Un procedimiento de fabricación de un artículo de material compuesto reforzado con fibras que presenta al menos una porción localmente situada,

marcadamente curvada, en el que la porción marcadamente curvada presenta una porción central sustancialmente convexa (29) y unas porciones contiguas laterales sustancialmente cóncavas (30, 32), comprendiendo dicho procedimiento la conformación de un montaje mediante las etapas de: - la superposición de una pluralidad de hojas de fibras preimpregnadas (17) para conformar un laminado (18) sobre una superficie de un molde (10), la cual se corresponde con la superficie del artículo que va a ser conformado, - la colocación de un elemento separado sustancialmente rígido (20; 34) de transferencia de la presión sobre el laminado (18) en el emplazamiento de la al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada (12; 14) de la superficie del molde, presentando dicho elemento (20; 34) de transferencia de la presión una superficie interna (21; 36) encarada hacia el laminado (18) y configurada en correspondencia con el perfil de dicha poción curvada (12; 14) del molde (10), - la colocación de una membrana flexible (28) sobre el laminado (18) y sobre las superficies separadas externas (24, 26; 40, 42) del al menos un elemento (20; 34) de transferencia de la presión, - evacuar el aire de un espacio situado entre la membrana (28) y el laminado (18) para provocar que la membrana (28) deprima el laminado (18) para conformarse completamente a la forma de la superficie del molde ejerciendo directamente una presión sobre el laminado (18) y ejerciendo indirectamente una presión sobre las superficies externas separadas (24, 26; 40, 42) del elemento intermedio (20; 34) de transferencia de la presión, la membrana (28) solo encaja con las secciones de superficie separadas (24, 26; 40, 42) de los elementos (20, 34), deprimiendo de esta manera localmente el laminado (18) para formar dicha porción marcadamente curvada (12, 14) del molde; y - el desarme del montaje

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, a un procedimiento de fabricación de un artículo de material compuesto reforzado con fibras. Más concretamente, la invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un artículo de material compuesto reforzado con fibras que presenta al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada, como por ejemplo un rebajo, un surco, un saliente, una arista o similares.

La invención se refiere, así mismo, a un componente de herramienta específico para constituir, en un artículo de material compuesto reforzado con fibras al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada.

2. Descripción de la técnica relacionada

En la fabricación de productos de peso ligero resistentes de un material compuesto reforzado con fibras para, por ejemplo, la industria aeronáutica, como por ejemplo superficies de control, flaps, puertas, portezuelas, paneles integrales o similares, pueden surgir problemas para constituir de forma precisa unos rebajos o salientes marcadamente curvados en el producto debido a la capacidad limitada de una membrana flexible sometida al vacío para seguir el perfil de dichas secciones marcadamente curvadas de la matriz, y, por consiguiente, disminuir el tamaño de la superposición de capas de un laminado de hojas de fibras dentro de estas secciones durante la aplicación de vacío en la membrana. Esto requerirá la etapa adicional de aplicar unas fuerzas externas sobre la membrana por medio de un autoclave o dispositivo similar.

Es conocido el sistema de utilizar unos componentes de una herramienta auxiliar para mejorar la conformación de las secciones esquineras de productos de material compuesto reforzado con fibras. El documento US 2006/0068170 A1 divulga un procedimiento y un herramental auxiliar para aplicar presión sobre un laminado de hojas de fibras con el fin de conformar adecuadamente dos porciones esquineras de un producto en su totalidad con forma de U. Con este fin, un elemento de herramienta auxiliar flexible con forma de U que presenta una sección central o de base curvada cóncavamente y dos secciones esquineras opuestas es situado sobre el laminado dentro de un molde hembra. Cuando una membrana de cierre herméticamente cerrada es sometida al vacío, dicha membrana ejerce una presión sobre la sección de base flexible curvada del elemento de herramienta, determinando de esta manera que la sección de base se flexione hacia abajo para estirar el laminado adyacente expandiendo al mismo tiempo las porciones esquineras del elemento de herramienta hacia fuera en dirección a las correspondientes partes esquineras de la superficie del molde. Sin embargo, dicho elemento de herramienta no es apropiado para la conformación de productos de material compuesto reforzado con fibras que presenten al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada, como por ejemplo un rebajo constitutivo de un surco estrecho o de un saliente constitutivo de una arista del producto, esto es, cuando la membrana no es capaz de deprimir el laminado con la suficiente proximidad a la superficie del molde.

