Sistema y método de extensión de tejido automatizado.

Un dispositivo (10) para aplicar un tejido impregnado de resina (18) a un sustrato

(16), comprendiendo el dispositivo:

una superficie (44) que se mueve con respecto al sustrato (16) y se ajusta al sustrato (16), comprendiendo la superficie (44):

una capa de material compatible para su uso con la resina; y

caracterizado por que la superficie comprende además:

un primer borde (50) dispuesto en la parte delantera de la superficie (44) con respecto al movimiento del dispositivo en el tejido, estando curvado el primer borde (50) con una parte central del primer borde (50) que está relativamente adelantada a un par de partes laterales del primer borde.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/035563.

Solicitante: THE BOEING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: NELSON,W. R, DOWLING,MICHAEL C, STEPHEN,MARK K, ROYAL,RAYMOND L, HARBAUGH,C. TIM.

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,... > B29C70/38 (Apilado (lay-up) automático, es decir, utilizando robots, aplicando filamentos según modelos predeterminados)

PDF original: ES-2532498_T3.pdf

 

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Sistema y método de extensión de tejido automatizado.

Fragmento de la descripción:

Sistema y método de extensión de tejido automatizado

Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a un dispositivo, sistema de fabricación de un artículo compuesto.

Antecedentes de la invención

Las estructuras compuestas se construyen habitualmente a partir de múltiples capas o estratos. Las capas, a su vez, están compuestas generalmente de una serie de pasadas que se solapan ligeramente o son colindantes entre sí. Estas pasadas pueden incluir una diversidad de materiales tales como vidrio, aramida, y fibra de carbono, otras fibras diversas, y similares. Además, las fibras se pueden orientar en una dirección individual o se pueden tejer en un tejido. El material de la pasada puede estar además preimpregnado con una resina y se dispensa a menudo desde un rodillo. En la forma de rodillo, el material de la pasada incluye habitualmente una película separadora o una película de reverso de plástico, papel, o similar. Esta película de reverso evita generalmente que el material de la pasada revestido o preimpregnado de resina (prepreg) se adhiera a sí mismo.

Las pasadas se extienden generalmente en la forma o se mecanizan a lo largo de una "trayectoria natural" del material de la pasada. La expresión "trayectoria natural" se refiere a la trayectoria que seguiría el material de la pasada si se enrollara en la superficie de la máquina. Las desviaciones de la trayectoria natural se consiguen generalmente aplicando una fuerza a través del ancho del material de la pasada. Cuando la fuerza aplicada excede la capacidad de flexión del material, forma arrugas o puentes en el material de la pasada. Además, cuanto más ancha es la pasada, más propenso es el material de la pasada a arrugarse. Sin embargo, en general, es ventajoso utilizar material de pasada relativamente ancho para aumentar las velocidades de extensión. Los métodos convencionales de construir estructuras compuestas contorneadas a partir de material de pasada de tejido emplean técnicos expertos para extender a mano el tejido. Estos técnicos tiran de los bordes y de las esquinas del tejido para deformar o enrejar la onda del tejido. De ese modo, se induce al tejido para que se ajuste al contorno.

Cuando se extiende una pasada adyacente a una pasada aplicada previamente la trayectoria natural de la pasada a través de un contorno puede causar que las pasadas diverjan o converjan. Con el fin de evitar huecos o un solapamiento excesivo, el borde del extremo o el perfil de la pasada se recorta para mantener una relación apropiada. Los métodos convencionales de recorte o perfilado también emplean generalmente técnicos artesanos para realizar estas tareas. En consecuencia, la extensión a mano de superficies contorneadas con material de pasada de tejido es cara y requiere mucho tiempo.

Por lo tanto, es deseable proporcionar un sistema para generar artículos compuestos que sea capaz de superar las desventajas que se describen presente documento al menos en cierto grado El documento de Patente US 5352306 divulga una máquina de extensión de cinta para extender cinta plástica sobre una superficie trabajo para producir una estructura plástica reforzada.

Sumario de la invención

Las necesidades anteriores se satisfacen, en gran medida, mediante la presente invención, donde en algunas realizaciones se proporciona un sistema de laminación automatizado para generar artículos compuestos a partir de material de capa de tejido y un método para usar al sistema.

Una realización de la presente invención se refiere a un dispositivo para aplicar un tejido impregnado de resina a un sustrato. El dispositivo incluye una superficie que tiene una capa de material y un primer borde. La superficie se mueve con respecto al sustrato y se ajusta al sustrato. La capa de material es compatible para su uso con la resina. El primer borde se dispone en la parte delantera de la superficie con respecto al movimiento del dispositivo en el tejido. El primer borde está curvado con una parte central del primer borde que está relativamente adelantada 55 respecto a un par de porciones laterales del primer borde.

Otra realización de la presente invención se refiere un dispositivo para aplicar un tejido impregnado de resina a un sustrato. El dispositivo incluye un carrete de suministro, un sistema de corte, y una zapata de presión. El carrete de suministro suministra el tejido impregnado de resina. El sistema de corte corta el tejido impregnado de resina. La zapata de presión presiona el tejido impregnado de resina sobre el sustrato. La zapata de presión incluye una superficie que tiene una capa y un primer borde. La superficie se mueve con respecto al sustrato y se ajusta al sustrato. La capa de material es compatible para su uso con la resina. El primer borde está dispuesto en la parte delantera de la superficie con respecto al movimiento de la zapata de presión en el tejido. El primer borde está curvado con una parte central del primer borde que está relativamente adelantada respecto a un par de porciones 65 laterales del primer borde.

