APARATO Y MÉTODO DE UN SISTEMA DE INFUSIÓN DE RESINA EN MASA.
Un mandril (18) que comprende: una zona (50) de recepcion de la preforma;
y una zona (52) de recepcion de la resina adyacente a la zona (50) de recepcion de la preforma; caracterizado porque: la zona (50) de recepcion de la preforma esta rebajada dentro de una superficie del mandril (18); y la zona (52) de recepcion de la resina esta rebajada tambien dentro de dicha superficie del mandril (18)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/044223.
Solicitante: THE BOEING COMPANY.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606-2016 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: MODIN, ANDREW, E., HANKS,DENNIS,J, GLAIN,MICHAEL,L, AQUINO,TIMOTHY,D, WOODS,JACK,A.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 14 de Noviembre de 2006.
Fecha Concesión Europea: 11 de Agosto de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B29C70/44 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL. › B29C CONFORMACIÓN O UNIÓN DE MATERIAS PLÁSTICAS; CONFORMACIÓN DE MATERIALES EN ESTADO PLÁSTICO, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACIÓN (fabricación de preformas B29B 11/00; fabricación de productos estratificados combinando capas previamente no unidas para convertirse en un producto cuyas capas permanecerán unidas B32B 37/00 - B32B 41/00). › B29C 70/00 Conformación de materiales compuestos, es decir, materiales plásticos con refuerzos, cargas o partes preformadas, p. ej. inserciones. › mediante presión isostática, p. ej. moldeo por diferencia de presión, moldeo con bomba de vacío, moldeo en autoclave o moldeo con caucho expandible.
Clasificación PCT:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere en general a un dispositivo de infusión de resina. Más particularmente, la presente invención pertenece a un dispositivo de infusión de resina ayudado por el vacío.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Materiales estratificados tales como, por ejemplo, materiales compuestos son extensamente utilizados para incrementar la rigidez estructural de una amplia variedad de productos. Por ejemplo, los materiales compuestos son utilizados generalmente por la industria de construcción de aeroplanos, para construir fuselajes, miembros estructurales de los aeroplanos, largueros de ala, y similares. En algunos de los aviones más avanzados en los que una elevada resistencia, rigidez y poco peso son muy importantes, los materiales compuestos pueden ser útiles en una porción significativa de la aeronave así como para la superficie externa o el revestimiento. Típicamente, estos materiales compuestos se construyen a partir de una pluralidad de capas colocadas sobre un modelo. Estas capas son a menudo denominadas capas parciales o totales. Cada capa puede tener la forma de un material fibroso unidireccional, de fibras tejidas en fábrica, trenzadas, o de una diversidad de otras conformaciones. Pliegues del material de fibra unidireccional se colocan a menudo en
20 diversas direcciones u orientaciones de las fibras tales como, de 0º, 90º, ±45º, y similares. Las fibras pueden ser fabricadas de cualquiera de una multitud de materiales naturales y/o materiales “fabricados a mano” tales como fibra de vidrio, carbono, Keviar®, y similares. En una “extensión en seco” los pliegues de material de refuerzo son colocados sobre una forma o mandril y luego saturados con una resina tal como epoxídica. Si un exceso de epoxi está presente al extenderlos, los pliegues pueden expandirse en el espesor creando capas o huecos de resina epoxídica que añaden peso a la distribución sin añadir resistencia. No obstante, si los pliegues son saturados insuficientemente con resina epoxídica, huecos internos y/o externos o áreas secas pueden producirse. Aunque han sido empleados métodos y dispositivos convencionales, para superar estas posibilidades, estas soluciones convencionales no han sido completamente satisfactorias.
