PROCEDIMIENTO PARA FABRICAR COMPONENTES DE MATERIAL COMPUESTO FIBROSO.

Procedimiento para fabricar componentes de material compuesto fibroso,

en el que, para la integración del componente (10) de material compuesto fibroso, se depositan alternativamente una sobre otra en una herramienta (20) unas capas (2) portadoras de fibras preimpregnadas de resina y unas capas (1) secas portadoras de fibra, presentando las capas preimpregnadas (2) portadoras de fibras un exceso de resina y efectuándose, después de la deposición de las capas, un tratamiento de infiltración o un endurecimiento del componente (10) de material compuesto fibroso bajo aportación de calor, caracterizado porque la infiltración se efectúa mediante una aportación de calor variable en el tiempo y en el espacio para materializar el control de los frentes de flujo de resina, efectuándose la aportación de calor variable en el tiempo y en el espacio mediante una activación temporal definida de medios de calentamiento (21) distribuidos espacialmente en la herramienta (20)

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09002971.

Solicitante: EADS DEUTSCHLAND GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WILLY-MESSERSCHMITT-STRASSE 85521 OTTOBRUNN ALEMANIA.

Inventor/es: UTECHT, STEFAN, Berchtold,Gerd,Dr.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 3 de Marzo de 2009.

Clasificación PCT:

  • B29C35/02 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL.B29C CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION O UNION DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACION (trabajo análogo a trabajo de metales con máquinas herramientas B23; trabajo con muela o pulido B24; corte B26D, B26F; 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 35/00 Calentamiento, enfriamiento o endurecimiento, p. ej. reticulación, vulcanización; Aparatos a este efecto (moldes con medios de calentamiento o de enfriamiento incorporados B29C 33/02; dispositivos para el endurecimiento de prótesis dentales de materia plástica A61C 13/14; antes del moldeo B29B 13/00; aspectos químicos C08J 3/00). › Calentamiento o endurecimiento, p. ej. reticulación vulcanización (vulcanización en frío B29C 35/18).

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.

