Aparato para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra en la que una cavidad está formada porun primer molde (11) y un segundo molde (12) de película que cubre el primer molde (11),

comprendiendoel aparato:

una unidad (14-1) de suministro de plástico principal que puede inyectar plástico en la cavidad paraimpregnar un material (15) laminado de fibra previsto en la cavidad con plástico en un estadodespresurizado;

un medio (22) de flujo que tiene una forma de malla y puede dejar que el plástico fluya a través delmismo, disponiéndose dicho medio (22) de flujo en un lado del segundo molde (12) y aumentando unvolumen del plástico que va a impregnarse en el material (15) laminado de fibra; estando dicho aparatocaracterizado porque comprende:

una subunidad (14-2, 14-3) de suministro de plástico que puede inyectar plástico tras la unidad (14-1) desuministro de plástico principal;

y porque dicho aparato comprende

un elemento (21) de supresión de flujo de plástico que se dispone en cualquiera de un lado del primermolde (11) y el lado del segundo molde (12) o en ambos lados del medio (22) de flujo, y se dispone entrela unidad (14-1) de suministro de plástico principal y la subunidad (14-2, 14-3) de suministro de plástico, ysuprime el avance de un frente de flujo de plástico fluido inyectado desde la unidad (14-1) de suministrode plástico principal.

Aparato y método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a un aparato según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra que puede aplicarse a una estructura grande tal como un fuselaje de avión, un barco, un vehículo ferroviario y una pala de turbina eólica.

Estado de la técnica

El uso de plástico reforzado con fibra (PRF) abarca hoy en día diversos campos. Una varilla de fibra de carbono se usa adecuadamente para una caña de pescar y un palo putter de golf. Se usa adecuadamente un plástico reforzado con fibra multicapa para un cuerpo de barco tal como un bote o un yate. Recientemente se ha deseado un plástico reforzado con fibra que tenga propiedades de ser ligero y bastante resistente para usarse para una estructura grande tal como un fuselaje de avión y una pala de turbina eólica.

Para garantizar la resistencia y las propiedades físicas estables de este tipo de estructura reforzada con fibra, es importante impedir la entrada de espumas en un plástico reforzado con fibra o la generación de sopladuras en el mismo durante los procesos de fabricación. En un método de flujo de plástico fluido en un material laminado de fibra dispuesto en un molde y de impregnación del plástico fluido en la capa de fibra, pueden generarse sopladuras en la capa de plástico. Un método de conformación a vacío, dado a conocer, por ejemplo, en la solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 60-83826, se conoce como técnica para impedir la generación de sopladuras en una capa.

En la técnica dada a conocer en la solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 60-83826, se realiza la generación de vacío en un lado de una cavidad de molde cerrada por una superficie interna de un molde y una película de vacío, y se inyecta plástico fluido desde el otro lado. El aire en la cavidad se sustituye por el plástico fluido, y mediante lo cual se fabrica una estructura de plástico reforzado con fibra con menos espumas y sopladuras.

Es necesaria una mejora en una técnica de conformación a vacío para esta técnica para distribuir y asignar plástico fluido de manera espacialmente uniforme en una capa de fibra. Los ejemplos de una mejora de este tipo incluyen las técnicas dadas a conocer en las patentes estadounidenses n.os 4902215 y 5904972.

Las técnicas conocidas tienen en común que, tal como se muestra de manera abstracta y esquemática en la figura 7, un medio (103) de flujo de plástico tal como una estructura que tiene orificios de rejilla, especialmente una red de nailon, se pone en el lado de la superficie superior de un material (106) laminado de plástico en una cavidad formada por un molde (101) y una película (102) de vacío, y tal como se muestra en la figura 8, se inyecta plástico (105) fluido desde varios orificios abiertos en un manguito (104) de inyección de plástico, se realiza la generación (107) de vacío desde el borde de la cavidad, y el plástico se filtra a través de las mallas de rejilla del medio (103) de flujo de plástico para impregnarse en un material (106) laminado de fibra de la capa de base. El medio (103) de flujo de plástico se usa para conseguir una uniformidad de difusión bidimensional de plástico fluido.

Cuando se fabrica un producto de PRF grueso mediante esta técnica, es difícil hacer que la velocidad de flujo sea uniforme. Tal como se muestra en la figura 8, dado que el plástico fluido no fluye uniformemente, tiende a generar un sitio (108) no impregnado en el que no se impregna plástico en un material laminado de fibra, y es probable que se produzcan defectos de impregnación.

Por tanto, se exige suprimir la generación de defectos de impregnación mejorando la fluidez y la capacidad de difusión de un plástico inyectado simultáneamente. Por consiguiente, se desea acortar un ciclo de fabricación aumentando una velocidad de inyección de plástico.

Cuando se usa el medio (103) de flujo de plástico, existe una diferencia en la capacidad de difusión de un plástico inyectado que fluye cerca del medio (103) de flujo de plástico y que fluye en el lado del molde (101) , y se desea suprimir la generación de defectos de impregnación resolviendo la diferencia. Especialmente, en la fabricación de una estructura grande, gruesa o larga, se generan frecuentemente partes no impregnadas. Por tanto, se desea impedir la generación de partes no impregnadas.

El documento US 5.665.301 da a conocer un aparato según el preámbulo de la reivindicación 1.

En vista de los problemas, un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato y un método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra que puede resolver la generación de defectos de impregnación.

