PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACION PREVIA DE SUPERFICIES DE MATERIALES SINTETICOS REFORZADOS CON FIBRAS DE CARBONO PARA LA TRANSFORMACION ULTERIOR EN PIEZAS ESTRUCTURALES SUSTENTADORAS.

Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos,

a saber de superficies de piezas semiterminadas a base de un material sintético reforzado con fibras de carbono, para la transformación ulterior mediante pegamiento en piezas estructurales sustentadoras, en particular en superficies sustentadoras de aparatos de aviación, mediante erosión abrasiva de la superficie, caracterizado porque la erosión se efectúa por chorreo mediante un agente de chorreo distribuido en un fluido gaseoso

El invento se refiere a un procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos, a saber de superficies de piezas semiterminadas a 5 base de un material sintético reforzado con fibras de carbono, para la transformación ulterior mediante pegamiento en piezas estructurales sustentadoras, en particular en superficies sustentadoras de aparatos de aviación, por erosión abrasiva de la superficie.

A partir de los documentos de patente de los EE.UU. US 5.261.191 y de 10 solicitud de patente alemana DE 197 29 891 se conocen unos procedimientos para el tratamiento de superficies de materiales sintéticos.

Unas superficies preparadas previamente de tal manera se necesitan en la moderna construcción de aviones, con el fin de poder construir unas estructuras todavía más ligeras mediante el tratamiento de materiales sintéticos reforzados con 15 fibras de carbono. Por ejemplo, las superficies adhesivas de las envolturas superior e inferior de superficies sustentadoras deben de ser tratadas previamente de un modo cuidadoso antes de que sean pegadas para formar el ala terminada. En este contexto hay que incorporar en la estratificación entre las envolturas también costillas y largueros. 20

Las piezas estructurales cargadas extremadamente en su servicio no pueden fracasar. De acuerdo con la experiencia, sin embargo, los sitios de pegamiento, con frecuencia, a causa de sitios defectuosos con menor resistencia mecánica que la del material de base, son causa original de una debilitación, que no se puede tolerar, de la pieza estructural. 25

Con el fin de evitar dichos sitios defectuosos, las superficies, previstas para el tratamiento ulterior mediante pegamiento, deben ser primeramente amoladas o se deben de adoptar costosas medidas de aseguramiento de la calidad, con el fin de controlar el resultado del amolado.

Al amolar superficies ásperas estratificadas, existe el peligro de que las fibras, 30 que determinan la resistencia mecánica, sean destruidas por el proceso de amolado. Para esto se necesitan unos controles ópticos, puesto que son inadmisibles unas fibras cortadas por amolado. Adicionalmente se lleva a cabo una medición de la resistencia eléctrica de la superficie.

Con el fin de determinar sitios ensuciados, se lleva a cabo un ensayo de rotura por agua (en inglés waterbreak), que usa la diferente tensión superficial de superficies amoladas y ensuciadas, con el fin de realizar una declaración acerca de la calidad del resultado del proceso de amolado. En este caso, la superficie adhesiva es mojada totalmente con agua desionizada. A continuación, la superficie es colocada en posición 5 vertical, para que el agua pueda escurrirse. En el caso de una superficie bien limpiada, el agua se escurre uniformemente. Junto a sitios ensuciados se forman perlas de agua. Tales sitios deben de ser amolados posteriormente. Para la eliminación del agua o respectivamente de una humedad residual, las piezas deben ser todavía secadas en un horno. 10

Ya durante la construcción de las piezas estructurales ha de tomarse en consideración la ocupación de sitio de las máquinas amoladoras, que es necesaria para estas etapas de tratamiento. Especialmente, en el espacio interior del ala, la accesibilidad de espacios abolsados estrechos con la máquina amoladora se establece solamente con dificultades. 15

Es misión del invento proponer un procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos, a saber de superficies de piezas semiterminadas a base de un material sintético reforzado con fibras de carbono, para la transformación ulterior en piezas estructurales sustentadoras, en particular en superficies sustentadoras de aparatos de aviación, mediante erosión abrasiva de la superficie, 20 que disminuya el peligro del corte a través de fibras, pero que simultáneamente haga posible una más alta resistencia mecánica del pegamiento junto con un menor trabajo de repaso.

El problema planteado por esta misión se resuelve, en el caso del procedimiento de acuerdo con el prefacio, de manera tal que la erosión se efectúa por 25 chorreo de la superficie mediante un agente de chorreo distribuido en un fluido gaseoso. Si se mide el período de tiempo, que se necesita con el fin de erosionar, es decir destruir la superficie usualmente excepto las fibras, entonces es suficiente de manera sorprendente por ejemplo la décima parte de este período de tiempo, con el fin de conseguir un tratamiento de la superficie que sea suficiente para el pegamiento. La 30 calidad de esta superficie supera incluso la de una superficie amolada. En el caso de ensayos de rotura, las piezas componentes fracasan, no junto al sitio de pegamiento, sino en el material de base, lo cual aumenta ventajosamente la capacidad de aguante de las piezas estructurales pegadas.

Un ensuciamiento de la superficie limpiada mecánicamente, causado por el fluido, es evitado con ventaja por el hecho de que el fluido gaseoso es un aire secado y desprovisto de aceites.

Unos pegamientos especialmente estables se consiguieron cuando como agente de chorreo se utiliza un grano de corindón de aristas agudas, preferiblemente 5 en un intervalo de tamaños de granos comprendidos entre 0 y 90 µm, en particular entre 17 y 62 µm.

