ÚTILES CON ESTRUCTURA CELULAR.

La presente invención se refiere a útiles con estructura celular y particularmente, pero no exclusivamente, a útiles que comprenden material celular de carbono y/o fibra de vidrio y procedimientos para el moldeo de materiales compuestos que utilizan útiles con estructura celular. Los útiles convencionales con fibra de carbono destinados a la formación de estructuras compuestas a partir de materiales compuestos curables (tales como materiales de resinas reforzados con fibras) son fabricados por mecanización de un cuerpo de útil principal o un molde maestro partiendo de un material epoxi sintáctico, invar, o acero y laminando a continuación y curando un prepreg de fibra de carbono curado a baja temperatura, basado en epoxi, sobre aquél para proporcionar al útil un recubrimiento o piel de carbono, que formará la superficie sobre la que se pueden moldear las estructuras compuestas. Antes del curado de dicho recubrimiento o piel, se retira normalmente del modelo maestro y, a continuación, se efectúa el post-curado fuera del cuerpo principal para proporcionar al recubrimiento del útil la deseada temperatura de transición a estado vítreo (Tg). Es principalmente a causa de las diferentes propiedades de los materiales del cuerpo principal o modelo maestro y de recubrimiento, que se requiere la retirada del recubrimiento para post-curado. Por ejemplo, cuando el modelo maestro es epoxi sintáctico, éste no resiste las temperaturas requeridas para post-curado de los recubrimientos de carbono (aproximadamente 200ºC). Una vez que el recubrimiento ha sido post-curado, se sustituye en el modelo maestro. Frecuentemente se une una estructura de refuerzo de fibra de vidrio a la cara posterior del recubrimiento del útil para soportarlo y dar rigidez a la estructura en su conjunto. Este proceso requiere mucho tiempo y es oneroso y los útiles resultantes pueden quedar limitados en su aplicación. Por ejemplo, los útiles de epoxi sintáctico no pueden ser utilizados para moldear materiales compuestos con temperaturas de curado finales elevadas (que requieren temperaturas de curado aproximadamente de 200ºC y superiores), tal como la bismaleimida (BMI), ésteres cianato, poliimidas y termoplásticos. Un progreso reciente en la tecnología de estos útiles ha sido el desarrollo de útiles que comprenden materiales de carbono de estructura celular o de aluminio de estructura celular. Para los útiles de carbono celular en particular, el recubrimiento de fibra de carbono puede ser laminado directamente sobre el cuerpo de carbono celular para su curado in situ, tolerando fácilmente el cuerpo de carbono celular las temperaturas relativamente elevadas para el curado del recubrimiento de fibra de carbono. Este proceso simplificado tiene claramente ventajas sobre las técnicas más convencionales que se han explicado anteriormente. No obstante, la aplicación de útiles de carbono de estructura celular y aluminio de estructura celular para el moldeo de materiales compuestos tiene dificultades significativas debido a la estructura de células abiertas de los materiales celulares que les proporcionan características elevadas de porosidad. Se ha descubierto que dichos útiles con estructura celular absorben resina de los recubrimientos de fibra de carbono y otros materiales curables basados en resinas sobre la superficie del material celular, reduciendo potencialmente dicho recubrimiento o material del contenido necesario de resinas para un curado y comportamiento satisfactorios. Algunas resinas de curado a alta temperatura, tales como BMI, tienen viscosidades muy bajas, particularmente durante el curado y, por lo tanto, son especialmente sensibles su absorción en la estructura celular. Además, la porosidad intrínseca presenta también dificultades en la aplicación de condiciones de presión no atmosférica, tales como en estado de vacío, a materiales moldeados sobre aquellos, lo que presenta nuevamente complicaciones de aplicación. El documento US 2005/0003195 A1 da a conocer un útil, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. De acuerdo con la presente invención, se da a conocer un útil para su utilización en la formación de artículos moldeados, comprendiendo dicho útil un cuerpo del útil formado a base del material con estructura celular, un material de resina sobre el cuerpo del útil y un material elastómero situado entre dicho cuerpo del útil y material de resina para inhibir el movimiento de la resina del material resinoso al cuerpo del útil. Preferentemente, el