Sistema de reticulación para la producción de componentes compuestos.

Un sistema de producción de componentes compuestos que incluye al menos una cámara (25) de presión quetiene una pared (21) de cámara,

siendo al menos una porción de la pared de cámara elásticamente deformable, unmolde (23) soportable sobre la pared de cámara o que forma parte de dicha pared de cámara, caracterizado poruna disposición (29) de soporte para soportar el molde a una altura predeterminada con relación a una base de lacámara de presión, y medios (39) de medición para determinar la posición del molde en relación con la base (31) dela cámara de presión.

Sistema de reticulación para la producción de componentes compuestos

La presente invención está dirigida en general a la producción de componentes conformados a partir de material compuesto, y está dirigida en particular a un sistema de reticulación de fluido para su uso en una aplicación de ese tipo.

La solicitante ha desarrollado diversos sistemas y métodos de producción para la producción de componentes fabricados con material compuesto. Dicho material puede incluir fibras de vidrio o fibras de carbono, impregnadas y curadas o termoconformadas en el interior de una matriz de resina. Se pueden usar sin embargo tipos alternativos de materiales compuestos. Tales sistemas y métodos de producción de componentes compuestos están descritos, por ejemplo, en la Patente US núm. 6149844 y en las solicitudes de Patentes internacionales núms. PCT/AU02/00078 y WO96/07532 de la misma solicitante. Una característica común de cada uno de los sistemas de la solicitante consiste en el uso de cámaras de presión a través de las cuales se puede hacer circular un fluido a diferentes temperaturas y a presión elevada. Cada cámara de presión puede estar dotada de una pared de cámara elásticamente deformable localizable bajo, o sobre, un conjunto de molde que soporta una bandeja de material compuesto. Alternativamente, la pared de la cámara puede tener la forma de un molde rígido flotante que soporta la bandeja de material compuesto, estando el molde conectado a lo largo de su periferia por medio de una pestaña elásticamente deformable al resto de la cámara de presión.

Los fluidos a diferentes temperaturas pueden hacerse circular a través de cada cámara de presión durante las diferentes fases del proceso de producción. El fluido se hace circular por medio de un sistema de distribución de fluido del tipo que se describe, por ejemplo, en la Patente US núm. 6149844. Este sistema incorpora un número de tanques separados de fluido, manteniendo cada tanque el fluido a una temperatura diferente. Los tanques están interconectados por medio de un sistema de conducciones y válvulas para permitir que el fluido a cualquier temperatura alta, media o baja, circule a través de la cámara de presión. La cámara de presión está dotada típicamente de un puerto de entrada a través del cual puede entrar el fluido, y un puerto de descarga a través del cual se descarga el fluido desde la cámara de presión. La circulación de fluido a alta temperatura actúa de modo que proporciona tanto el calor para el curado de la bandeja de material compuesto como la presión para compactar dicha bandeja. A continuación de la finalización de la etapa de curado, se puede usar el fluido a temperatura media para desplazar el fluido a alta temperatura desde la cámara de presión, siendo a continuación este fluido a alta temperatura devuelto al tanque de alta temperatura. El fluido de baja temperatura puede ser después suministrado a la cámara de fluido para desplazar el fluido a temperatura media, para proporcionar con ello el enfriamiento final para el componente curado.

El fluido es transferido a través de la cámara de presión mediante irrigación por inundación de la cámara, moviéndose el fluido en una ola de fluido a diferente temperatura que se mueve desde un lado al otro lado de la cámara, desalojando el fluido anterior de la cámara. Se puede prever una serie de deflectores en el interior de la cámara de presión que ayuden a distribuir el fluido a través de la cámara. Mientras que esta alternativa de irrigación por inundación trabaja bien con un fluido tal como el agua que solamente experimenta pequeñas variaciones de viscosidad con la temperatura, esta alternativa es menos eficaz cuando se usan fluidos a base de aceite que tiene cambios significativos de viscosidad. Esto puede conducir a una situación en la que la onda de fluido a alta temperatura que entra en la cámara de presión tome la trayectoria de menos resistencia según se mueve de un lado al otro de la cámara, dejando con ello “islas” de fluido a temperatura fría de viscosidad más alta, con ríos de fluido a alta temperatura de viscosidad más baja moviéndose alrededor de las mismas.