Así mismo, el documento EP 0 992 336 A1 divulga el uso de uno o más elementos de soporte auxiliares rígidos para la impregnación con resina y el endurecimiento de un artículo compuesto preconformado, por ejemplo un producto en forma de L, en una etapa adicional del procedimiento posterior a una etapa de preconformación, cuado la aplicación de vacío a las bolsas flexibles no es suficiente para soportar el material compuesto. Dichos elementos de soporte no son adecuados como herramientas auxiliares de conformación en una sola etapa de termoconformación sin el uso de fuerzas externas de, por ejemplo, unas porciones localmente situadas en un autoclave, marcadamente curvadas en una superposición de capas de hojas de fibras mediante la utilización de una membrana de cierre que puede ser sometida al vacío.

El documento EP 0 860 268 divulga un procedimiento de fabricación de unas piezas de plástico reforzadas con fibras que utiliza unos medios de transferencia de la presión rígidos situados localmente sometidos por debajo de la bolsa de vacío.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Constituye un objetivo primario de la presente invención proporcionar un procedimiento de fabricación mejorado de un artículo de material compuesto reforzado con fibras en el cual al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada, como por ejemplo un rebajo, un surco, un saliente, una arista o similares, puede ser conformada en una sola etapa mediante la utilización de la fuerza de una membrana flexible sometida al vacío sin necesidad de fuerzas externas adicionales. Con este fin, el procedimiento de la presente invención se caracteriza por las características definidas en la reivindicación independiente 1. De esta manera, es posible reducir al mínimo la manipulación y conseguir la superposición de capas de hojas de fibras y utilizar las llamadas capas de cintas para conformar un laminado preimpegnado sobre una superficie de un molde y para conformar el artículo en un proceso único de termoconformación sin tener que reconformar el artículo en una etapa precedente separada, ahorrando de esta manera tiempo y costes de producción.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un componente de herramienta específico para la conformación, en un artículo de un material compuesto reforzado con fibras, de al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada. Con este fin, la herramienta de la invención se caracteriza por las características distintivas de la reivindicación independiente 5. Mediante el encaje de secciones separadas superficiales externas del lado exterior del elemento de herramienta sustancialmente rígido, la membrana no necesita seguir la configuración o el perfil del rebajo o del saliente estrecho, dado que el elemento de herramienta rígido transferirá y aplicará por sí mismo una fuerza necesaria localmente sobre el laminado en el emplazamiento de la porción marcadamente curvada destinada a ser conformada en el artículo.

Otras características distintivas y detalles del procedimiento y de la herramienta de la presente invención se definen en las reivindicaciones dependientes y se describirán en la posterior descripción detallada con referencia a los dibujos que se acompañan

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Fig. 1 es una vista en perspectiva esquemática de una sección en corte longitudinal y transversal de un molde para la conformación de una mitad y una superficie de control de una aeronave que presenta unas configuraciones marcadamente curvadas en sus porciones marginales longitudinales;

la Fig. 2 es una vista en sección transversal esquemática de tamaño aumentado de un elemento de herramienta de la invención, de transferencia de la presión, sustancialmente rígido para conformar, en la parte izquierda de la Fig. 1 una primera porción localmente situada, marcadamente curvada, en un artículo de un material compuesto reforzado con fibras;

la Fig. 3 es una vista en sección transversal esquemática de tamaño aumentado de otro elemento de herramienta de transferencia de la presión, sustancialmente rígido, para la conformación en la parte derecha de la Fig. 1 de una segunda porción localmente situada, marcadamente curvada, en un artículo de un material compuesto reforzado con fibras;

la Fig. 4 es una vista esquemática de tamaño aumentado de la parte izquierda del molde de la Fig. 1 con un montaje de un laminado de hojas de fibras, de un elemento de transferencia de la presión y de una membrana flexible situada sobre la superficie del molde perfilado antes de una aplicación de vacío a la membrana; y

la Fig. 5 es una vista esquemática similar a la de la Fig. 4 pero que ilustra el conjunto en un estado comprimido acabado sobre la superficie del molde antes de una etapa de tratamiento térmico opcional del montaje.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERENTE

