Molde y método para el moldeo por transferencia de resina asistido por vacío.

Molde (1, 21, 101) para el moldeo por transferencia de resina asistido por vacío de una estructura laminadareforzada con fibra,

que comprende:

- al menos una primera parte (2, 102) de molde y una segunda parte (6, 22, 142) de molde, definiendo laprimera parte (2, 102) de molde una impresión negativa de la estructura laminada, que es estructuralmenteestable y que forma un soporte para capas (12, 112) de refuerzo de fibra de la estructura laminada, y lasegunda parte (6, 22, 142) de molde que puede conectarse a la primera parte (2, 102) de molde para cerrarel molde y que define junto con la primera parte (2, 102) de molde 10 un espacio encerrado que puedeevacuarse; en el que

- al menos un conducto (14, 16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo para guiar un polímero líquido, conducto (14,16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo que se forma como un entrante (14, 16, 114) en la primera parte (2, 102)de molde y/o un entrante (28, 30, 148, 150) en la segunda parte (22, 142) de molde que se abre hacia elespacio encerrado y se extiende a lo largo de una sección de la periferia de la primera parte (2, 102) demolde y/o la segunda parte (22, 142) de molde,

caracterizado porque

el entrante en la primera parte (2, 102) de molde y/o el entrante en la segunda parte (22, 142) de moldeestán ubicado(s) directamente adyacente(s) a y se abre(n) hacia la zona de la parte de molde respectivaque define la impresión negativa de la estructura laminada.

Molde y método para el moldeo por transferencia de resina asistido por vacío.

La presente invención se refiere a un molde para un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío de una estructura laminada de fibra, en particular de una pala de rotor de turbina eólica, y a un método para el moldeo por transferencia de resina asistido por vacío.

El moldeo por transferencia de resina asistido por vacío (VARTM, vacuum assisted resin transfer moulding) de grandes estructuras implicaba hasta la fecha la inclusión de conducciones para la distribución de resina en la estructura moldeada. Se dan a conocer ejemplos para el mismo en los documentos EP 1 310 351 B1, WO 2006/058540 A1, WO 2006/058541 A1 y WO 2007/038930 A1.

El documento EP 1 310 351 B1 describe un molde para palas de rotor de turbina eólica que comprende una parte de molde inferior, una parte de molde superior, y un macho. Para formar una pala de rotor laminada, se depositan capas de refuerzo de fibra en la parte de molde inferior y el macho se pone encima de las capas. Las secciones de capa que sobresalen por el molde inferior se enrollan entonces alrededor del macho de modo que se solapan en el centro del macho y entonces la parte de molde superior se ajusta encima de estas capas. Cuando se forma el borde anterior de la pila de capas, se integra una tubería de flujo en la pila de capas de refuerzo de fibra de modo que permite distribuir resina a las capas. Esta tubería de flujo será parte de la pala de rotor de turbina eólica laminada después de curar la resina.

El documento WO 2006/058540 A1 describe un método de infusión a vacío por medio de una membrana semipermeable. En este método, se aplica un molde con una cavidad de molde, en el que se coloca una inserción de fibra que comprende una pluralidad de capas de fibra y una capa de distribución. La capa de distribución permite una mayor velocidad de flujo para un polímero líquido que las capas de fibra. Canales de entrada están ubicados encima de la inserción de fibra. El polímero líquido se dirige por medio de los canales de entrada hasta la capa de distribución después de que el molde se haya cerrado mediante el uso de una bolsa de vacío.

El documento WO 2006/058541 A1 describe un método y un aparato para producir piezas moldeadas de material compuesto de fibra por medio de infusión a vacío. En el método, se aplica un molde con una cavidad de molde, una pluralidad de canales de entrada que comunican con la cavidad de molde, y una fuente de polímero con polímero líquido. Una pluralidad de canales de vacío comunica con la cavidad de molde y una fuente de vacío. Se inserta material de fibra en la cavidad de molde antes del proceso de llenado de dicho molde, y en la que se genera una presión reducida en los canales de vacío y por tanto en la cavidad de molde con el resultado de que se extrae polímero líquido de la fuente de polímero por medio de los canales de entrada hacia la cavidad de molde. Uno o más de los canales de entrada pueden comunicar también con la fuente de vacío y/o uno o más de los canales de vacío pueden comunicar también con una fuente de polímero.

