PLACA DE PLÁSTICO ESPUMOSA.

Elemento estructural (10) de forma plana, como sección de un bloque de espuma (5),

en el que el bloque de espuma (5) está constituido a partir de un plástico espumoso y contiene una pluralidad de cuerpos de espuma (7) apilados, en particular cuerpos de espuma (7) de segmentos de cuerpos (11) dispuestos adyacentes en un plano y conectados entre sí para formar el cuerpo (7) de espuma, que presenta costuras de soldadura (13) planas en sus superficies de unión, y en el que los cuerpos de espuma (7) están soldados en sus superficies de unión bajo la configuración de costuras de soldadura (12) planas en el lado opuesto al bloque de espuma (5), caracterizado porque las costuras de soldadura están interrumpidas por escotaduras que están a distancia entre sí

La presente invención se refiere a un elemento estructural de forma plana, como sección de un bloque de espuma, en el que el bloque de espuma está constituido a partir de un plástico espumoso y contiene una pluralidad de cuerpos de espuma apilados y/o cuerpos de espuma de segmentos de cuerpos dispuestos adyacentes en un plano y conectados entre sí para formar cuerpos de espuma, que presenta costuras de soldadura planas en sus superficies de unión, y los cuerpos de espuma están soldados en sus superficies de unión bajo la configuración de costuras de soldadura planas en el lado opuesto al bloque de espuma, así como a un procedimiento para la fabricación de un elemento estructuras de forma plana de este tipo y a la utilización del mismo.

Se conoce emplear placas de un material termoplástico espumoso como capas de núcleo en uniones de sándwich o componentes compuestos. La fabricación de placas de plástico espumosas se puede realizar, por ejemplo, por medio de un procedimiento de extrusión. La capacidad de carga estructural, por ejemplo la resistencia a la presión perpendicularmente a la dirección de extrusión, de capas de núcleos fabricadas por medio de procedimientos de extrusión, no en todos los casos puede cumplir los requerimientos planteados. Por lo tanto, los componentes compuestos con dichas capas de núcleo con frecuencia no pueden cumplir todos los requerimientos como componentes estructurales para aplicaciones exigentes.

Para aplicaciones exigentes, como por ejemplo componentes estructurales en el sector del transporte, son necesarios, sin embargo, compuestos de sándwich, que disponen de una alta cota de resistencia, en particular de resistencia a la presión y rigidez, y cuyos materiales del núcleo presentan alta resistencia y rigidez al empuje. Para conseguir estas propiedades, se utilizan, por ejemplo, capas de cubierta más gruesas y a veces más espesar. Esto conduce, en general, a una elevación no deseable del peso específico de los compuestos de sándwich. Además, la resistencia a la presión de tales compuestos de sándwich no se puede elevar de forma discrecional a través del empleo de capas de cubierta más gruesas.

Por lo tanto, es deseable que no sólo las capas de cubierta sino también las capas de núcleo presenten una resistencia y rigidez elevadas a la presión y al empuje, pero sin tener que anular la ventaja de la densidad reducida de los cuerpos de espuma.

Esta medida permitiría, por una parte, la fabricación de compuestos de sándwich con propiedades mejoradas de resistencia y rigidez sin elevación considerable del peso específico. Por otra parte, el empleo de capas de núcleo con rigidez y resistencia elevadas permitiría también el empleo de capas de cubierta más finas.

Así, por ejemplo, se conocen placas de plástico espumoso, que presentan una resistencia mejorada debido a la configuración específica de la capa de núcleo.

El documento EP 1 536 944 describe, por ejemplo, los elementos estructurales de forma placa de materiales termoplásticos espumosos, en el que a partir de una pluralidad de segmentos de cuerpos se generan a través de soldadura unos elementos estructurales planos y los elementos estructurales son apilados en bloques a través de la soldadura de las superficies laterales que entran en contacto entre sí. Las costuras de soldadura planas forman una capa intermedia de plástico con pocos poros o libre de poros entre los segmentos de cuerpo y los elementos estructurales. Los elementos estructurales separados del bloque, transversalmente a las costuras de soldadura, presentan una estructura nervada de refuerzo, del tipo de red en la vista en planta superior, que está formada por las costuras de soldadura. Los elementos estructurales pueden formar el núcleo o la capa intermedia de un compuesto de sándwich, de un compuesto de varias capas o de un cuerpo moldeado.

