466C1 (en) | Method of connecting hard composite material with soft materials by means of sewing | |
AU2019393078A1 (en) | Composite laminate resin and fiberglass structure | |
CZ289196B6 (en) | Textile article, process of its production and layered composite article | |
CA2537941C (en) | Crimp-free infusible reinforcement fabric and composite reinforced material therefrom | |
US20070010154A1 (en) | Reinforcement material | |
EP3456530B1 (en) | Multilayer composite material and related production method | |
KR20160122499A (en) | Laminated material for molding composite | |
KR102671478B1 (en) | Fiber composite manufactured using stitching and method for manufacturing the same | |
JP2013035244A (en) | Fiber-reinforced resin molding and vehicle interior material using the same | |
US20230303011A1 (en) | Method of manufacturing a vehicle trim element and associated trim element | |
JP2949350B2 (en) | Fiber-reinforced resin molding having hemispherical curved surface and method for producing the same | |
TW201834842A (en) | Fiber reinforced composite body | |
JP2002120315A (en) | Fiber reinforced plastic molded article having three- layer structure, and its manufacturing method |