Procedimiento para la fabricación de una chapa ligera.

Procedimiento para la fabricación de un componente de material compuesto que presenta al menos una primera y una segunda chapa de metal con al menos una capa de un polímero dispuesta entre la primera y la segunda chapa de metal

, caracterizado porque se desenrolla una primera banda de metal de una primera bobina y una segunda banda de metal de una segunda bobina,

se aplica sobre al menos una banda de metal una capa de espuma polimérica termoplástica que contiene una mezcla de poliamida-polietileno,

la formación de la capa de espuma polimérica se produce mediante la introducción física de burbujas de gas en la masa fundida polimérica, de modo que la capa de espuma polimérica presenta un porcentaje en volumen de burbujas de gas de desde el 1% hasta el 80%, preferiblemente del 5% al 70%, se unen entre sí la primera banda de metal, la capa de espuma polimérica termoplástica y la segunda banda de metal mediante la acción de temperatura y la aplicación de presión y

se enrolla el componente de material compuesto fabricado, en forma de banda, en una bobina o se corta para dar componentes de material compuesto en forma de chapa.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/062783.

Solicitante: THYSSENKRUPP STEEL EUROPE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KAISER-WILHELM-STRASSE 100 47166 DUISBURG ALEMANIA.

Inventor/es: ROGNER,INGO, FILTHAUT,Christoph, BÖGER,THORSTEN, KLAUKE,PETER, KLEINSCHMIDT,OLIVER, THÖLE,OLIVER.

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... > Moldeo por presión interna generada en el material,... > B29C44/32 (Incorporando en o moldeando partes preformadas, p. ej. revestimientos, inserciones, refuerzos)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B27/34 (teniendo poliamidas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Procedimientos o aparatos para la estratificación,... > B32B37/15 (con al menos una capa fabricada e inmediatamente estratificada antes de alcanzar su estado estable, p.ej. en el cual una capa es extruída y estratificada en estado semi-pastoso)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B15/08 (de resina sintética)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B15/20 (que tiene aluminio o cobre)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados caracterizados por la heterogeneidad... > B32B5/20 (la estructura bajo forma de esponja es obtenida in situ )
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados compuestos esencialmente... > B32B15/18 (que tiene hierro o acero)

PDF original: ES-2475967_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la fabricaciïn de una chapa ligera Sector de la tïcnica La invenciïn se refiere a un procedimiento para la fabricaciïn de un componente de material compuesto que presenta al menos una primera y una segunda chapa de metal con al menos una capa de un polïmero dispuesta entre la primera y la segunda chapa de metal asï como a un componente de material compuesto correspondiente asï como a su uso.

Estado de la tïcnica En la construcciïn de vehïculos se utilizan en gran medida componentes ligeros, que ademïs de un peso reducido deben presentar adicionalmente altas resistencias y rigideces. A menudo componentes ligeros correspondientes, por ejemplo en el caso de una carrocerïa de vehïculo, sirven tambiïn como piezas de revestimiento exterior, de modo que sus superficies deben cumplir con requisitos correspondientemente altos. Un enfoque para conseguir este objetivo es combinar diferentes materiales entre sï. Asï, por ejemplo, por la publicaciïn para informaciïn de solicitud de patente alemana DE 10 2004 022 677 A1 se conocen componentes de material compuesto que, como estructura en sïndwich, estïn compuestos por dos chapas de metal externas y una capa polimïrica interna, estando formada la capa polimïrica como espuma. Sin embargo, para la uniïn de las piezas de metal con la capa polimïrica debe aplicarse con cuidado un pegamento o agente adherente. Ademïs se da a conocer una cinta transportadora doble, que limitarï el grosor de la capa de espuma reactiva y mediante segmentos que pueden calentarse favorecerï el proceso de espumaciïn reactivo.

Por lo demïs, por la solicitud de patente alemana DE 197 24 361 A1 y la solicitud de patente europea EP 1 044 796 A2 se conocen procedimientos para la fabricaciïn de piezas de material compuesto, en los que se aïade al polipropileno en una extrusora un aditivo formador de espuma y se lamina el producto de extrusiïn con la acciïn de calor y presiïn con dos bandas de aluminio desenrolladas en cada caso de una bobina.

Ademïs, a partir de la solicitud de patente europea publicada EP 1 504 892 A1 se conoce prever entre dos chapas de metal una capa polimïrica compuesta por una poliamida o una mezcla de poliamida-polietileno. Sin embargo, este componente de material compuesto es susceptible de mejora con respecto a su peso.