En la fabricación, por ejemplo, de elementos compuestos de sándwich, el núcleo es dotado por uno o por ambos lados con capas de cubierta y las capas de cubierta se unen con el núcleo. Para la unión resistente a la separación de la capa de cubierta y del núcleo se dispone un adhesivo entre sus superficies dirigidas una hacia la otra. Si se fabrican componentes compuestos, se inserta, por ejemplo, un núcleo de material de núcleo en un molde hueco, dado el caso se disponen materiales de refuerzo, como por ejemplo fibras, por ejemplo en forma de esteras, géneros de punto, hilados, tejidos, etc., de vidrio, carbono, polímeros, fibras naturales, etc. entre el molde y el núcleo. El espacio intermedio previsto entre el núcleo y el molde rellena con una resina fundida, como una resina de poliéster, una resina epóxido, una resina de viniléster, etc., configurando la resina y, dado el caso, el material de refuerzo la capa de cubierta que envuelve total o parcialmente el núcleo. En particular, para la configuración de la capa de cubierta, se inserta el núcleo y en caso necesario los materiales de refuerzo en un molde hueco evacuable, se aplica un vacío y se inyecta la resina. Para mantener reducido, por un parte, el peso total del componente compuesto y para conseguir, por otra parte, una alta estabilidad del componente compuesto, las cantidades de resina pueden aplicarse de forma controlada. Es ventajoso mantener lo más reducida posible la medida del intersticio entre el molde hueco y el núcleo y, por lo tanto, el espesor de la capa de cubierta. Las medidas reducidas del intersticio dificultan de nuevo la distribución de la resina, en particular en el caso de componentes compuestos de superficie grande, durante el procedimiento de inyección.

El cometido de la presente invención es proponer un elemento estructural de forma plana, en particular del tipo de placa, adecuado como material de núcleo y para capas de núcleo así como para la generación de núcleos de elementos compuestos de sándwich o componentes compuestos. El elemento estructural de forma plana debe contener una espuma con una estructura de células cerradas y, sin embargo, posibilitar como núcleo una distribución favorable de la resina en el molde hueco. Además, el cometido comprende un procedimiento de coste favorable para la fabricación de dicho elemento estructural de forma plana. El elemento estructural de forma plana debe ser, además, a ser posible de un solo tipo.

De acuerdo con la invención, el cometido se soluciona porque las costuras de soldadura están interrumpidas por escotaduras que están distanciadas unas de las otras.

Con preferencia, las costuras de soldadura entre los cuerpos de espuma están interrumpidas por escotaduras que están distanciadas unas de las otras.

El elemento estructural de forma plana es con preferencia totalmente de plástico. Los cuerpos de espuma son, por ejemplo, cuerpos moldeados en forma de placas, fabricados en una pieza por medio de un procedimiento de espumación por extrusión, o generados a partir de varios segmentos de cuerpo espumosos por extrusión y soldados mutuamente bajo la configuración de costuras de soldadura planas. Los cuerpos espumosos se pueden apilar y se pueden apilar y se pueden soldar mutuamente en las superficies de contacto o bien en sus superficies laterales de unión mutua, bajo la configuración de costuras de soldadura planas. Las costuras de soldadura planas entre los cuerpos de espuma forman una capa intermedia de plástico con pocos poros o libres de poros en forma de una estructura nervada que actúa con efecto de refuerzo en la vista en planta superior. Las costuras de soldadura planas entre los segmentos de cuerpo y los cuerpos de espuma forman una capa intermedia de plástico con pocos poros o libre de poros en forma de una estructura nervada o estructura de red que actúa con efecto de refuerzo en la vista en planta superior.

El elemento estructural de forma plana está configurado, por ejemplo, en forma de placa, con preferencia como elemento de placa, en particular como elemento de placa en forma de paralelepípedo, dado el caso como cuerpo moldeado de forma exterior irregular.