Esto puede conducir a una variación en el calor aplicado a diferentes partes de una bandeja de material compuesto que está curando, dando como resultado una curación irregular y más lenta del componente.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar una curación más uniforme de la bandeja de material compuesto.

Con esta idea, la presente invención proporciona, en un aspecto, un sistema de reticulación de fluido para un conjunto de producción de un componente compuesto, incluyendo el conjunto de producción al menos una cámara de presión que tiene una pared de cámara posicionable adyacente a una bandeja o un molde compuestos, siendo al menos una porción de la pared de cámara elásticamente deformable,

siendo el sistema de reticulación de fluido posicionable en el interior del volumen interno de la cámara de presión, e incluyendo medios para la distribución de fluido hacia una superficie interna de la pared de la cámara según entra el fluido en la cámara de presión.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona una cámara de presión para un conjunto de producción de componentes compuestos que tiene un sistema de reticulación de fluido según se ha descrito en lo que antecede.

Los medios de distribución pueden incluir medios de descarga para dirigir una serie de chorros de fluido en dirección hacia la superficie interna de la pared de cámara. La dirección de fluido de los chorros de fluido puede formar un ángulo agudo con la superficie interna de la pared de la cámara inmediatamente adyacente a dichos chorros de fluido. La posición en ángulo de los chorros de fluido minimiza el potencial de mezcla turbulenta del fluido directamente adyacente a la superficie interna de la pared de cámara, lo que ayuda a mejorar la eficacia de transferencia de calor, así como conduce a disminuir las variaciones de temperatura en relación con el calor transferido a diferentes áreas de la superficie interna.

Puesto que el fluido es dirigido formando un ángulo hacia la superficie interna de la pared de la cámara, éste tiende a fluir inicialmente a lo largo de esa superficie interna. La solicitante considera que esto se debe en parte al “Efecto Coanda” que se refiere al fenómeno de que una corriente de fluido tiende a fluir a lo largo de una superficie cercanamente adyacente. Dado que se puede proporcionar una serie de chorros de fluido adyacentes al menos a una porción principal de la pared de cámara, esto conduce a que una capa de fluido circule inmediatamente adyacente a la superficie interna de la pared de cámara y tenga una temperatura uniforme. El resultado es un calentamiento o un enfriamiento más uniforme del conjunto de molde y de la bandeja de material compuesto situada adyacente a, o que forma parte de, la pared de cámara.

De acuerdo con una realización preferida, el sistema de reticulación de fluido puede incluir una pluralidad de líneas de reticulación paralelas, teniendo cada línea una serie de puertos o boquillas de descarga que se extienden a lo largo de al menos una parte sustancial de la longitud de cada línea.

Las líneas de reticulación pueden estar configuradas, por ejemplo, a modo de conducto hueco que tiene una serie de dichos puertos de descarga a lo largo de su longitud. Se puede fijar una serie de esos conductos según una configuración en paralelo con colectores de suministro que son proporcionados en los extremos opuestos de los conductos para mantener los conductos en su posición, así como para suministrar fluido a los conductos. Los conductos están posicionados de modo que el chorro de fluido proporcionado por el puerto de descarga se dirige formando ángulo hasta la superficie interna de la pared de la cámara. Los chorros de fluido pueden ser dirigidos también hacia las esquinas u otras zonas del interior de la cámara de presión donde resulta difícil distribuir el fluido de otro modo debido a la configuración interna de la cámara. Esto es ventajoso si se están fabricando componentes de formas profundas complejas.