Objeto de la invención

Según un aspecto de la presente invención, un aparato para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra en el que una cavidad está formada por un primer molde y un segundo molde y una película que cubre el primer molde, y el plástico se impregna en un material laminado de fibra previsto en la cavidad en un estado despresurizado, el aparato incluye: un medio de flujo de plástico de malla que se dispone en un lado del segundo molde y aumenta un volumen del plástico que va a impregnarse en el material laminado de fibra; y un elemento de supresión de flujo de plástico que se dispone en cualquiera de un lado del primer molde y el lado del segundo molde

o ambos del medio de flujo de plástico, y suprime el avance de un frente de flujo de plástico fluido inyectado desde una unidad de suministro de plástico principal.

Ventajosamente, en el aparato para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra, el elemento de supresión de flujo de plástico se dispone cerca de un orificio de inyección de una subunidad de suministro de plástico que inyecta plástico tras la unidad de suministro de plástico principal, y en un lado para suprimir un frente de flujo de plástico que fluye desde la unidad de suministro de plástico principal a través del medio de flujo de plástico.

Ventajosamente, en el aparato para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra, el elemento de supresión de flujo de plástico es uno cualquiera de un material blando, una esponja y un elemento que se aplasta mediante la presión atmosférica durante la generación de vacío y bloquea las mallas del medio de flujo de plástico.

Según un aspecto de la presente invención, un método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra incluye: proporcionar un elemento de supresión de flujo de plástico en una posición predeterminada de un medio de flujo de plástico; e impregnar plástico en un material laminado de fibra mientras que se suprime un flujo de un frente de flujo de plástico en un lado del medio de flujo de plástico que avanza rápido.

Según un aspecto de la presente invención, un método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra incluye: proporcionar un elemento de supresión de flujo de plástico en una posición predeterminada de un medio de flujo de plástico que aumenta un volumen de flujo de plástico para suprimir un flujo de un frente de flujo en un lado del medio de flujo de plástico de plástico suministrado desde una unidad de suministro de plástico principal y que avanza rápido; suministrar plástico posteriormente desde una subunidad de suministro de plástico después de suprimir el flujo de plástico desde la unidad de suministro de plástico principal; e impregnar el plástico uniformemente en un material laminado de fibra.

Ventajosamente, en el método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra, el elemento de supresión de flujo de plástico es uno cualquiera de un material blando, una esponja y un elemento que se aplasta mediante la presión atmosférica durante la generación de vacío y bloquea las mallas del medio de flujo de plástico.

Ventajosamente, en el método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra, la estructura reforzada con fibra es una estructura grande.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1A es una vista esquemática de un aparato para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra según... [Seguir leyendo]

1. Aparato para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra en la que una cavidad está formada por

un primer molde (11) y un segundo molde (12) de película que cubre el primer molde (11) , comprendiendo 5 el aparato:

una unidad (14-1) de suministro de plástico principal que puede inyectar plástico en la cavidad para impregnar un material (15) laminado de fibra previsto en la cavidad con plástico en un estado despresurizado;

un medio (22) de flujo que tiene una forma de malla y puede dejar que el plástico fluya a través del mismo, disponiéndose dicho medio (22) de flujo en un lado del segundo molde (12) y aumentando un volumen del plástico que va a impregnarse en el material (15) laminado de fibra; estando dicho aparato

caracterizado porque comprende:

una subunidad (14-2, 14-3) de suministro de plástico que puede inyectar plástico tras la unidad (14-1) de suministro de plástico principal;

y porque dicho aparato comprende

un elemento (21) de supresión de flujo de plástico que se dispone en cualquiera de un lado del primer molde (11) y el lado del segundo molde (12) o en ambos lados del medio (22) de flujo, y se dispone entre la unidad (14-1) de suministro de plástico principal y la subunidad (14-2, 14-3) de suministro de plástico, y

suprime el avance de un frente de flujo de plástico fluido inyectado desde la unidad (14-1) de suministro de plástico principal.

2. Aparato para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento (21) de supresión de flujo de plástico se dispone cerca de un orificio de inyección de la

subunidad (14-2, 14-3) de suministro de plástico y puede suprimir el avance de un frente de flujo de plástico que fluye desde la unidad (14-1) de suministro de plástico principal a través del medio (22) de flujo.

3. Aparato para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el elemento (21) de supresión de flujo de plástico es uno cualquiera de un material

blando, una esponja y un elemento que se aplasta mediante la presión atmosférica durante la generación de vacío y bloquea las mallas del medio (22) de flujo.

4. Método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra, que comprende las etapas de:

proporcionar un elemento (21) de supresión de flujo de plástico en un medio (22) de flujo que tiene una forma de malla y puede dejar que el plástico fluya a través del mismo y aumenta un volumen de flujo suprimiendo dicho elemento de supresión un flujo de un frente de flujo en un lado del medio (22) de flujo de plástico suministrado desde una unidad (14-1) de suministro de plástico principal;

45 suministrar plástico posteriormente desde una subunidad (14-2, 14-3) de suministro de plástico después de suprimir el flujo de plástico desde la unidad (14-1) de suministro de plástico principal; e

impregnar el plástico uniformemente en un material (15) laminado de fibra.

50 5. Método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento (21) de supresión de flujo de plástico es uno cualquiera de un material blando, una esponja y un elemento que se aplasta mediante la presión atmosférica durante la generación de vacío y bloquea las mallas del medio (22) de flujo.

55 6. Método para fabricar una estructura de plástico reforzado con fibra según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la estructura reforzada con fibra es una estructura grande.