Los cuerpos de espuma o bien los segmentos de cuerpo en el elemento estructural de forma placa pueden estar fabricados por medio de extrusión y las superficies de las costuras de soldadura así como las escotaduras se encuentran especialmente en la dirección de la extrusión de los cuerpos de espuma.

El elemento estructural de forma plana de acuerdo con la invención está constituido o contiene de manera conveniente materiales termoplásticos. Los materiales termoplásticos son con preferencia poliestireno (PS), copolímero injertado de acrilonitrilo /... [Seguir leyendo]

1. Elemento estructural (10) de forma plana, como sección de un bloque de espuma (5), en el que el bloque de espuma (5) está constituido a partir de un plástico espumoso y contiene una pluralidad de cuerpos de espuma (7) apilados, en particular cuerpos de espuma (7) de segmentos de cuerpos (11) dispuestos adyacentes en un plano y conectados entre sí para formar el cuerpo (7) de espuma, que presenta costuras de soldadura (13) planas en sus superficies de unión, y en el que los cuerpos de espuma (7) están soldados en sus superficies de unión bajo la configuración de costuras de soldadura (12) planas en el lado opuesto al bloque de espuma (5), caracterizado porque las costuras de soldadura están interrumpidas por escotaduras que están a distancia entre sí.

2. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las costuras de soldadura (12) están interrumpidas entre los cuerpos de espuma (7) por escotaduras (45) que están a distancia entre sí.

3. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las costuras de soldadura (12) planas presentan una capa intermedia de plástico con pocos poros o libre de poros en forma de una estructura nervadura que actúa con efecto de refuerzo en vista en planta superior y las escotaduras (45) presentan paredes con pocos poros o libres de poros.

4. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las costuras de soldadura (13) de los segmentos de cuerpo (11), las costuras de soldadura (12) de los cuerpos de espuma (7) y paredes de las escotaduras (45) están formadas a partir del material termoplástico fundido un endurecido de nuevo.

5. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el espesor de las costuras de soldadura (12, 13) y/o el espesor de pared de las escotaduras (45) está fijado de tal forma que la estructura nervada del tipo de red de las costuras de soldadura y/o las paredes de las escotaduras (45) mejora la resistencia del elemento de estructura (10).

6. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el cuerpo de espuma (7) o los segmentos de cuerpo (11) se fabrican por medio de extrusión, y las superficies de la costura de soldadura (32, 33) así como las escotaduras (45) se encuentran en la dirección de extrusión de los cuerpos de espuma (7).

7. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los cuerpos de espuma (7) o los segmentos de cuerpo (11) están fabricados por medio de extrusión, y las superficies de costura de soldadura (32, 33) se encuentran en la dirección de extrusión de los cuerpos de espuma (7) y las escotaduras están dispuestas, extendiéndose con respecto a un eje paralelo al lado longitudinal de los cuerpos de espuma y en la dirección de extrusión, en un ángulo de 0º o mayor, de manera conveniente de 0 a 90º, en particular de manera conveniente de 1º a 60º, con ventaja de 15º a 60º, en particular de 30º a 45º, y de manera muy especialmente preferida de 45º.

8. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el elemento estructural (10) de forma plana presenta a ambos lados unas superficies de cubierta (16) y presenta por metro cuadrado de superficie de cubierta (16) al menos 200, de manera conveniente al menos 400 y hasta 60.000, con preferencia hasta 40.000 escotaduras (45).

9. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las escotaduras (45) presentan un diámetro o diámetro medio o una longitud de los cantos de 0,2 a 10 mm, de manera conveniente de 1 a 5 mm y con preferencia de 2 a 3 mm.

10. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la distancia mutua entre las escotaduras (45) dentro de la costura de soldadura (23, 33) respectiva es de 2 a 100 mm.

11. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la distancia entre las escotaduras (45) dentro de la costura de soldadura (23, 33) respectiva es de 2 a 20 veces, en particular de 5 a 10 veces, el diámetro, el diámetro medio o la longitud máxima de los cantos de la escotadura (45).

