Procedimiento de fabricación de un panel que comprende al menos un cuerpo en forma de nido de abeja y una primera piel realizada en un material compuesto.

Procedimiento de fabricación de un panel (1) que comprende al menos un cuerpo en forma de nido de abeja y una primera piel fabricada en un material compuesto pegada contra dicho cuerpo, comprendiendo dicho procedimiento una etapa de curado de una estructura apilada

(16) provista:

- de un cuerpo en forma de nido de abeja (2);

- de una película (12) pre-impregnada con una primera resina que presenta una temperatura de polimerización T1; y

- de un primer apilamiento (18) de pliegues de fibras (18a) pre-impregnadas con una segunda resina que presenta una temperatura de polimerización T2 superior a T1, realizándose dicha estructura apilada de tal modo que dicha película esté al menos en parte dispuesta entre dicho primer apilamiento (18) y dicho cuerpo de nido de abeja (2); comprendiendo dicha etapa de curado una primera fase destinada a realizar, a partir de dicha película (12), una barrera rígida de estanqueidad (50) frente a la segunda resina, mediante la polimerización de dicha primera resina a una temperatura de curado al menos igual a T1 e inferior a T2, seguida de una segunda fase destinada a realizar, a partir de dicho primer apilamiento de pliegues (18a), dicha primera piel, mediante la polimerización de dicha segunda resina a una temperatura de curado al menos igual a T2.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/068014.

Solicitante: SONACA S.A..

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: PARC INDUSTRIEL ROUTE NATIONALE 5 6041 GOSSELIES BELGICA.

Inventor/es: KLEIN,PHILIPPE, GUEUNING,DIMITRI, POULAERT,BERNARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > EDIFICIOS > ELEMENTOS ESTRUCTURALES; MATERIALES DE CONSTRUCCION... > Elementos de construcción de espesor relativamente... > E04C2/36 (separados por bandas de materiales dispuestos transversalmente, p. ej. paneles alveolares (elementos alveolares o cualquier otro diseño para productos estratificados B32B))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS > PRODUCTOS ESTRATIFICADOS, es decir, HECHOS DE VARIAS... > Productos estratificados caracterizados esencialmente... > B32B3/12 (caracterizados por una capa de alveolos dispuestos regularmente, bien formando un cuerpo único en un todo, bien estructurados individualmente o por ensamblado de bandas independientes, p. ej. estructuras en nidos de abejas)

PDF original: ES-2472390_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de fabricaciïn de un panel que comprende al menos un cuerpo en forma de nido de abeja y una primera piel realizada en un material compuesto 5

Campo tïcnico La presente invenciïn se refiere de forma general a un procedimiento de fabricaciïn de un panel de un material compuesto, y de manera mïs especïfica de un panel que comprende al menos un cuerpo en forma de nido de abeja contra el cual estï pegada al menos una piel exterior, y de manera mïs preferente dos pieles exteriores dispuestas a ambos lados del cuerpo en forma de nido de abeja, con el fin de formar un panel denominado ï sïndwich ï.

La invenciïn se refiere, de preferencia, a un procedimiento de fabricaciïn de paneles como los que habitualmente se encuentran en el sector aeronïutico, que constituye una aplicaciïn particular para la presente invenciïn.

A este tïtulo, la aplicaciïn de la invenciïn puede conducir de forma indistinta a la obtenciïn de un panel sustancialmente plano, o bien a la obtenciïn de un panel denominado de curvatura simple o de doble curvatura que se encuentra tradicionalmente en la constituciïn de los fuselajes y de las superficies portantes de las aeronaves, como las alas.

Estado de la tïcnica anterior

De la tïcnica anterior se conocen unos procedimientos de fabricaciïn de paneles ï sïndwich ï denominados de curado ïnico, o tambiïn de un ï ïnico curado ï, cuya particularidad reside en el hecho de colocar dentro de un autoclave una estructura apilada que integra el conjunto de los elementos constitutivos del panel deseado, y a continuaciïn llevar a cabo una etapa de curado en las condiciones determinadas con la finalidad de obtener este panel.

Como ejemplo, la estructura apilada presenta, de forma sucesiva en una direcciïn de apilamiento:

- un primer apilamiento de pliegues de fibras pre-impregnadas con resina;

- una o varias pelïculas adhesivas;

- un cuerpo en forma de nido de abeja;

- una o varias pelïculas adhesivas mïs; y

- un segundo apilamiento de pliegues de fibras pre-impregnadas con resina.

Esta estructura apilada se coloca dentro de un autoclave en el que se ve sometida a una temperatura del orden de 180 ïC, y a una presiïn de varios bares. Durante este curado, la resina del primer y del segundo apilamientos se polimeriza para formar respectivamente las dos pieles exteriores del panel a ambos lados del cuerpo de nido de abeja, mientras que las pelïculas adhesivas polimerizan al mismo tiempo con el fin de generar la soldadura de las 45 pieles sobre el cuerpo de nido de abeja.