El documento WO 2007/038930 A1 describe un método para producir un producto reforzado con fibra En el método, una o más capas de fibras de refuerzo se colocan en la cavidad de un molde. Las capas se cubren con un elemento de distribución de resina sobre el que se colocan varias entradas de resina que están formadas por tuberías. El elemento de distribución de resina puede retirarse después de producir el material laminado. Alternativamente, el elemento de distribución de resina y las entradas pueden seguir siendo parte del material laminado. Si el sistema de distribución de resina, es decir las tuberías de entrada y/o la capa de distribución de resina, permanece en la estructura laminada, se añade al peso sin proporcionar un beneficio estructural sustancial. Por otro lado, si la capa de distribución de resina se retira de la estructura laminada, este es un proceso elaborado puesto que la capa de distribución se proporciona sobre una fracción grande del área superficial de la estructura acabada.

El documento EP 0 785 062 A2 describe un aparato según el preámbulo de la reivindicación 1 y un método de moldeo de plásticos. Este documento describe un molde que comprende un molde inferior con surcos que están separados de un borde anterior y con surcos que están separados de un borde posterior del artículo de moldeo. Cuando el molde se cierra usando una parte de molde superior están presentes huecos diminutos entre la parte de molde superior y la parte de molde inferior a través de los que la resina puede fluir antes de que se fuerce en las bandas de tela de las capas de fibra.

Los documentos WO 00/41866 A1 y US 2008/0044506 A1 describen partes de molde para formar estructuras de material compuesto reforzadas con fibra. Las partes de molde están equipadas con surcos en tales superficies sobre las que se disponen las capas de fibra. En el documento US 2008/0044506 A1, están presentes un canal de entrada y un canal de salida a través de los que la resina puede conducirse hasta los surcos en la superficie del molde y puede llevarse la resina en exceso lejos del molde, respectivamente.

Por tanto, es un primer objetivo de la presente invención proporcionar medios ventajosos para producir estructuras laminadas reforzadas con fibra. Es un segundo objetivo de la presente invención proporcionar un método ventajoso para el moldeo por transferencia de resina asistido por vacío de una estructura laminada reforzada con fibra.

El primer objetivo se resuelve mediante un molde para moldeo por transferencia de resina asistido por vacío de una estructura laminada reforzada con fibra según la reivindicación 1. El segundo objetivo se resuelve mediante un método para moldeo por transferencia de resina asistido por vacío según la reivindicación 9. Las reivindicaciones dependientes contienen desarrollos adicionales de la invención.

En el molde inventivo, el conducto de flujo está ubicado fuera del volumen real de la estructura laminada reforzada con fibra acabada pero es parte del volumen que se evacuará. Cuando se forma la estructura laminada reforzada con fibra, el conducto de flujo se mantiene libre de cualquier cantidad de material hasta que comienza la inyección de resina. Por tanto, cuando se comienza la inyección de la resina, la resina puede discurrir libremente a través del conducto de flujo desde un orificio de entrada a través del que está conectado el conducto de flujo a un depósito de resina. A medida que el conducto de flujo se llena con resina, comienza el proceso más lento de resina que fluye hacia los materiales de fibra y macho de la estructura laminada. Una vez que se ha curado la resina y se ha retirado el molde, puede retirarse la resina excedente, que es el resto de la resina en el conducto de flujo, mediante medios mecánicos. Usando un conducto de flujo que es parte del molde en vez de de la estructura moldeada, pueden reducirse el tiempo de disposición para la pila de capas, el peso, los costes y la complejidad de la estructura laminada.

Los conductos de flujo primero y segundo permiten introducir resina desde el borde anterior, así como desde el borde posterior en los materiales de fibra y macho de la pila de capas en el molde. El uso de los conductos de flujo primero y segundo permite reducir el tiempo de infusión que hace posible el uso de resinas de solidificación más baratas y más rápidas. El frente de flujo es entonces esencialmente una combinación de más o menos dos líneas rectas, paralelas al borde anterior y al borde posterior, respectivamente. En combinación con los bordes anterior y posterior no paralelos, esto garantiza que los frentes de flujo coalezcan de manera sistemática y controlada, minimizando de este modo el riesgo de aire atrapado.

La estructura laminada con la forma alargada puede, en particular, ser una pala de rotor de turbina eólica laminada.