Consecuentemente, es conveniente proporcionar un sistema, un aparato y un método para infundir resina dentro de la distribución que sea capaz de superar los 35 inconvenientes descritos en esta memoria al menos en un cierto grado
Se proporcionan antecedentes en la técnica en el documento DE 198 13 104 que describe un aparato y una técnica para la fabricación de componentes de materiales compuestos reforzados con fibras DE 199 15 083 C1 que describe un mandril según el preámbulo de la reivindicación 1 y un método para infundir una resina líquida dentro de una página a fibrosa para fabricar un artículo, accediendo al preámbulo de la reivindicación 10.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Las necesidades precedentes se satisfacen en gran parte, mediante la presente invención, en la que con respecto a un sistema, se proporciona un aparato y un método que en algunas realizaciones facilita la infusión de resina dentro de un periodo de detención.
La presente invención es un mandril como se define en la Reivindicación 1 de las reivindicaciones que se añaden, y un método como se define en la Reivindicación 15 10.
Una realización de la presente invención se refiere a un mandril e incluye una zona de recepción de la preforma y una zona de recepción de la resina adyacente a la zona de recepción de la preforma.
Otra realización de la presente invención se refiere a un dispositivo para infundir una capa superior que incluye un mandril y la película de enfundado. El mandril es accionable para recibir la capa superior. El mandril incluye una zona de recepción de la preforma y una zona de recepción de la resina adyacente a la zona de recepción de la preforma. La película de enfundado es accionable para generar una envuelta que esté obturada de la atmósfera y rodee la zona de recepción de la
25 preforma y la zona de recepción de la resina. Todavía otra realización de la presente invención se refiere a un sistema para fabricar un artículo compuesto. El sistema incluye una capa de formación previa, suministro de resina, mandril, y película de enfundado. La capa de formación previa corresponde al artículo compuesto. El suministro de resina es suficiente para infundir la forma previa. El mandril incluye una zona de recepción de la preforma para recibir la capa de preforma y una resina de la zona de recepción para recibir el suministro de resina. La zona de recepción de resina es adyacente a la zona de recepción de la preforma. La película de enfundado puede ser manejada para generar una envuelta que esté obturada de la atmósfera y rodee la zona de recepción de la preforma y la zona de recepción de la resina.
Todavía otra realización de la presente invención pertenece a un aparato para infundir una resina líquida dentro de una capa fibrosa para fabricar un artículo. El aparato incluye unos medios para posicionar una cantidad de resina sobre un mandril adyacente a la capa fibrosa. La cantidad de resina es suficiente para infundir la capa fibrosa. El aparato incluye además unos medios para generar una cantidad de fuerza de compresión sobre la resina y unos medios para reducir la viscosidad de la resina. La resina de viscosidad reducida es infundida dentro de la capa fibrosa en respuesta a la fuerza de compresión que excede una resistencia de la resina.
Todavía otra realización de la presente invención se refiere a un método de infusión de una resina líquida dentro de una capa fibrosa para fabricar un artículo. En este método, es posicionada una cantidad de resina sobre un mandril adyacente a la capa fibrosa. La cantidad de resina es suficiente para infundir la capa fibrosa. En adición una cantidad de fuerza de compresión es generada sobre la resina y la viscosidad de la resina es reducida. La resina de viscosidad reducida es infundida
15 dentro de la capa fibrosa en respuesta a la fuerza de compresión que excede una resistencia de la resina. Se han bosquejado, con bastante vaguedad, ciertas realizaciones de la invención con objeto de que la descripción detallada de la misma pueda ser mejor comprendida, y con objeto de que la presente contribución a la técnica pueda ser mejor apreciada. Hay, por supuesto, realizaciones adicionales de la invención que se describirán más adelante y que constituirán el tema de las reivindicaciones que se añaden a la misma.