12. Elemento estructural de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los segmentos de cuerpo (11) individuales y los cuerpos de espuma (7) individuales, presentan en la vista en planta superior sobre el elemento estructural (10) plano, una forma poligonal, de manera conveniente una forma octogonal, hexagonal o triangular, con preferencia una forma cuadrada y en particular una forma rectangular o cuadrada.

13. Procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (10) de forma plana, que contiene una pluralidad de segmentos de cuerpo (11) apilados y/o dispuestos adyacentes en un plano y unidos entre sí de un material termoplástico espumoso, en el que el elemento estructural (10) es completamente de material termoplástico y los segmentos de cuerpo (11) están soldados mutuamente en sus superficies de unión bajo la configuración de costuras de soldadura planas (32, 33), de cuerdo con la reivindicación 1, realizado a través de las siguientes etapas:

a. Fabricación de cuerpos de espuma (7) de células cerradas a través de un proceso de extrusión y espumación o fabricación de segmentos de cuerpo (11) a través de un proceso de extrusión y espumación, a continuación a través de soldadura conjunta del lado longitudinal de los segmentos de cuerpo (11) a través de fundición plana de las superficies laterales a unir de los segmentos de cuerpo (11) y unión siguiente y endurecimiento de nuevo para formar cuerpos de espuma (7) bajo la configuración de costuras de soldadura (32) planas, en el que las costuras de soldadura planas (32) están presentes como capas intermedias de plásticos con pocos poros o libres de poros;

b. Soldadura conjunta del lado longitudinal de los cuerpos de espuma (7) a través de fundición superficial de las superficies laterales a unir de los cuerpos de espuma (7) y unión siguiente y endurecimiento de nuevo para formar un bloque de espuma (5) bajo la configuración de costuras de soldadura planas (33), en el que las costuras de soldadura planas (33) están presentes como capas intermedias de plástico con pocos poros o libres de poros.

c. división del bloque de espuma (5) en elementos estructurales (30) individuales de forma plana, en particular placas de espuma, transversalmente a la dirección longitudinal de los cuerpos de espuma (7),

en el que las costuras de soldadura (32, 33) configuran en la vista en planta superior del elemento estructural (30) de forma plana una estructura nervada que actúa como refuerzo,

caracterizado porque

la fundición inicial de los lados longitudinales (43, 44) de los cuerpos de espuma (7) se realiza por medio de una espada térmica (40) con superficie estructurada bajo la generación de cavidades en forma de ranuras en el cuerpo de espuma (7) y porque la fundición inicial de cuerpos de espuma (7) estructurados en uno o en los dos lados con cavidades en forma de ranura se realiza por medio de una espada térmica (40) con superficie no estructurada o porque la fundición inicial de cuerpos de espuma (7) no estructurados se realiza en primer lugar por medio de una espada térmica (40) con superficie no estructurada y a continuación por medio de una matriz que presta una estructura, y porque en otra etapa se unen los lados longitudinales (43, 44) fundidos de los cuerpos de espuma (7) bajo la configuración de escotaduras (45) en la costura de soldadura (33).

14. Procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (10) de forma plana de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la fundición inicial de los lados longitudinales (43, 44) de los cuerpos de espuma (7) se realiza por medio de una espada térmica (40) con superficie estructurada en uno o en los dos lados bajo la generación de cavidades del tipo de ranuras en el cuerpo de espuma (7).

15. Procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (10) de forma plana de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque en una espada térmica (40), que representa especialmente una placa con dos superficies laterales (41, 42) calientes, se calientan, respectivamente, las superficies opuestas, que se extienden en dirección de extrusión de los lados longitudinales (43, 44), de dos cuerpos de espuma (7, 7') hasta el punto de que las superficies de los lados longitudinales (43, 44) de los cuerpos de espuma (7, 7') se ablandan y se inicia la fundición y las células que se encuentran en la superficie se aplastan y forman una película fina de masa fundida y una o ambas superficies laterales (41) de la espada térmica (40) forman una estructura (46, 47, 48) y la estructura (46, 47, 48) se estampa en forma de matriz en el material termoplástico, a continuación los cuerpos de espuma (7, 7') se distancian de la espada térmica (40) y la espada térmica (40) se retira y las dos superficies calientes de los lados longitudinales (43, 44) de los cuerpos de espuma (7, 7') se ponen en contacto mutuo en estado caliente de manera conveniente bajo impulsión con presión, de manera que las superficies en contacto de los lados longitudinales (43, 44) se sueldan entre sí y el material termoplástico se endurece bajo refrigeración.

16. Procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (10) de forma plana de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque la estructura que está presente en una o en las dos superficies (41) de la espada térmica (40) está formada por una pluralidad de barras perfiladas (46, 47, 48) dispuestas paralelas a distancia, que se extienden sobre toda la altura y sobre toda la anchura de una o de las dos superficies (41) de la espada térmica (40) y con preferencia las barras perfiladas (46, 47, 48) se distribuyen a las mismas distancias sobre la superficie (41).

17. Procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (10) de forma plana de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque la estructura de barras perfiladas que se cruzan, que está presente en una o en las dos superficies (41) de la espada térmica (40) está formada por un patrón de armazón o un patrón de gofre o una estructura de rejilla y las barras perfiladas que se extienden inclinadas o diagonales se extienden en un ángulo discrecional, en particular de 0º a 90º, con respecto a un canto lateral de la espada térmica y las barras perfiladas están dispuestas especialmente en un ángulo de aproximadamente 1º a 60º, de manera conveniente de 15º a 60º, en particular de 30º a 45º y de manera muy especialmente preferida de 45º.

18. Procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (10) de forma plana de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque en una espada térmica, que representa especialmente una placa con dos superficies laterales (42) de superficie lisa, no estructuradas calientes, se calientan los lados longitudinales (43, 44) opuestos de dos cuerpos de espuma (7), en el que uno o los dos lados longitudinales (43, 44) de los cuerpos de espuma (7) están estructurados con ranuras, muescas o fresados, hasta el punto de que las superficies de los cuerpos de espuma (7) de material termoplástico se ablandan o se inicia la fusión y a continuación se retira la espada térmica (40) y las dos superficies calientes (43, 44) estructuradas de los cuerpos de espuma (7) se ponen en contacto mutuo, de manera conveniente bajo impulsión con presión, endureciéndose bajo refrigeración del plástico.

19. Procedimiento para la fabricación de un elemento estructural (10) de forma plana de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque en una espada térmica (40), que representa una placa con dos superficies laterales (42) de superficie lisa, no estructuradas calientes, se calientan los lados longitudinales (43, 44) opuestos de dos cuerpos de espuma (7, 7') hasta el punto de que las superficies calientes de los cuerpos de espuma (7) de material termoplástico se ablandan y comienzan a fundirse y a continuación se retira la espada térmica (40) y se inserta una matriz del tipo de peine entre las dos superficies calientes de los cuerpos de espuma (7) y se ponen la matriz y los cuerpos de espuma (7), de manera conveniente bajo impulsión de presión, en contacto mutuo, en el que el plástico se suelda y se endurece bajo refrigeración y a continuación se extrae la matriz desde la zona de fusión o de reblandecimiento de los dos cuerpos de espuma.

20. Utilización del elemento estructural (10) de forma plana de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 en un componente estructural (1) con una capa de cubierta (2) aplicada sobre una superficie del elemento estructural (10) de forma plana.

21. Utilización del elemento estructural (10) de forma placa de acuerdo con la reivindicación 20 como núcleo o capa de núcleo en un componente estructural (1), en la que el componente estructural (1) es un elemento compuesto de sándwich, en particular una placa compuesta de sándwich, con capas de cubierta (2, 3) dispuestas a ambos lados del núcleo o de la capa de núcleo o un componente compuesto de núcleo o capa de núcleo y capas de cubierta.

22. Utilización del elemento compuesto de sándwich (1) de acuerdo con las reivindicaciones 20 ó 21 como núcleo o capa de núcleo en componentes compuestos, en particular en aletas de viento de instalaciones de energía eólica.