Un procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (12) configurado para rigidizar una estructura de panel (10),

comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- la colocación de un cuerpo (14) de constitución de una base que presenta una superficie correspondiente a una superficie de la estructura de panel (10), a la cual el elemento estructural (12) debe ser fijado, una plantilla preformada alargada (16), de forma estable, de soporte de cargas, teniendo dicha plantilla una porción de alma (18) con una configuración en cuanto a su superficie correspondiente a una superficie interior de una porción de alma del elemento estructural (12) que debe ser fabricado, y dos porciones de faldilla (20) dirigidas hacia dentro para que se sitúen opuestas entre sí mientras encajan con una superficie opuesta del cuerpo (14) de constitución de la base,

- la aplicación de un perfil de sombrero alargado de material compuesto no curado (24) por encima de la plantilla preformada (16), de manera que una porción de alma del perfil de sombrero cubra la porción de alma (18) de la plantilla (16), y dos porciones de faldilla dirigidas hacia fuera (26) del perfil de sombrero encajen con la superficie opuesta del cuerpo (14) de constitución de la base, y

- el curado del perfil de sombrero alargado (24, 26) junto con la plantilla preformada (16) para constituir un elemento estructural integrado, curado, preformado (12) para su fijación a una superficie predeterminada de una estructura de panel (10)

Procedimiento de fabricación de un elemento estructural alargado configurado para la rigidización de una estructura de panel y un procedimiento de fabricación de una estructura de panel rígida integrada con al menos un elemento de rigidización alargado de rigidización alargado.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un elemento estructural alargado configurado para rigidizar una estructura de panel.

De modo preferente, dicho procedimiento se relaciona con el uso de materiales compuestos curables, como por ejemplo materiales compuestos reforzados con fibra, epoxis con fibra de carbono, etc.

Antecedentes de la invención

La fabricación de elementos estructurales utilizados para la construcción de vehículos, barcos y aviones a menudo requiere la aplicación de materiales compuestos de gran resistencia, ligeros de peso que contengan una pluralidad de capas de fibras y de metal curables unidas mediante adhesivo termoendurecible y materiales termoplásticos. Convencionalmente, los elementos estructurales de materiales compuestos son fabricados mediante la disposición de una plantilla hecha de metal situada sobre una placa de base y depositando capas de laminado de una llamada "prepeg" sobre la plantilla. A continuación la placa de base, la plantilla y el material laminado son encapsulados dentro de una o más bolsas de vacío antes de la inserción del montaje dentro de un tanque a presión con el fin de incrementar la presión que actúa sobre el material compuesto dentro del tanque para curar el elemento estructural. El curado del elemento estructural puede así mismo llevarse a cabo en un llamado autoclave o posiblemente en un horno.

Procedimientos anteriormente conocidos de fabricación de elementos estructurales de formas más complejas, por ejemplo perfiles de sombrero alargados, en curva, configurados para rigidizar una estructura de panel, a menudo requieren unas plantillas destructibles (por ejemplo las llamadas "Stabilam") con el fin de poder retirar de ellas el elemento terminado.

El documento US 6458309B1 divulga un procedimiento para la fabricación de un artículo compuesto que incorpora un mandril hueco que es cocurado con una capa de prepeg inferior que constituye una parte de panel del artículo y formando una capa de prepeg superior un perfil de sombrero del artículo integrado final.

Por ejemplo, la solicitud EP No. 05002075.9, no publicada antes de la presente solicitud, describe el uso de una plantilla soluble en agua aplicada en la fabricación de unos elementos estructurales de sombrero alargado o de perfil en omega, como por ejemplo rigidizadores, largueros, empalmes o elementos similares. Ello implica la fabricación de etapas de fabricación adicionales. Así mismo, en dichos perfiles en forma de sombrero o de omega alargados a menudo se ejercen unos esfuerzos de cizalla y fraccionamiento sobre las bridas dirigidas hacia fuera del elemento estructural terminado lo cual exige una estructura más rígida.

Sumario de la invención

Constituye un objetivo de la presente invención ofrecer un procedimiento que haga posible fabricar elementos estructurales alargados de configuraciones complejas configuradas para rigidizar una estructura de panel, ofreciendo dichos elementos una resistencia mejorada para soportar los grandes esfuerzos y cargas que actúan sobre las juntas de las bridas entre los perfiles y la estructura de panel.