Finalmente, por la solicitud de patente estadounidense US 2007/0166526 A1 se conoce un procedimiento para la fabricaciïn de un componente de material compuesto en forma de chapa, que se fabrica mediante termoconformaciïn de una pieza de chapa de material compuesto, presentando el componente de material compuesto una primera y una segunda chapa de metal con una capa de un polïmero, en particular de una mezcla de poliamida-policarbonato, dispuesta entre la primera y la segunda chapa de metal. Para la formaciïn de una capa de espuma polimïrica, en la misma se propone, alternativamente a la adiciïn de policarbonato, la introducciïn de un agente expansivo, por ejemplo un gas, en una masa fundida de poliamida.

Objeto de la invenciïn 45 Partiendo de esta base, la presente invenciïn se basa en el objetivo de proponer un procedimiento para la fabricaciïn de un componente de material compuesto optimizado con respecto a su peso y su superficie, que al mismo tiempo pueda fabricarse de manera sencilla. El objetivo indicado anteriormente se soluciona segïn una primera enseïanza de la presente invenciïn porque se desenrolla una primera banda de metal de una primera bobina y una segunda banda de metal de una segunda bobina,

- se aplica sobre al menos una banda de metal una capa de espuma polimïrica termoplïstica que contiene una mezcla de poliamida-polietileno;

- la formaciïn de la capa de espuma polimïrica se produce mediante la introducciïn fïsica de burbujas de gas en la

masa fundida polimïrica, de modo que la capa de espuma polimïrica presenta un porcentaje en volumen de burbujas de gas de desde el 1% hasta el 80%, preferiblemente del 5% al 70%;

- se unen entre sï la primera banda de metal, la capa de espuma polimïrica termoplïstica y la segunda banda de metal mediante la acciïn de temperatura y la aplicaciïn de presiïn y

- se enrolla el componente de material compuesto fabricado, en forma de banda, en una bobina o se corta para dar componentes de material compuesto en forma de chapa.

Se ha demostrado que el uso de una capa de espuma polimïrica termoplïstica con un porcentaje en volumen de 65 burbujas de gas de desde el 1% hasta el 80%, preferiblemente del 5% al 70%, lleva a una notable reducciïn del peso de un componente de material compuesto, compuesto por dos chapas de metal y una capa polimïrica situada entremedias y, al mismo tiempo, ya no tiene que emplearse un pegamento como agente adherente. Esto simplifica notablemente la fabricaciïn del componente de material compuesto y lleva a componentes de material compuesto mïs ligeros. En caso de que la formaciïn de la capa de espuma polimïrica se produzca ademïs mediante la introducciïn fïsica de burbujas de gas con un porcentaje en volumen de desde el 1% hasta el 80%, en particular del

5% al 70%, en la masa fundida polimïrica, puede influirse directamente en la densidad de la espuma polimïrica fabricada. El gas utilizado en la espumaciïn puede ser por ejemplo aire, diïxido de carbono, nitrïgeno o cualquier otro gas o, dado el caso, tambiïn una combinaciïn de gases.

El procedimiento para la fabricaciïn del componente de material compuesto segïn la invenciïn se simplifica porque, segïn una siguiente forma de realizaciïn, la capa de espuma polimïrica se aplica como lïmina previamente extruïda sobre la primera banda de metal o se extruye la capa de espuma polimïrica directamente sobre la primera banda de metal. La lïmina previamente extruïda, en el procesamiento en forma de banda de la banda de metal, puede ponerse a disposiciïn simplemente a travïs de una bobina adicional y unirse de manera correspondiente con las bandas de metal mediante solicitaciïn con presiïn y calentamiento. Se consigue una simplificaciïn adicional del

procedimiento porque se extruye la capa de espuma polimïrica directamente sobre la primera banda de metal, aprovechando que durante la extrusiïn la capa de espuma polimïrica se encuentra directamente en un estado en el que presenta propiedades de adherencia.

Segïn una siguiente configuraciïn del procedimiento segïn la invenciïn se calienta la primera banda de metal antes de la aplicaciïn de la capa de espuma polimïrica y/o la segunda banda de metal antes de su aplicaciïn sobre la capa de espuma polimïrica. El calentamiento lleva a que la capa de espuma polimïrica termoplïstica permanezca en estado blando limitando con el metal y en este sentido provoque una buena adherencia a la chapa de metal. Debido al efecto de aislamiento de las burbujas de gas, las temperaturas pueden mantenerse mïs bajas y es posible una ventana de temperatura mïs amplia para el proceso de uniïn.