En una primera implementación del molde inventivo, la segunda parte de molde es también estructuralmente estable. Esto ayuda a evitar arrugas en la estructura laminada acabada. Además, en esta implementación un primer entrante puede formarse en la primera parte de molde mientras que un segundo entrante se forma en la segunda parte de molde. El primer entrante y el segundo entrante están ubicados entonces de tal manera en las partes de molde primera y segunda respectivas que partes de sus lados abiertos están alineadas entre sí cuando el molde está cerrado.... [Seguir leyendo]

1. Molde (1, 21, 101) para el moldeo por transferencia de resina asistido por vacío de una estructura laminada reforzada con fibra, que comprende:

- al menos una primera parte (2, 102) de molde y una segunda parte (6, 22, 142) de molde, definiendo la primera parte (2, 102) de molde una impresión negativa de la estructura laminada, que es estructuralmente estable y que forma un soporte para capas (12, 112) de refuerzo de fibra de la estructura laminada, y la segunda parte (6, 22, 142) de molde que puede conectarse a la primera parte (2, 102) de molde para cerrar el molde y que define junto con la primera parte (2, 102) de molde un espacio encerrado que puede evacuarse; en el que

- al menos un conducto (14, 16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo para guiar un polímero líquido, conducto (14, 16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo que se forma como un entrante (14, 16, 114) en la primera parte (2, 102) de molde y/o un entrante (28, 30, 148, 150) en la segunda parte (22, 142) de molde que se abre hacia el espacio encerrado y se extiende a lo largo de una sección de la periferia de la primera parte (2, 102) de molde y/o la segunda parte (22, 142) de molde,

caracterizado porque

el entrante en la primera parte (2, 102) de molde y/o el entrante en la segunda parte (22, 142) de molde están ubicado (s) directamente adyacente (s) a y se abre (n) hacia la zona de la parte de molde respectiva que define la impresión negativa de la estructura laminada.

2. Molde (1, 21, 102) según la reivindicación 1, caracterizado porque -la primera parte (2, 102) de molde define la impresión negativa de una estructura laminada que tiene una

forma alargada con un borde anterior y un borde posterior;

- un primer conducto (14, 28, 114) de flujo está presente en la primera parte (2, 102) de molde y/o en la segunda parte (22, 142) de molde en una ubicación en la que va a formarse el borde anterior; y -un segundo conducto (16, 30, 150) de flujo está presente en la primera parte (2, 102) de molde y/o en la

segunda parte (22, 142) de molde en una ubicación en la que va a formarse el borde posterior.

3. Molde (1, 21, 101) según la reivindicación 2, caracterizado porque la primera parte (2, 102) de molde define la impresión negativa de una pala de rotor de turbina eólica

laminada;

4. Molde (21, 101) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la segunda parte (22, 142) de molde es una parte de molde estructuralmente estable.

5. Molde (21, 101) según la reivindicación 4, caracterizado porque -un primer entrante (14, 16, 114) se forma en la primera parte (2, 102) de molde; -un segundo entrante (28, 30, 148) se forma en la segunda parte (22, 142) de molde; y -el primer entrante (14, 16, 114) y el segundo entrante (28, 30, 148) están ubicados de tal manera en las

partes de molde primera y segunda respectivas que partes de sus lados abiertos están alineadas entre sí cuando el molde (2, 102) está cerrado.

6. Molde (101) según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, caracterizado porque

- la segunda parte (142) de molde también define una impresión negativa de la estructura laminada;

- al menos un macho (134, 136) de molde está presente cuyas dimensiones exteriores son menores que las dimensiones interiores de las partes (102, 142) de molde primera y segunda.

7. Molde (101) según la reivindicación 6, caracterizado porque el macho (134, 136) de molde está rodeado por un elemento inflable.

8. Molde (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque -el al menos un conducto de flujo se forma como un entrante (14, 16) en la primera parte (2) de molde; y -la segunda parte de molde es una bolsa (6) de vacío.

9. Método para el moldeo por transferencia de resina asistido por vacío de una estructura laminada reforzada con fibra que usa un molde según la reivindicación 1 a 8,

caracterizado porque

el al menos un conducto (14, 16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo se mantiene libre de cualquier cantidad de material hasta que se inyecta la resina mediante medios de inyección y porque la resina discurre por el al menos un conducto (14, 16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo desde un orificio de entrada hasta el extremo distante del molde.

10. Método según la reivindicación 9,

caracterizado porque

el molde comprende al menos dos conductos de flujo y un depósito de resina está conectado a los al menos dos conductos (14, 16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo de tal manera que se inyecta simultáneamente la resina en los al menos dos conductos (14, 16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo.

11. Método según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque las partes (2, 6, 22, 102, 142) de molde se retiran cuando la resina se ha solidificado y la resina excedente

en el al menos un conducto (14, 16, 28, 30, 114, 148, 150) de flujo se retira mediante medios mecánicos.