Procedimiento para depositar cintas grandes de fibras textiles.

Procedimiento para depositar cintas de fibras textiles (10) sobre una forma de componente para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras, en el que la cinta de fibras textiles

(10) está presente en forma de un rollo (1), en el que la deposición se realiza de forma totalmente automática por medio de robot (50, 60), y

- el extremo de la cinta de fibras textiles (10) a depositar es agarrado por medio de pinzas de tela (5) soportadas por robot y es colocado sobre la forma del componente,

- la cinta de fibras textiles (10) es desenrollada desde el rollo (1) por medio de devanadores de tela (11) soportados por robot y es depositada sobre la forma del componente,

- durante la deposición se realiza un festoneo de la cinta de fibras textiles (10) por medio de una pluralidad de chapas deslizantes (21) calientes, alojadas flexibles, soportadas por robot y por medio de rodillos calientes (27) alojados móviles soportados por robot, de manera que a través de presión sobre la cinta de fibras textiles (10) se adapta la cinta de fibras textiles (10) a una superficie curvada de la forma del componente,

- el proceso de deposición es supervisado continuamente con respecto a una velocidad de deposición constante y se corrige automáticamente, dado el caso, la velocidad de deposición,

- se supervisa la alineación de la cinta de fibras textiles (10) con relación a la forma el componente continuamente a través de medios ópticos (13) y, dado el caso, se corrige,

- se colocan las cintas de fibras textiles (10) en forma de cintas de fibras textiles (10) secas grandes con una anchura de al menos 500 mm, que presentan sobre su superficie una tela no tejida aglutinante.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07021377.

Solicitante: Airbus Defence and Space GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Willy-Messerschmitt-Strasse 1 85521 Ottobrunn ALEMANIA.

Inventor/es: STADLER, FRANZ, MULLER-HUMMEL, PETER, SCHOLLER,JOCHEN, TER,PATRICK, BERCHTHOLD,GERD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/54 (Elementos constitutivos, detalles o accesorios; Operaciones auxiliares)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/38 (Apilado (lay-up) automático, es decir, utilizando robots, aplicando filamentos según modelos predeterminados)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/56 (Tensado de los refuerzos antes o durante la conformación)

PDF original: ES-2541775_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para depositar cintas grandes de fibras textiles La invención se refiere a un procedimiento para depositar cintas grandes de fibras textiles, en particular de fibras-C, para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras (por ejemplo, CFK, GFK, etc.) . Por una cinta grande de fibras textiles de este tipo se entienden aquéllas que tienen una anchura de al menos 500 mm.

Ya se conocen procedimientos automáticos de deposición para secciones individuales de fibras sin fin, ver el documento DE 42 12 135 C2.

También se conocen procedimientos de deposición manuales para tiras de CFK pre-impregnadas, las llamadas cintas (US 4.997.508) . Puesto que estas cintas se fijan inmediatamente durante la deposición debido a la preimpregnación, no es posible un procesamiento automático sin problemas. La anchura de estas cintas tiene, en general, sólo algunos centímetros.

Las cintas grandes de fibras textiles de fibras-C (por ejemplo, en forma de esteras con una anchura de 1, 27 m, que corresponden a 50 pulgadas y una longitud de hasta 6 m) , como se emplean en la construcción de aviones, solamente se pueden colocar hasta ahora manualmente. Sin embargo, la deposición manual de cintas de esteras tan grandes solamente es posible con precisión limitada. Resultan huecos entre cintas vecinas así como ondulaciones dentro de una cinta.

El documento DE 697 17 053 T2 describe una cabeza de colocación de la cinta para la fabricación de placas compuestas a través de la deposición de cintas de fibras textiles. El extremo de la cinta de fibras textiles preimpregnada con resina a depositar es emplazado sobre un molde de componente. A través del desplazamiento de la cabeza de colocación de la cinta se desenrolla la cinta de fibras textiles desde un rollo y se deposita sobre una forma del componente. Por medio de un rodillo se realiza al mismo tiempo que la deposición un festoneo de la cinta de fibras textiles.