Otra realización más de la presente invención se refiere un sistema para fabricar un artículo compuesto a partir de un tejido impregnado de resina colocado en una forma de extensión. El sistema incluye una máquina de laminación de tejido que incluye un efector final. La máquina de laminación de tejido mueve el efector final a lo largo de una trayectoria natural a través de la forma de extensión. El efector final incluye un carrete de suministro y una zapata de presión. El carrete de suministro mantiene el suministro del tejido impregnado de resina. El tejido impregnado de resina se retira del carrete de suministro a una velocidad de alimentación. La zapata de presión presiona el tejido impregnado de resina en la forma de extensión. La zapata de presión incluye una superficie que tiene una capa de material y un primer borde. La superficie se mueve con respecto a la forma de extensión y se ajusta a la forma de extensión. La capa de material es compatible para su uso con la resina. El primer borde está dispuesto en la parte delantera de la superficie con respecto al movimiento de la zapata de presión en el tejido impregnado de resina. El primer borde está curvado con una parte central del primer borde que está relativamente adelantada respecto a un par de porciones laterales del primer borde.

Un ejemplo que no entra dentro del alcance de la presente invención se refiere a un aparato para fabricar un artículo compuesto a partir de un material colocado en una forma de extensión. El aparato incluye medios para determinar una primera ubicación en la forma de extensión para colocar el material, medios para determinar una segunda ubicación en la forma de extensión para detener la colocación del material, y medios para cortar el material para generar un primer borde que se ajusta básicamente a la forma de extensión en la primera ubicación en respuesta a que el primer borde es diferente de la forma de extensión en la primera ubicación. Además, el aparato incluye medios para pegar el primer borde a la forma de extensión en la primera ubicación y medios para aplicar el material a lo largo de una trayectoria natural de la forma de extensión entre la primera ubicación y la segunda ubicación. El material se hace salir de aproximadamente una línea central longitudinal del material mediante el movimiento de una superficie curvada con respecto al material. El aparato incluye además medios para cortar el material para generar un segundo borde que se ajusta básicamente a la forma de extensión en la segunda ubicación en respuesta a la aproximación a la segunda ubicación.

Otro ejemplo que no entra dentro del alcance de la presente invención se refiere a un método para fabricar un artículo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo (10) para aplicar un tejido impregnado de resina (18) a un sustrato (16) , comprendiendo el dispositivo:

una superficie (44) que se mueve con respecto al sustrato (16) y se ajusta al sustrato (16) , comprendiendo la superficie (44) :

una capa de material compatible para su uso con la resina; y 10 caracterizado por que la superficie comprende además:

un primer borde (50) dispuesto en la parte delantera de la superficie (44) con respecto al movimiento del dispositivo en el tejido, estando curvado el primer borde (50) con una parte central del primer borde (50) que está relativamente adelantada a un par de partes laterales del primer borde.

2. El dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende además:

un conjunto de corte (32) para cortar el tejido (18) .

3. El dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 2, donde el conjunto de corte (32) se configura para llevar a cabo cortes finales y cortes de perfil.

4. El dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 3 que comprende además:

un tambor de corte de vacío (26) que soporta el tejido (18) durante el corte del tejido, comprendiendo el tambor de corte de vacío:

un cilindro poroso (28) ; una cámara de vacío (30) para extraer aire a través del cilindro poroso (28) ;

accesorios para conectar la cámara de vacío a una fuente de vacío; y un sello (S) para generar una interfase básicamente impermeable al gas entre los accesorios y el cilindro poroso, un segundo borde dispuesto en la parte posterior de la superficie (44) con respecto al movimiento del dispositivo en el tejido (18) ; y un puerto de vacío (48) dispuesto entre el primer borde (50) y el segundo borde, teniendo el puerto de vacío (48) una fuerza de vacío para retirar el tejido del tambor de corte de vacío (26) .

5. El dispositivo (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que comprende además:

un carrete de suministro (20) para suministrar el tejido (18) a un módulo de zapata de presión (34) para presionar el tejido (18) sobre el sustrato (16) y ajustarse al sustrato, donde el módulo de zapata de presión (34) comprende:

la superficie (44) , que incluye la capa de material y 45 el borde delantero (50) .

6. El dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 5, donde el conjunto de corte se configura para cortar un borde delantero, un borde trasero y un perfil del tejido (18) .

7. El dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 5, donde el módulo de zapata de presión (34) comprende además:

una conexión (40) para facilitar el movimiento del módulo de zapata de presión (34) desde una posición de transferencia a una posición de colocación, facilitando la posición de transferencia la retirada del tejido (18) del 55 sistema de corte, facilitando la posición de colocación la aplicación del tejido al sustrato (16) ; y un accionador (64) para aplicar una torsión mecánica a la conexión (40) , donde la torsión mecánica aplicada hace que se mueva el módulo de zapata de presión.