Otro objetivo de la invención es proponer un procedimiento que haga posible la fabricación de dichos elementos estructurales alargados de configuraciones complejas sin utilizar una plantilla destructible.

Con este fin, de acuerdo con un aspecto de la invención (reivindicación 1), el procedimiento comprende las etapas de:

Mediante la utilización de una plantilla alargada de forma estable preformada con dos porciones de faldilla dirigidas hacia dentro para situarse opuestas entre sí mientras encajan con una superficie opuesta del cuerpo de constitución de la base, y la aplicación de un perfil de sombrero alargado de un material compuesto no curado por encima de la plantilla preformada, de manera que una porción de banda del perfil de sombrero cubra la porción de alma de la plantilla, y dos porciones de faldilla dirigidas hacia fuera del perfil de sombrero encajen con la superficie opuesta del cuerpo de constitución de la base, es posible dejar la plantilla de forma estable, como una "herramienta multiusos" de soporte de cargas, dentro de la estructura montada y para obtener, después del curado del entero montaje de la estructura, un elemento estructural que ofrezca unas aletas dirigidas tanto hacia fuera como hacia dentro ofreciendo de esta forma una capacidad reforzada de retener los esfuerzos que tienden a separar o romper el elemento estructural respecto de una estructura de panel a la cual está adaptado para ser fijado. De modo preferente, la plantilla de forma estable está preformada con un material de chapa compuesta multicapa y a continuación precurada.

Otras características de la invención se describirán con mayor detalle a continuación y se definen en las reivindicaciones adjuntas con referencia a los dibujos que se acompañan.

Breve descripción del dibujo

La Fig. 1 es una vista en perspectiva esquemática de una sección de una estructura de panel curvada integrada con un elemento de perfil estructural en curva alargado;

la Fig. 2 es una sección transversal esquemática del montaje de la Fig. 1 colocado sobre un cuerpo de formación de la base;

la Fig. 3 es una sección transversal esquemática de una plantilla de forma estable utilizada en la fabricación del montaje de la Fig. 1; y

la Fig. 4 es una sección transversal esquemática de una estructura de panel integrada con dos elementos de perfil estructural alargado con una capa de revestimiento intermedia.

Descripción detallada de las formas de realización preferentes

En la Fig. 1, la referencia numeral 10 indica, en términos generales, una sección de una estructura de panel de simple curvatura integrada con un elemento de perfil estructural correspondiente alargado 12 de simple curvatura correspondiente. Por ejemplo, la estructura de panel 10 reforzada con al menos un elemento de perfil estructural 12 puede constituir un artículo estructural de un vehículo o de un avión, como por ejemplo una puerta o una escotilla. La invención puede ser aplicada así mismo a estructuras de panel de curvatura doble.

La estructura de panel 10 está compuesta, de modo preferente, por una pluralidad de capas de material compuesto reforzado con fibras, por ejemplo "prepeg", epoxis con fibras de carbono, o por cualquier otro material plástico termoendurecible apropiado, el cual, en estado no curado, se deposite sobre una placa de constitución de una base rígida 14, constituyendo las fibras o el material compuesto reforzado por fibras la estructura de panel 10 después de ser curada. La plantilla 16 puede ser preformada mediante la aplicación de una pluralidad de capas de material compuesto reforzado con fibras no curado ("prepeg") por encima de una barra de herramienta rígida (no mostrada) que presenta una configuración de superficie correspondiente a la superficie del perfil interior de la plantilla 16. Un espacio libre 22 situado...

1. Un procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (12) configurado para rigidizar una estructura de panel (10), comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende la etapa de:

3. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende la etapa de la preformación separada de dicho perfil de sombrero alargado (24, 26) antes de la aplicación del mismo sobre la plantilla preformada (16).

4. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el cuerpo (14) de constitución de la base, sobre el cual el elemento estructural (12) debe ser montado y constituido, es de simple curvatura en su dirección longitudinal.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que, la plantilla preformada (16) está provista de un espacio libre (22) situado entre sus faldillas opuestas dirigidas hacia dentro (20).