El sistema de reticulación de fluido puede estar situado en el interior de una cubeta rígida que forma los lados y la base de la cámara de presión. Puesto que el fluido tenderá a fluir según una dirección general a lo largo de la superficie interna de la pared de cámara, la cubeta puede dirigir... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de producción de componentes compuestos que incluye al menos una cámara (25) de presión que tiene una pared (21) de cámara, siendo al menos una porción de la pared de cámara elásticamente deformable, un molde (23) soportable sobre la pared de cámara o que forma parte de dicha pared de cámara, caracterizado por una disposición (29) de soporte para soportar el molde a una altura predeterminada con relación a una base de la cámara de presión, y medios (39) de medición para determinar la posición del molde en relación con la base (31) de la cámara de presión.

2. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la disposición de soporte incluye al menos un miembro de soporte que incluye un eje (33) con una protuberancia (25) para su encaje con dicha pared de cámara y/o molde, estando el eje soportado elásticamente por un medio elástico.

3. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la disposición de soporte incluye al menos un miembro de soporte que incluye un eje con una protuberancia para encajar con dicha pared de cámara y/o molde, extendiéndose el eje desde, y formando parte de, un ariete hidráulico

o neumático.

4. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la disposición de soporte incluye además un dispositivo de medición para determinar el desplazamiento relativo del eje para averiguar con ello la altura del molde por encima de la base de la cámara de presión.

5. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 2, 3 ó 4, que incluye además una segunda cámara (27) de presión localizada por encima del molde, teniendo la segunda cámara de presión una segunda pared de cámara posicionable por encima del molde, siendo al menos una porción de la pared de cámara elásticamente deformable.

6. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 5, que incluye además al menos una disposición de medición situada por encima de este molde, incluyendo la disposición de medición un eje que tiene una protuberancia para encajar en la segunda pared de cámara.

7. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 6, que incluye además medios elásticos para empujar la protuberancia contra la segunda pared de cámara.

8. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, que incluye además un dispositivo de medición para determinar el desplazamiento relativo del eje para averiguar con ello el desplazamiento relativo del molde por encima de la base de la cámara de presión.

9. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 4 u 8, en el que dicho dispositivo de medición incluye al menos un dispositivo de medición magnético o de proximidad, y el eje está conformado con un material no magnético e incluye una porción extrema magnética, determinando el dispositivo de medición magnético el desplazamiento de la porción extrema magnética para monitorizar con ello la posición del eje.

10. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 4 u 8, incluyendo el dispositivo de medición, además, un medio (43) de visualización para proporcionar una indicación de la posición del molde.

11. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 4 u 8, que incluye además un controlador para recibir señales desde los dispositivos de medición que indican las posiciones del molde, y para proporcionar una salida para el sistema de suministro de fluido para la al menos una cámara de presión, para controlar con ello la posición del molde.

12. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, y que incluye además un sistema (1) de reticulación de fluido posicionable en el interior del volumen interno de la cámara de presión, y que incluye medios para distribuir fluido hacia una superficie interna de la pared de cámara según entra el fluido en la cámara de presión.

13. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación1 2, que incluye medios (5) de descarga para dirigir una serie de chorros (6) de fluido hacia la superficie interna de la pared de cámara.

14. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 13, en el que los medios de descarga dirigen los chorros de fluido formando un ángulo agudo con la superficie interna de la pared de cámara inmediatamente adyacente a los chorros de fluido.

15. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 13 ó 14, que incluye una pluralidad de líneas de reticulación paralelas, teniendo cada línea una serie de puertos o boquillas de descarga que se extienden a lo largo de al menos una parte sustancial de la longitud de cada línea.

16. Un sistema de producción de componentes compuestos de acuerdo con la reivindicación 15, en el que los medios de descarga incluyen un cabezal aspersor giratorio localizado sobre al menos alguno de los puertos de descarga.