A este respecto, antes de explicar al menos una realización de la invención con detalle, ha de entenderse que la invención no está limitada en su aplicación a los 25 detalles de construcción y a las disposiciones de los componentes establecidas en la descripción siguiente o ilustradas en los mandos. La invención es capaz de realizaciones en adición a las descritas y que se ponen en práctica de diversas maneras. También se ha de entender que la fraseología y terminología empleadas en la misma, así como la abstracción, tienen el propósito de describir y no deberán ser
30 consideradas como limitativas. Como tales, los expertos en la técnica apreciarán que la concepción en la que esta descripción está basada puede ser utilizada fácilmente como una base para el diseño de otras estructuras, métodos y sistemas para poner en práctica los diversos propósitos de la presente invención. Es importante, por lo tanto que las
reivindicaciones sean consideradas como incluyendo construcciones equivalentes mientras no se salgan del alcance de las reivindicaciones.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
5 La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de infusión de resina en masa según una realización de la invención. La Figura 2 es una vista en despiece ordenado de un dispositivo de infusión de resina en masa según la Figura 1. La Figura 3 es una vista en sección transversal de un mandril adecuado para ser usado con el sistema de infusión de resina en masa según la Figura 1. La Figura 4 es una vista desde arriba del mandril 16 adecuado para ser usado con el sistema 10 de BRI (Impresión de Resina voluminosa) según la reivindicación 1. La Figura 5 es un gráfico de flujo que ilustra las operaciones que pueden continuar de acuerdo con una realización del método o procedimiento. La Figura 6 es un ejemplo de un gráfico de la fracción (abscisa) de volumen de fibras que es afectado por...
Reivindicaciones:
1. Un mandril (18) que comprende: una zona (50) de recepción de la preforma; y una zona (52) de recepción de la resina adyacente a la zona (50) de recepción de la preforma; caracterizado porque: la zona (50) de recepción de la preforma está rebajada dentro de una superficie del mandril (18); y
10 la zona (52) de recepción de la resina está rebajada también dentro de dicha superficie del mandril (18).
2. Un mandril según la reivindicación 1, que comprende además: una zona (54) de obturación para recibir un obturador (40).
3. Un mandril según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que comprende además: un puerto (42) de salida para la conexión de fluido a una fuente (22) de vacío.
4. Un mandril según la reivindicación 3, que comprende además:
20 una zona (46) de estrangulación para reducir la posibilidad de que la resina sea arrastrada dentro del puerto (42) de salida.
5. Un dispositivo (12) para infundir una capa superior, que comprende: un mandril (18) para recibir la capa superior, siendo el mandril (18) como se
25 reivindica en la reivindicación 1; y una película (38) de envoltura para generar una envuelta (20) que rodee la zona (50) de recepción de la preforma y la zona (52) de recepción de resina.
6. Un dispositivo según la reivindicación 5, que comprende además: 30 un obturador (40) para obturar la película (38) de envoltura para el mandril (18)
7. Un dispositivo según la reivindicación 6, que comprende además: una zona (54) de obturación para recibir el compuesto obturador (40).
8. Un dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 5, 6 ó 7, que comprende
además: un puerto (42) de salida para la conexión fluida a una fuente (22) de vacío.
9. Un dispositivo según la reivindicación 8, que comprende además: una zona (46) de choque para reducir la probabilidad de que la resina sea forzada dentro del puerto (42) de salida.
10. Un método de infusión de una resina líquida dentro de una capa fibrosa (14) para
10 fabricar un artículo, comprendiendo el método: el posicionamiento de una cantidad de resina (16) en una zona (52) de recepción de resina sobre un mandril (18), y el posicionamiento de la capa fibrosa (14) en una zona (50) de recepción de la preforma sobre el mandril (18), siendo la zona (52) de recepción de resina adyacente a la zona (50) de recepción de la preforma, en donde la cantidad de resina (16) es suficiente para infundir la capa fibrosa (14); generar una cantidad de fuerza compresora sobre la resina (16) y reducir la viscosidad de la resina (16), en donde la resina de viscosidad reducida es infundida dentro de la capa fibrosa (14) en respuesta a la fuerza compresora que excede una resistencia de la resina (16); estando caracterizado el método porque en dicha operación de posicionamiento:
la zona (50) de recepción de la preforma está rebajada dentro de una superficie del mandril (18); y 25 la zona (52) de recepción de la resina está rebajada también dentro de dicha superficie del mandril (18).
11. Un método según la reivindicación 10, que comprende además: calentar la resina (16) para reducir la viscosidad de la resina (16).
12. Un método según las reivindicaciones 10 u 11, que comprende además: curar la resina infundida para fabricar el artículo.
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