material elastómero está situado preferentemente entre el cuerpo del útil y el material de resina y adopta forma de una capa. Preferentemente la capa elastómera es continua y proporciona preferentemente una película continua entre el cuerpo del útil y el material de resinas. El material elastómero impide sustancialmente la absorción de resina desde 2 E07824514 25-10-2011   el material de resina hacia dentro de la estructura celular del cuerpo del útil. El material elastómero comprende preferentemente un fluoroelastómero. Uno de dichos fluoroelastómeros se puede conseguir de la firma Advanced Composites Group de Derbyshire, U.K., con la referencia HTE18-75E. De manera alternativa o adicional, el material elastómero puede comprender uno o varios elastómeros de siliconas con curado a baja temperatura, butilelastómero y/o elastómero de poliuretano. Preferentemente, el material elastómero está situado en el cuerpo del útil en estado curable y es curado sobre el cuerpo del útil preferentemente in situ, entre el cuerpo del útil y el material de resina. Preferentemente, el material de resina está situado sobre el material elastómero en condiciones curables y es curado in situ sobre el cuerpo del útil. Preferentemente, el material elastómero inhibe el movimiento de la resina desde el material de resina cuando dicho material de resina se encuentra en condiciones de curado y particularmente delante del curado del material de resina. El material de resina adopta preferentemente la forma de una capa. El cuerpo del útil comprende, preferentemente, un material de carbono con estructura celular. De manera alternativa o adicional, el cuerpo del útil puede comprender uno o varios de: termoplástico celular, vidrio celular y cerámica celular. Preferentemente, el material de resina comprende un material de resina reforzado con fibras y puede adoptar la forma de un prepreg (preimpregnado). El material puede consistir en un material de resina reforzado con fibra de vidrio. El material de resina puede ser curado a temperaturas relativamente bajas que pueden ser menores de 200ºC (aprox.) y de manera deseable entre 40 y 200ºC. Alternativamente, el material de resinas es curado a temperaturas relativamente altas, tales como más de 200ºC (aprox.) y puede comprender uno o varios de: bismaleimida, éster cianato, poliimida, termoplástico. El material de resina puede ser curable a temperaturas comprendidas entre 200ºC y 400ºC (aprox.). El material de resina puede comprender una mezcla de resinas, algunas de las cuales pueden ser curadas a temperaturas relativamente bajas y algunas de las cuales pueden ser curadas a temperaturas relativamente altas (superior a 200ºC). La capa de resinas puede comprender una estructura laminada que comprende una serie de capas. Cada capa puede comprender una capa fibrosa impregnada con resinas, una capa de resina, una capa de fibras secas, un prepreg (preimpregnado), una capa sintáctica o cualquier otro tipo de capa utilizada en la formación de estructuras compuestas o recubrimiento de útiles. La capa de resina puede comprender diferentes capas dentro de la pluralidad de las mismas. El material de resinas puede proporcionar la superficie o superficies del útil sobre las que se pueden formar los artículos y estructuras. Una o varias de dichas superficies pueden ser acabadas, por ejemplo, por mecanización, pulido o similar. De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se da a conocer un procedimiento para la fabricación de un útil para su utilización en la formación de artículos moldeados, comprendiendo el procedimiento la formación de un cuerpo del útil de un material con estructura celular, aplicar un material elastómero para que se encuentre entre el cuerpo del útil y el material de resinas del útil, de manera que el material elastómero actúa inhibiendo la absorción de la resina desde el material de resina hacia el cuerpo del útil. Preferentemente, el material elastómero es aplicado directamente al cuerpo del útil, preferentemente en forma de capa continua sobre una superficie y se puede aplicar como película relativamente delgada. El material elastómero es aplicado preferentemente en estado curable y es curado in situ sobre el cuerpo del útil. Preferentemente, el material elastómero utilizado comprende un fluoroelastómero. El fluoroelastómero puede comprender... [Seguir leyendo]