Ademïs es ventajoso unir entre sï la primera banda de metal, la capa de espuma polimïrica y la segunda banda de metal mediante el uso de una prensa de doble banda, produciïndose dentro de la prensa de doble banda un control de presiïn y temperatura regulado asï como una regulaciïn de la distancia. A diferencia de los cilindros utilizados habitualmente, de montaje complementario, a travïs de la prensa de doble banda mediante el control de temperatura asï como mediante el control de presiïn puede influirse de manera controlada en la adherencia de la capa de espuma polimïrica a las bandas de metal y en este sentido ponerse a disposiciïn un componente de material compuesto en forma de banda mejorado. En particular, con este procedimiento pueden conseguirse grosores de capa de espuma polimïrica mïs... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricaciïn de un componente de material compuesto que presenta al menos una primera y una segunda chapa de metal con al menos una capa de un polïmero dispuesta entre la primera y

la segunda chapa de metal, caracterizado porque se desenrolla una primera banda de metal de una primera bobina y una segunda banda de metal de una segunda bobina,

se aplica sobre al menos una banda de metal una capa de espuma polimïrica termoplïstica que contiene una mezcla de poliamida-polietileno,

la formaciïn de la capa de espuma polimïrica se produce mediante la introducciïn fïsica de burbujas de gas en la masa fundida polimïrica, de modo que la capa de espuma polimïrica presenta un porcentaje en volumen de burbujas de gas de desde el 1% hasta el 80%, preferiblemente del 5% al 70%,

se unen entre sï la primera banda de metal, la capa de espuma polimïrica termoplïstica y la segunda banda de metal mediante la acciïn de temperatura y la aplicaciïn de presiïn y

se enrolla el componente de material compuesto fabricado, en forma de banda, en una bobina o se corta para dar componentes de material compuesto en forma de chapa. 20

2. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 1, caracterizado porque la capa de espuma polimïrica se aplica como lïmina previamente extruïda sobre la primera banda de metal o se extruye la capa de espuma polimïrica directamente sobre la primera banda de metal.

3. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 1 ï 2, caracterizado porque se calientan la primera banda de metal antes de la aplicaciïn de la capa de espuma polimïrica y/o la segunda banda de metal antes de su aplicaciïn sobre la capa de espuma polimïrica.

4. Procedimiento segïn una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la primera banda de metal, la capa de espuma polimïrica y la segunda banda de metal se unen entre sï mediante el uso de una prensa de doble banda, produciïndose dentro de la prensa de doble banda un control de presiïn y temperatura regulado asï como una regulaciïn de la distancia.

5. Procedimiento segïn la reivindicaciïn 4, caracterizado porque la prensa de doble banda presenta al menos 35 una zona de calentamiento y una zona de enfriamiento asï como opcionalmente una zona de presiïn.

6. Procedimiento segïn una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se utilizan bandas de laminaciïn en la prensa de doble banda, cuya superficie externa situada sobre el componente de material compuesto en forma de banda presenta un recubrimiento y opcionalmente se ha sometido a mecanizado de superficie.

7. Procedimiento segïn una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el componente de material compuesto en forma de banda se conforma antes y/o despuïs de la individualizaciïn para dar componentes de material compuesto en forma de chapa.

8. Componente (1) de material compuesto fabricado con un procedimiento segïn la reivindicaciïn 1 a 7, que presenta al menos una primera (2) y una segunda chapa (3) de metal con al menos una capa (4) de un polïmero dispuesta entre la primera y la segunda chapa de metal, presentando la capa polimïrica al menos una capa (4) de espuma polimïrica de un polïmero termoplïstico que contiene una mezcla de poliamida

polietileno, presentando la capa (4) de espuma polimïrica burbujas de gas introducidas fïsicamente con un porcentaje en volumen de desde el 1% hasta el 80%, en particular del 5 al 70%.

9. Componente de material compuesto segïn la reivindicaciïn 8, caracterizado porque el grosor de capa de la capa (4) de espuma polimïrica asciende a entre 50 !m y 5000 !m, preferiblemente a entre 200 !m y 55 1000 !m.

10. Componente de material compuesto segïn la reivindicaciïn 8 ï 9, caracterizado porque el grosor de las chapas (2, 3) de metal utilizadas asciende a entre 0, 15 y 3, 0 mm.

11. Componente de material compuesto segïn una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque las chapas de metal estïn compuestas por una aleaciïn de acero, aluminio, magnesio y/o titanio.

12. Uso de un componente de material compuesto segïn una de las reivindicaciones 8 a 11 en la construcciïn de vehïculos, aviones, barcos, submarinos, vehïculos ferroviarios, en la navegaciïn espacial o en la 65 construcciïn.