La Fig. 1 ilustra de manera esquemática, a modo de ejemplo, una sección en corte longitudinal y transversal, de un molde 10 para la conformación, en un procedimiento de termoconformación, de un artículo de un material compuesto reforzado con fibras. En particular, el procedimiento de la presente invención está relacionado con la fabricación de artículos que presentan porciones marcadamente curvadas, como por ejemplo rebajos y salientes, los cuales son difíciles... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de fabricación de un artículo de material compuesto reforzado con fibras que presenta al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada, en el que la porción marcadamente curvada presenta una porción central sustancialmente convexa (29) y unas porciones contiguas laterales sustancialmente cóncavas (30, 32), comprendiendo dicho procedimiento la conformación de un montaje mediante las etapas de:

- la superposición de una pluralidad de hojas de fibras preimpregnadas (17) para conformar un laminado (18) sobre una superficie de un molde (10), la cual se corresponde con la superficie del artículo que va a ser conformado,

- la colocación de un elemento separado sustancialmente rígido (20; 34) de transferencia de la presión sobre el laminado (18) en el emplazamiento de la al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada (12; 14) de la superficie del molde, presentando dicho elemento (20; 34) de transferencia de la presión una superficie interna (21; 36) encarada hacia el laminado (18) y configurada en correspondencia con el perfil de dicha poción curvada (12; 14) del molde (10),

- la colocación de una membrana flexible (28) sobre el laminado (18) y sobre las superficies separadas externas (24, 26; 40, 42) del al menos un elemento (20; 34) de transferencia de la presión,

- evacuar el aire de un espacio situado entre la membrana (28) y el laminado (18) para provocar que la membrana (28) deprima el laminado (18) para conformarse completamente a la forma de la superficie del molde ejerciendo directamente una presión sobre el laminado (18) y ejerciendo indirectamente una presión sobre las superficies externas separadas (24, 26; 40, 42) del elemento intermedio (20; 34) de transferencia de la presión, la membrana (28) solo encaja con las secciones de superficie separadas (24, 26; 40, 42) de los elementos (20, 34), deprimiendo de esta manera localmente el laminado (18) para formar dicha porción marcadamente curvada (12, 14) del molde; y

- el desarme del montaje.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado por la etapa de curado del laminado deprimido (18) antes del desarme del montaje.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, caracterizado porque, la etapa de curado incluye la etapa adicional de sometimiento de la membrana (28) y del laminado (18) a una presión externa suplementaria.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que la presión externa suplementaria es aplicada dentro de un autoclave.

5. Una herramienta para la conformación, en un artículo de material compuesto reforzado con fibras, de al menos una porción localmente situada, marcadamente curvada (12, 14), en la que la porción marcadamente curvada presenta una porción central sustancialmente convexa (29) y unas porciones contiguas laterales sustancialmente cóncavas (30, 32), caracterizada por presentar un elemento sustancialmente rígido (20; 34) de transferencia de la presión una primera superficie (21; 36) para que quede encarada contra una superposición de capas (18) del material compuesto y configurada con un perfil correspondiente a dicha al menos una porción curvada (12; 14) que debe ser conformada en el artículo, y una segunda superficie (22; 38) con unas secciones de superficie separadas (24, 26; 40, 42) adaptadas para quedar encajadas por una membrana (28) en la que puede ser aplicada el vacío para encerrar la superposición de capas (18) del material compuesto reforzado con fibras y el elemento (20; 34) de transferencia de la presión, y en la que primera superficie (21) del elemento (20) de transferencia de la presión, presenta un perfil central sustancialmente convexo (29) y unas porciones contiguas laterales sustancialmente cóncavas (30, 32) para conformar una porción parcialmente curvada (14) en la superposición de capas (18) del material compuesto reforzado con fibras.

6. La herramienta de la reivindicación 5, en la que el elemento (20; 34) de transferencia de la presión presenta la forma de una barra alargada, sustancialmente rígida.