El documento EP 1 334 819 A1 describe un procedimiento para depositar cintas de fibras pre-impregnadas, en el que la alineación de las cintas depositadas se supervisa continuamente por medio de cámara. Por lo demás, están presentes medios, con los que se supervisa el proceso de deposición continuamente con respecto a una velocidad de deposición predeterminada.

El documento EP 0 680 818 A2 y el documento EP 0 846 551 describen un dispositivo para depositar cinta de fibras muy finas, pre-impregnadas, Con la finalidad de la deposición de la cinta de fibras así como para su compactación están presentes rodillos alojados móviles en el documento EP 0 680 818.

En el documento US 2006/0180270 A1 se publica un procedimiento para depositar cintas de fibras textiles tanto secas como también pre-impregnadas. En este caso, la alineación de las cintas de fibras textiles con relación a la forma del componente se puede supervisar continuamente a través de medios ópticos.

El cometido de la invención de crear un procedimiento para depositar cintas grandes de fibras textiles, con el que se consigue una buena calidad de los componentes de plástico reforzado con fibras fabricados, en particular deben evitarse huecos entre las fibra, ondulaciones de las fibras y retracción de las fibras también en el caso de formas superficiales complicadas.

Este cometido se soluciona con el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 Las formas de realización ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes.

Con la invención se realiza un procedimiento totalmente automático para depositar cintas grandes de fibras textiles, en particular de fibras-C, fibras de vidrio o fibras de aramida. Frente a los procedimientos manuales se puede conseguir una calidad elevada del componente, puesto que se puede evitar en gran medida especialmente una retracción de las fibras y se puede conseguir una buena adaptación a la forma del componente.

Las cintas de fibras textiles a depositar están presentes en forma de materiales secos, es decir, que no están preimpregnados con resina. Mantienen su propiedad adhesiva, por ejemplo, a través de una tela no tejida aglutinante, por ejemplo termoplástico, aplicada sobre la superficie, que se funde a través de actuación de calor.

Las cintas de fibras textiles secas tienen la ventaja de que las fibras individuales están fijadas de otra manera que en el caso de materiales pre-impregnados, sino que en su lugar permanecen móviles dentro de la estructura de fibras. A través del proceso de festoneo, las cintas de fibras textiles se pueden adaptar de esta manera muy bien a una superficie curvada del componente. El proceso de festoneo incluye en este caso no sólo una compactación del material de fibras. En su lugar se realiza dentro de la estructura de las fibras una modificación de los ángulos de las fibras. Se modifica el desarrollo de las fibras entre sí. A través de esta flexibilidad del material de fibras se posibilita una deposición de cintas grandes de fibras textiles con una anchura de al menos 500 mm.

Para conseguir la adaptación a superficies curvadas, se emplean de acuerdo con la invención unos medios de festoneo, que se caracterizan por gran flexibilidad y movilidad. En este caso se trata de chapas deslizantes o de rodillos alojados móviles.

Las cintas de fibras textiles a depositar presentan en formas de realización preferidas un área de al menos 3 m2.

Una cinta de fibras textiles puede estar presente especialmente como estera (varias telas no tejidas colocadas superpuestas y fijadas, por ejemplo cosidas) o como tejido (fibras individuales tejidas entre sí) . Las cintas de fibras textiles presentan, en general, cantos paralelos, pero las cintas pueden estar perfiladas también de manera opcional (por ejemplo, presentando cantos curvados al menos por secciones) .

A continuación se explica en detalle la invención con la ayuda de ejemplos de realización concretos con referencia a los dibujos. Éstos muestran las siguientes etapas individuales del procedimiento:

Figura 1; agarre de una cinta de fibras textiles.

Figura 2: emplazamiento de la cinta de fibras textiles.

Figura 3: deposición de la cinta de fibras textiles.

Figura 4: deposición de la cinta de fibras textiles con control óptico de los cantos de la cinta.

Figura 5: medición del diámetro del rollo de fibras textiles para asegurar una deposición uniforme.

Figura 6: supervisión continua de la tracción de la cinta de fibras textiles por medio de rodillo oscilante.