PDF original: ES-2375327_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para fabricar componentes de material compuesto fibroso. La invención concierne a un procedimiento para fabricar componentes de material compuesto fibroso. En el sector de la fabricación de componentes de plástico reforzados con fibras es conocida la utilización de semiproductos fibrosos preimpregnados con resina, los llamados preimpregnados (prepregs). Los distintos preimpregnados se depositan uno sobre otro para formar el componente que se quiere fabricar. A continuación, se efectúan un tratamiento de infiltración y un endurecimiento del componente aplicando presión y/o temperatura. Se conoce también el llamado procedimiento de conformación en caliente en el que los componentes depositados de plano, impregnados con resina, se convierten en formas complejas en un paso de proceso adicional utilizando calor. Otro procedimiento conocido es el llamado procedimiento RFI (Resin Film Infusion = Infusión de Película de Resina). En este caso, la construcción del componente de material compuesto fibroso a fabricar se efectúa depositando películas de resina sólidas sin porción fibrosa sobre un semiproducto fibroso seco. La infiltración se efectúa mediante una aportación subsiguiente de calor, fundiéndose la resina de la película de resina e infiltrándose en el semiproducto fibroso situado debajo. En la utilización de preimpregnados y también en el procedimiento RFI es desventajoso el hecho de que sólo es limitadamente posible la drapeabilidad de los materiales, la cual es de una gran importancia especialmente en la producción de formas de componentes curvadas. En un procedimiento de preimpregnación se dificulta el drapeado debido a la alta adherencia de las distintas capas de fibras y en el procedimiento RFI no existe en absoluto ninguna vinculación entre las distintas capas antes de la infiltración, de modo que se dificulta el posicionamiento y fijación de las distintas capas una respecto de otra. Además, en el procedimiento RFI la altura de la construcción estratificada es relativamente grande en comparación con el espesor del componente endurecido, lo que conduce, durante el endurecimiento, a largos recorridos de asentamiento dentro del material. Se conoce por el documento WO 00/27632 A1 un procedimiento para fabricar componentes de material compuesto fibroso según el preámbulo de la reivindicación 1, en el que se depositan alternativamente una sobre otra capas portadoras de fibras, preimpregnadas con resina, y capas secas portadoras de fibras, presentando las capas preimpregnadas portadoras de fibras un exceso de resina. El documento US 4,622,091 describe otro procedimiento para fabricar componentes de material compuesto fibroso, en el que se coloca una capa de resina sólida sobre una capa seca portadora de fibras. La construcción de vacío comprende capas de desaireación que se proyectan más allá de los bordes de la construcción de vacío. El documento EP 0 533 418 A1 describe un procedimiento para infiltrar capas portadoras de fibras en una herramienta de moldeo, en el que se mantienen los bordes de la herramienta de moldeo a una temperatura más alta que la de las zonas centrales de la herramienta de moldeo. El problema de la invención consiste en crear un procedimiento para fabricar componentes de material compuesto fibroso con el cual se puedan evacuar lo más completamente posible el aire contenido en el componente y otros constituyentes. Este problema se resuelve con el procedimiento según la reivindicación 1. Ejecuciones ventajosas de la invención son objeto de reivindicaciones subordinadas. Según la invención, para la integración del componente de material compuesto fibroso se depositan alternativamente una sobre otra capas portadoras de fibras preimpregnadas con resina, es decir, preimpregnados, y capas secas portadoras de fibras, presentando las capas preimpregnadas portadoras de fibras un exceso de resina. La proporción de la resina es suficiente para infiltrar las capas secas contiguas con la resina de las capas preimpregnadas. Se logra así como ventaja esencial una drapeabilidad muy buena del material, ya que las capas preimpregnadas no tienen adherencia entre ellas y las capas secas pueden moverse bien con relación a las capas preimpregnadas. Las capas preimpregnadas actúan como aglutinante y facilitan el posicionamiento y adherencia de las capas secas. Se puede prescindir de la utilización de materiales aglutinantes adicionales, por ejemplo de un velo aglutinante. Además, con el procedimiento según la invención es posible de manera muy sencilla depositar primero de plano el material fibroso para la fabricación de estructuras complejas (por ejemplo, estructuras de largueros) y transformar este material en otro paso del procedimiento mediante la aplicación de calor. Este modo de proceder es posible en el procedimiento según la invención con un coste más bajo que con el procedimiento de conformación en caliente 2 E09002971 10-01-2012   conocido. Con el procedimiento según la invención es posible un componente optimizado en cuanto a su peso y su resistencia. Otra ventaja esencial del procedimiento según la invención reside en que es muy perfectamente posible la evacuación del aire residual y otros constituyentes volátiles de la construcción estratificada a través de las capas secas. La resina de los preimpregnados presente en la construcción es suficiente en general para infiltrar completamente el componente, de modo que puede prescindirse de una infiltración adicional con la habilitación inherente de resina adicional, calentamiento y tiempos de infiltración adicionales. Sin embargo, no