Un resultado ventajosamente uniforme del trabajo se puede conseguir mediante el hecho de que el agente de chorreo es aplicado sobre la superficie que se ha de tratar mediante un chorro a baja presión, preferiblemente procedente de un 10 recipiente a una presión de menos que 2,5 bares.

Para la misma finalidad sirve la medida técnica que consiste en que el agente de chorreo es aplicado mediante una tobera de chorreo turbulento sobre la superficie que se ha de tratar. El chorro circulante de la tobera de chorreo turbulento impide la formación de los desventajosos sitios calientes, denominados en inglés “hot spots”. 15

Es suficiente ventajosamente un control óptico del resultado del trabajo, con el fin de asegurar una suficiente calidad de la superficie. El tratamiento con el agente de chorreo se efectúa durante tanto tiempo hasta que se alcance una superficie tratada mate casi exenta de nubes. Esta calidad es definida ventajosamente de modo correspondiente, apoyándose en la norma DIN EN ISO 12944-4 SA 2,5, a través del 20 resultado del trabajo. Pueden desaparecer unos costosos ensayos de rotura por agua con etapas de desecación en un horno costoso, puesto que es grande..

Para el tratamiento posterior de repaso de la superficie tratada es suficiente de modo sorprendente que la superficie tratada, con el fin de eliminar el agente de chorreo, sea sometida a un soplado con aire a presión secado y exento de aceites. 25 Los granos individuales del agente de chorreo, incorporados todavía eventualmente de manera más profunda en la superficie, de modo sorprendente no repercuten desventajosamente.

Para el aseguramiento de la calidad es suficiente que se efectúe un control de la calidad de la superficie tratada mediante medición de una resistencia eléctrica 30 superficial y/o mediante control óptico con ayuda de una muestra comparativa.

La reproducibilidad del resultado del trabajo es mejorada todavía adicionalmente, cuando el tratamiento se efectúa en un entorno climatizado, preferiblemente libre de corrientes de aire.

Antes del transporte de las piezas tratadas hacia su tratamiento ulterior, está previsto que la superficie sea envasada en vacío para un transporte. Tal envasado ya es suficiente con el fin de transferir la fase de trabajo conforme al invento desde el montaje de las piezas componentes, que es sensible al polvillo, a los suministradores del exterior. 5

La estabilidad estadística del resultado del trabajo, con sus ventajas cualitativas, es mejorada todavía más cuando el agente de chorreo no es conducido en circuito cerrado. En el caso del tratamiento del agente de chorreo, por lo demás usual en la técnica del chorreo, no se puede excluir que algunas partículas erosionadas del material técnico de base queden en el agente de chorreo. El 10 tratamiento mediante separadores magnéticos no es posible en el caso de los materiales sintéticos que se han de tratar con el procedimiento conforme al invento, puesto que éstos no son magnéticos. Ellos, por lo tanto, deben ser tratados mediante un clasificador neumático o mediante flotación. La renuncia a un tratamiento ahorra también estas etapas del procedimiento. 15

En el caso de una pieza semiterminada a...

1. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos, a saber de superficies de piezas semiterminadas a base de un material sintético reforzado con fibras de carbono, para la transformación ulterior mediante 5 pegamiento en piezas estructurales sustentadoras, en particular en superficies sustentadoras de aparatos de aviación, mediante erosión abrasiva de la superficie, caracterizado porque la erosión se efectúa por chorreo mediante un agente de chorreo distribuido en un fluido gaseoso.

2. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales 10 sintéticos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido gaseoso es un aire secado y desprovisto de aceites.

3. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque como agente de chorreo se utiliza un grano de corindón de aristas agudas, preferiblemente en un 15 intervalo de tamaños de granos comprendido entre 0 y 90 µm, en particular entre 17 y 62 µm.

4. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos de acuerdo con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el agente de chorreo es aplicado sobre la superficie que se ha de tratar mediante un chorro a 20 baja presión, preferiblemente procedente de un recipiente a presión con menos de 2,5 bares.

5. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos de acuerdo con la reivindicación 1, 2, 3 ó 4, caracterizado porque el agente de chorreo es aplicado sobre la superficie que se ha de tratar mediante una tobera de 25 chorreo turbulento.

6. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos de acuerdo con la reivindicación 1, 2, 3, 4 ó 5, caracterizado porque un tratamiento con el agente de chorreo se efectúa durante tanto tiempo hasta que se haya alcanzado una superficie tratada mate, casi exenta de nubes. 30

7. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos de acuerdo con una o varias de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque la superficie tratada, para la eliminación del agente de chorreo, es sometida a un soplado con un aire a presión secado y exento de aceites.

8. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos de acuerdo con una o varias de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque un control de la calidad de la superficie tratada se efectúa por medición de una resistencia eléctrica superficial y/o mediante control óptico con ayuda de una muestra comparativa. 5

9. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos de acuerdo con una o varias de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque el tratamiento se efectúa en un entorno climatizado, preferiblemente exento de corrientes de aire.

10. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales 10 sintéticos de acuerdo con una o varias de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque la superficie es envasada en vacío para un transporte.

11. Procedimiento para la preparación previa de superficies de materiales sintéticos de acuerdo con una o varias de las precedentes reivindicaciones, caracterizado porque el agente de chorreo no es conducido en circuito cerrado. 15