1. Útil (10) para su utilización en la formación de artículos moldeados, comprendiendo el útil un cuerpo del útil (12) formado a base de un material celular y un material de resinas (14) en el cuerpo del útil, caracterizado porque el útil comprende además un material elastómero (16) situado entre dicho cuerpo del útil (12) y dicho material de resinas (14) para inhibir el movimiento de la resina desde el material de resinas (14) hacia dentro del cuerpo del útil (12). 2. Útil (10), según la reivindicación 1, caracterizado porque el material elastómero (16) está situado directamente entre el cuerpo del útil (12) y un material de resinas (14) y adopta forma de una capa. 3. Útil (10), según la reivindicación 2, caracterizado porque la capa de elastómero es continua. 4. Útil (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de elastómero proporciona una capa o interfaz adaptable entre el cuerpo (12) del útil y el material de resinas (14) que permite un grado de desplazamiento reducido. 5. Útil (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material elastómero (10) comprende un fluoroelastómero. 6. Útil (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material elastómero (16) comprende uno o varios elastómeros de siliconas con baja temperatura de curado, elastómero de butilo y/o elastómero de poliuretano. 7. Útil (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo del útil (12) comprende uno o varios de: material de carbono celular, termoplástico celular, vidrio celular y cerámica celular. 8. Útil (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de resinas (14) comprende un material de resinas reforzado con fibra de carbono. 9. Útil (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de resina (14) comprende una mezcla de resinas, algunas de las cuales son curadas a temperatura relativamente bajas y otras de los cuales son curadas a temperaturas relativamente altas por encima de 200ºC. 10. Útil (10), según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de resinas (14) proporciona la superficie o superficies (18) del útil (10) sobre el que se pueden formar artículos y estructuras. 11. Procedimiento para la fabricación de un útil (10), de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para su utilización en la formación de artículos moldeados, comprendiendo el procedimiento la formación de un cuerpo de útil (12) de material celular, aplicar un material elastómero (16) para que se encuentre entre el cuerpo del útil (12) y el material de resinas (14) del útil (10), de manera que el material elastómero (16) actúa inhibiendo la absorción de resina desde el material de resinas (14) hacia dentro del cuerpo del útil (12). 12. Procedimiento, según la reivindicación 11, caracterizado porque el material elastómero (16) es aplicado en estado curable y es curado in situ sobre el cuerpo del útil. 13. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque el material de resina (14) es aplicado directamente al material elastómero (16), de manera que el material elastómero (16) adopta la forma de una capa situada directamente entre el cuerpo del útil (12) y la capa de resina (14) y actúa inhibiendo el movimiento de la resina desde la capa de resina (14) hacia dentro de los intersticios del cuerpo del útil (12). 14. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el material de resina (14) es aplicado en estado curable. 15. Procedimiento, según la reivindicación 14, caracterizado porque los materiales elastómero y de resina (16, 14) son curados durante un único proceso de curado. 16. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque el material de elastómero (16) inhibe el movimiento de la resina del material de resina (14) cuando el material de resina (14) se encuentra en estado curable y durante el curado del material de resina (14). 17. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque el material elastómero (16) proporciona una capa o interfaz adaptable entre el cuerpo (12) del útil y el material de resina (14), que permite un pequeño grado de movimiento. 18. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque el cuerpo del útil (12) está 9 E07824514 25-10-2011   formado o conformado para que adopte la geometría aproximada del útil deseado (10) antes de la aplicación de los materiales elastómero y de resina (16, 14). 19. Procedimiento para el moldeo de un artículo sobre un útil (10), tal como se ha descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, cuyo procedimiento comprende la colocación del material a moldear (20) sobre el útil (10) y someter el material a condiciones de moldeo del material sobre aquél. E07824514 25-10-2011   11 E07824514 25-10-2011   12 E07824514 25-10-2011