queda excluida una infiltración adicional de esta clase. El endurecimiento y/o la infiltración del componente pueden efectuarse, por ejemplo, en un autoclave, un horno de circulación de aire con o sin solicitación de presión, una prensa o una herramienta calentada. El endurecimiento y/o la infiltración pueden efectuarse en una realización ventajosa utilizando una membrana semipermeable que cierra el componente de material compuesto fibroso con respecto al medio ambiente. La membrana es impermeable a la resina, pero permeable al aire, para hacer posible especialmente la desaireación restante del componente. La utilización de una membrana de esta clase se describe, por ejemplo, en el documento EP 1 181 149 B1. La solicitación con presión durante el tratamiento de infiltración o el endurecimiento del componente de material compuesto fibroso puede generarse por vía mecánica, hidráulica o neumática. El procedimiento según la invención puede estar concebido como un proceso continuo (por ejemplo, prensado en caliente a intervalos) que es adecuado especialmente para componentes pequeños (por ejemplo, perfiles), o bien como un proceso estático (por ejemplo, autoclave, horno). Las capas portadoras de fibras pueden estar constituidas por uno o más estratos de una tela o un material no tejido o por uno o varios estratos de fibras unidireccionales. Como materiales fibrosos son adecuadas especialmente fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida o una combinación de varias de estas fibras. Estas indicaciones se aplican tanto para las capas secas como para las preimpregnadas. Las resinas empleadas pueden ser de base duroplástica o termoplástica. Según la invención, se controla deliberadamente la evolución de los frentes de flujo de la resina durante la infiltración o el endurecimiento. Una posibilidad para ello es la activación deliberada de circuitos de calentamiento integrados en la herramienta. Se explica la invención ayudándose de ejemplos de realización y haciendo referencia a las figuras. Muestran: La figura 1, la construcción estratificada del componente de material compuesto fibroso después del procedimiento según la invención; La figura 2, la construcción estratificada del componente de material compuesto fibroso después del procedimiento según la invención, con representación de la movilidad de las distintas capas una respecto de otra; La figura 3, la construcción estratificada del componente de material compuesto fibroso después del procedimiento según la invención, con representación de la parte volada de las capas secas en el borde de la construcción estratificada; y La figura 4, la construcción estratificada del componente de material compuesto fibroso después del procedimiento según la invención, con representación del control de los frentes de flujo de la resina durante la infiltración o el endurecimiento. La figura 1 muestra la construcción estratificada híbrida de un componente 10 de material compuesto fibroso, tal como éste es producido conforme al procedimiento según la invención. Este componente comprende alternativamente estratos de fibras secos 1 y preimpregnados 2 que se depositan sucesivamente uno sobre otro. Los estratos de fibras preimpregnados 2 presentan aquí un exceso... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para fabricar componentes de material compuesto fibroso, en el que, para la integración del componente (10) de material compuesto fibroso, se depositan alternativamente una sobre otra en una herramienta (20) unas capas (2) portadoras de fibras preimpregnadas de resina y unas capas (1) secas portadoras de fibra, presentando las capas preimpregnadas (2) portadoras de fibras un exceso de resina y efectuándose, después de la deposición de las capas, un tratamiento de infiltración o un endurecimiento del componente (10) de material compuesto fibroso bajo aportación de calor, caracterizado porque la infiltración se efectúa mediante una aportación de calor variable en el tiempo y en el espacio para materializar el control de los frentes de flujo de resina, efectuándose la aportación de calor variable en el tiempo y en el espacio mediante una activación temporal definida de medios de calentamiento (21) distribuidos espacialmente en la herramienta (20). 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las capas (1, 2) portadoras de fibras consisten en uno o varios estratos de una tela o un material no tejido o en uno o varios estratos de fibras unidireccionales. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las capas (1, 2) portadoras de fibras contienen fibras de vidrio, fibras de carbono o fibras de aramida o una combinación de éstas. 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se efectúa la desaireación restante del componente (10) de material compuesto fibroso utilizando una membrana semipermeable que es permeable al aire, pero impermeable a la resina. 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la deposición de las capas se efectúa de tal manera que las capas secas presenten en sus bordes una parte volada (3) con respecto a las capas preimpregnadas. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, durante el tratamiento de infiltración o el endurecimiento del componente de material compuesto fibroso, se efectúa una solicitación con presión generada por vía mecánica, hidráulica o neumática. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se depositan primero en forma plana las capas portadoras de fibras y se las conforma en un paso adicional bajo alimentación de calor. E09002971 10-01-2012   6 E09002971 10-01-2012   7 E09002971 10-01-2012

 

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