Figura 7: festoneo de la cinta de fibras textiles - variante 1.

Figura 8: festoneo de la cinta de fibras textiles - variante 2.

Figura 9: fijación de la cinta de fibras textiles durante el agarre de la cinta de fibras textiles.

Figura 10: corte de una cinta de fibras textiles Las figuras 1 a 3 muestran las tres etapas principales del procedimiento de acuerdo con la invención, aquí en el ejemplo de una superficie esencialmente lisa de un componente. No obstante, el procedimiento de acuerdo con la invención es adecuado también y especialmente para la deposición sobre superficies curvadas discrecionalmente.

En la figura 1 se representa en primer lugar el agarre de la cinta de fibras textiles 10 seca a depositar por medio de pinzas de tela 5. La cinta de fibras textiles 10 está enrollada en forma de rollo (rollo 1) sobre un eje de rollo accionado. El eje del rollo está dispuesto en un devanador de tela 11, que está soportado por un robot 60.

Las pinzas de tela 5 soportadas por un segundo robot 50 se mueven en posición. El devanador de tela 11 posiciona el canto de la cinta de fibras textiles 10 sobre una ranura de alojamiento 7 (figura 9) de las pinzas de tela 5, a continuación se desenrolla... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para depositar cintas de fibras textiles (10) sobre una forma de componente para la fabricación de componentes de plástico reforzado con fibras, en el que la cinta de fibras textiles (10) está presente en forma de un rollo (1) , en el que la deposición se realiza de forma totalmente automática por medio de robot (50, 60) , y -el extremo de la cinta de fibras textiles (10) a depositar es agarrado por medio de pinzas de tela (5) soportadas por robot y es colocado sobre la forma del componente, -la cinta de fibras textiles (10) es desenrollada desde el rollo (1) por medio de devanadores de tela (11) soportados por robot y es depositada sobre la forma del componente, -durante la deposición se realiza un festoneo de la cinta de fibras textiles (10) por medio de una pluralidad de chapas deslizantes (21) calientes, alojadas flexibles, soportadas por robot y por medio de rodillos calientes (27) alojados móviles soportados por robot, de manera que a través de presión sobre la cinta de fibras textiles (10) se adapta la cinta de fibras textiles (10) a una superficie curvada de la forma del componente, -el proceso de deposición es supervisado continuamente con respecto a una velocidad de deposición 15 constante y se corrige automáticamente, dado el caso, la velocidad de deposición, -se supervisa la alineación de la cinta de fibras textiles (10) con relación a la forma el componente continuamente a través de medios ópticos (13) y, dado el caso, se corrige, -se colocan las cintas de fibras textiles (10) en forma de cintas de fibras textiles (10) secas grandes con una anchura de al menos 500 mm, que presentan sobre su superficie una tela no tejida aglutinante.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la supervisión del proceso de deposición son relación a una velocidad de deposición constante se realiza porque se supervisa la cinta de fibras textiles (10) a depositar continuamente a tracción.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la supervisión continua a la tracción de la cinta de fibras textiles (10) se realiza por medio de rodillo oscilante (17) .

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que se asegura una velocidad de deposición constante por que se mide continuamente el diámetro del rollo (1) .

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la supervisión del proceso de deposición se realiza con respecto a una velocidad de deposición constante, de tal manera que por medio de barrera óptica se mide la posición de la sección desenrollada momentáneamente desde el rollo (1) de la cinta de fibras textiles (10)

con relación a un valor teórico.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cinta de fibras textiles (10) depositada se separa desde el rollo (1) cuando se alcanza la posición final de deposición por medio de cuchillas (33) soportadas por robot.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la alineación continua de la cinta de fibras textiles (10) se realiza de tal manera que se proyecta sobre la forma del componente un canto óptico teórico de la cinta (12) , que es detectado por un sensor óptico (13) en el lado del rollo.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el agarre del extremo de la cinta de fibras textiles (10) a depositar se realiza por medio de pinzas de tela (5) , de manera que la fijación de la cinta de fibras textiles (10) en las pinzas de tela (5) se realiza a través de la expansión de un elemento elástico inflable (6) .