En primer lugar, hay que seïalar que este tipo de procedimiento de curado ïnico se muestra especialmente interesante a causa de su simplicidad de aplicaciïn, en particular en relaciïn con los demïs tipos de procedimientos conocidos, denominados de dos o de tres curados, en los cuales la estructura apilada se completa de forma progresiva, sometiïndola sucesivamente a diferentes curados.

Sin embargo, en las estructuras apiladas destinadas a someterse a un curado ïnico, el primer problema reside en la dificultad de mantener la resina del apilamiento superior de los pliegues de fibras pre-impregnadas, que tiene tendencia a migrar al interior de las celdas del cuerpo de nido de abeja por el efecto de la gravedad y de la alta 55 presiïn aplicada, combinado con la baja viscosidad de esta resina a la temperatura de polimerizaciïn. Dicha migraciïn de la resina puede llevar a un producto acabado cuyas pieles, tambiïn denominadas laminados, presentan unos defectos de porosidad, y/o unos defectos de contenido en fibras y/o resinas. Esto va en detrimento de la resistencia mecïnica que ofrece.

Para resolver este inconveniente, se ha propuesto, como se muestra en particular en el documento WO 97/25198, disponer una pelïcula que forma una barrera de estanqueidad para la resina entre el apilamiento superior de pliegues de fibras pre-impregnadas y el cuerpo en forma de nido de abeja. No obstante, a causa de la elasticidad y de la flexibilidad de esta pelïcula a la temperatura de polimerizaciïn de la resina, la pelïcula se puede deformar y penetrar ligeramente en el interior de las celdas del cuerpo de nido de abeja bajo la acciïn de la resina, como se 65 describe en el documento WO 97/25198, de tal modo que el problema de migraciïn de la resina no estï completamente resuelto. Este mismo documento propone, para resolver de manera mïs satisfactoria el problema planteado, colocar un elemento adicional rïgido entre la pelïcula que forma la barrera de estanqueidad y el cuerpo de nido de abeja. Sin embargo, aunque la adiciïn de este elemento rïgido en el interior de la estructura apilada impide que la pelïcula que forma la barrera y la resina penetren en el interior de las celdas del cuerpo de nido de abeja, esta complica sustancialmente la estructura apilada, lo que se traduce, por otra parte, en una mayor masa global de la estructura apilada y del panel que se obtiene tras el curado.

Las estructuras apiladas destinadas a someterse a un curado ïnico presentan un segundo problema ligado al comportamiento del cuerpo en forma de nido de abeja durante el curado. En efecto, en la fase ïnica de curado durante la cual la presiïn aplicada puede alcanzar tres bares o mïs, existe un importante riesgo de aplastamiento del cuerpo de nido de abeja que aun no se ha rigidizado/consolidado, riesgo que por otra parte se incrementa en caso de movimientos de los pliegues de fibras pre-impregnadas, lo que se traduce en unos movimiento perjudiciales para el cuerpo de nido de abeja.

Para resolver este problema, el mencionado documento WO 97/25198 propone un sistema complejo que garantiza la retenciïn de los pliegues de fibras pre-impregnadas unos respecto a los otros en sus periferias. Esto permite evitar su movimiento, asï como el del cuerpo de nido de abeja durante el curado. Sin embargo, para la colocaciïn de los medios de retenciïn, es por lo general necesario prever unos pliegues de fibras pre-impregnadas con unas dimensiones mïs grandes de lo necesario, lo que genera un consumo excesivo de material, por otra parte acentuado por la propia presencia de los medios de retenciïn que cooperan con los amplios bordes perifïricos de los pliegues.

Exposiciïn de la invenciïn La invenciïn tiene, por lo tanto, como objetivo proponer un procedimiento de fabricaciïn de un panel que resuelve 25 los inconvenientes mencionados mïs arriba, relativos a las realizaciones de la tïcnica anterior.

Para ello, la invenciïn tiene por objeto un procedimiento de fabricaciïn de un panel que comprende al menos un cuerpo en forma de nido de abeja y una primera piel fabricada en un material compuesto pegada contra dicho cuerpo, comprendiendo dicho procedimiento una etapa de curado de una estructura apilada provista:

- de un cuerpo en forma de nido de abeja;

- de una pelïcula pre-impregnada con una primera resina que presenta una temperatura de polimerizaciïn T1; y

- de un primer apilamiento de pliegues de fibras pre-impregnadas con una segunda resina que presenta una temperatura de polimerizaciïn T2 superior a T1, realizïndose dicha estructura apilada de tal modo que dicha pelïcula estï al menos en parte dispuesta entre dicho primer apilamiento y dicho cuerpo de nido de abeja;

comprendiendo dicha etapa de curado una primera fase destinada a realizar, a partir de dicha pelïcula, una barrera rïgida de estanqueidad frente a la segunda resina, mediante la polimerizaciïn de dicha primera resina a una temperatura de curado al menos igual a T1 e inferior a T2, seguida de una segunda fase destinada a realizar, a partir de dicho primer apilamiento de pliegues, dicha primera piel, mediante la polimerizaciïn de dicha segunda resina a una temperatura de curado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de fabricaciïn de un panel (1) que comprende al menos un cuerpo en forma de nido de abeja y una primera piel fabricada en un material compuesto pegada contra dicho cuerpo, comprendiendo dicho procedimiento 5 una etapa de curado de una estructura apilada (16) provista:

- de un cuerpo en forma de nido de abeja (2) ;

- de una pelïcula (12) pre-impregnada con una primera resina que presenta una temperatura de polimerizaciïn T1; y 10

- de un primer apilamiento (18) de pliegues de fibras (18a) pre-impregnadas con una segunda resina que presenta una temperatura de polimerizaciïn T2 superior a T1, realizïndose dicha estructura apilada de tal modo que dicha pelïcula estï al menos en parte dispuesta entre dicho primer apilamiento (18) y dicho cuerpo de nido de abeja (2) ;

comprendiendo dicha etapa de curado una primera fase destinada a realizar, a partir de dicha pelïcula (12) , una barrera rïgida de estanqueidad (50) frente a la segunda resina, mediante la polimerizaciïn de dicha primera resina a una temperatura de curado al menos igual a T1 e inferior a T2, seguida de una segunda fase destinada a realizar, a partir de dicho primer apilamiento de pliegues (18a) , dicha primera piel, mediante la polimerizaciïn de dicha segunda resina a una temperatura de curado al menos igual a T2.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el cual dicha estructura apilada tambiïn estï provista de un segundo apilamiento (22) de pliegues de fibras (22a) pre-impregnadas con dicha segunda resina, realizïndose dicha estructura apilada de tal modo que dicho cuerpo en forma de nido de abeja (2) estï dispuesto entre dicho primer apilamiento (18) y dicho segundo apilamiento (22) , estando destinada tambiïn dicha segunda fase de la etapa de curado a realizar, a partir de dicho segundo apilamiento de pliegues (22a) , dicha segunda piel, mediante la polimerizaciïn de dicha segunda resina a una temperatura de curado al menos igual a T2.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 2, en el cual el primer y el segundo apilamientos (18, 22) de dicha estructura apilada (16) presentan respectivamente unos bordes (20, 24) en contacto sobre una zona de 30 recubrimiento (25) .

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 3, en el cual dicha zona de recubrimiento (25) se extiende por toda la periferia del primer y del segundo apilamientos.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicaciïn 3 o la reivindicaciïn 4, en el cual se coloca, de forma previa a dicha etapa de curado, una lïmina de retenciïn (32) apoyada sobre dicha zona de recubrimiento (25) .

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha pelïcula preimpregnada (12) estï dispuesta en el interior de dicha estructura apilada (16) de tal modo que envuelve dicho cuerpo de nido de abeja (2) , de manera que tras dicha primera fase de la etapa de curado, dicha barrera rïgida de estanqueidad (50) obtenida adopta la forma de una cïscara de rigidizaciïn que rodea el cuerpo de nido de abeja (2) .

7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual se coloca, de forma previa a dicha etapa de curado, una vejiga estanca (42) que recubre dicha estructura apilada (16) , asï como un 45 dispositivo de aislamiento tïrmico (45) que recubre dicha vejiga estanca (42) .

8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha estructura apilada (16) integra, por otra parte, una pelïcula adhesiva (14) dispuesta entre dicha pelïcula pre-impregnada (12) y dicho primer apilamiento (18) .

9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha temperatura de polimerizaciïn T1 es del orden de 120 ïC, y dicha temperatura de polimerizaciïn T2 del orden de 180 ïC.

10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual dicha primera fase de

la etapa de curado se realiza a una temperatura de curado comprendida entre 120 ïC y 140 ïC, a una presiïn comprendida entre 1 y 1, 5 bares, y en el cual dicha segunda fase de la etapa de curado se realiza a una temperatura de curado comprendida entre 180 ïC y 190 ïC, a una presiïn comprendida entre 3 y 4 bares.

11. Estructura apilada (16) diseïada para formar, mediante su curado, un panel que comprende al menos un cuerpo 60 en forma de nido de abeja y una primera piel fabricada en un material compuesto pegada contra dicho cuerpo, estando dicha estructura apilada provista:

- de un cuerpo en forma de nido de abeja (2) ;

- de un primer apilamiento (18) de pliegues de fibras (18a) pre-impregnadas con una segunda resina que presenta una temperatura de polimerizaciïn T2 superior a T1, realizïndose dicha estructura apilada de tal modo que dicha pelïcula estï al menos en parte dispuesta entre dicho primer apilamiento (18) y dicho cuerpo de nido de abeja (2) .

- de una pelïcula (12) pre-impregnada con una primera resina que presenta una temperatura de polimerizaciïn T1; y

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