PROCEDIMIENTO DE MOLDEO DE UN MIEMBRO ESTURCTURAL DE MATERIAL COMPUESTO Y MIEMBRO ESTRUCTURAL DE MATERIAL COMPUESTO.

Procedimiento de moldeo de un miembro estructural de material compuesto y miembro estructural de material compuesto Campo técnico La presente invención se refiere a un procedimiento de moldear un miembro estructural de material compuesto usado principalmente dentro de miembros estructurales tales como materiales de canales o materiales de ángulos y también se refiere a un miembro estructural de material compuesto. Técnica anterior Convencionalmente, los materiales compuestos de resinas reforzadas con fibras de materiales compuestos de resinas termoendurecibles y de materiales compuestos de resinas termoplásticas se usan como los materiales estructurales en aviones, automóviles, barcos y trenes y similares. La producción de estos miembros estructurales se lleva a cabo preparando un laminado de preimpregnados laminando capas del material compuesto de resina reforzada con fibra en una forma de placa plana, moldeando por presión el laminado de preimpregnados presionándolo contra un troquel de moldeo y después autoclavando (cociendo) el laminado de preimpregnados moldeado. Por ejemplo, la Solicitud de Patente japonesa no examinada, Núm. de Publicación 2000-271949 (cita de patente 1) revela una técnica en la que aplicando tensión continuamente a las fibras dentro de un material a lo largo de todo el procedimiento de moldeo continuo entero, las fibras que funcionan como miembros reforzantes dentro del material compuesto pueden alinearse linealmente, sin sufrir deformaciones similares a ondas repetidas (pliegues). Cita de patente 1: Solicitud de Patente japonesa no examinada, Núm. de Publicación 2000-271949. Divulgación de la Invención Sin embargo, los larguerillos largos y similares con secciones con forma de H o con forma de T, que son miembros estructurales de materiales compuestos usados durante la fabricación de estructuras ligeras para aviones y similares, no sólo son muy largos, sino que también pueden incluir superficies no desarrollables. Si se hace un intento para preparar un artículo moldeado presionando un laminado de preimpregnados de forma de placa plana contra un troquel de moldeo que tiene este tipo de superficie no desarrollable, después puede tener lugar pliegues y agrietamiento, lo que quiere decir que no se puede obtener un producto de calidad favorable. En esta descripción, el término "superficie no desarrollable" describe una superficie que, incluso dentro de una superficie curvada, tiene un curvatura compleja que incluye una superficie esférica y/o una superficie hiperboloidal o similar y en términos matemáticos, describe una superficie que puede definirse por análisis de curvas, por ejemplo, determinando la curvatura gaussiana. Los problemas descritos anteriormente tiene lugar porque la fibra usada como el miembro reforzante dentro del material compuesto es un material que no presenta ninguna deformación plástica y no tiene ninguna elasticidad. Más específicamente, cuando el laminado de preimpregnados está presionado contra el troquel de moldeo, aparecen pliegues en aquellos casos donde la longitud de la fibra es más larga que la forma del troquel, mientras que las grietas aparecen en aquellos casos donde la longitud de la fibra es más corta que la forma del troquel. Por otro lado, el preimpregnado presenta elasticidad en direcciones que no coinciden con la dirección de orientación de fibra. En un producto preparado por superposición de preimpregnados con estos tipos de propiedades tales como la dirección de la orientación de las fibras que difiere para cada capa, es deseable mantener elasticidad en la dirección requerida, impidiendo mientras cualquier reducción en la fuerza del producto final tras autoclavar. Para dirigir estos tipos de problemas, el uso de la técnica revelada en la cita de patente 1 es una posibilidad, pero en el caso de troqueles de moldeo muy largos, aplicar tensión continua a las fibras en del material es del todo imposible, lo que quiere decir que la técnica no se puede usar como una manera eficaz de reducir la aparición de plegamiento y agrietamiento. El documento US 2003/057582 A1 revela un procedimiento de moldear un miembro estructural material compuesto en el que una forma deseada se moldea presionando un laminado estructural, preparado laminando preimpregnados en una forma de placa plana, contra un troquel de moldeo. En la etapa de preparación de preparar el laminado de preimpregnados este procedimiento enseña a superponer capas plurales de material preimpregnado con orientaciones de fibra diferentes en la forma de placa plana. Cada capa se forma colocando triángulos y paralelogramos cortados a partir de una cinta de preimpregnado adyacentes unos a otros sobre una plantilla. Las colas que se extienden más allá de la plantilla se proporcionan en ciertas capas de tal forma que un diagrama superior de un molde puede agarrar las colas para extender el laminado de preimpregnados y para reducir arrugas durante formación. El documento EP 1535726 A1 revela otro procedimiento de moldear un miembro estructural de material compuesto en forma de un artículo moldeado tridimensional similar a una esfera. En la etapa de preparar el laminado de 2 E07742652 22-12-2011   preimpregnados este documento enseña a formar una pluralidad de muescas o recortes en cada capa preimpregnada tal como para formar un grupo de solapas parcialmente separadas y de partes residuales. Estos preimpregnados se disponen después en una forma tridimensional en partes predeterminadas de un troquel de prensa usando las solapas parcialmente separadas de los preimpregnados como piezas de colocación. La forma tridimensional como un todo se forma solapando partes de bordes de las partes residuales en las solapas parcialmente separadas y presionándolas. Este procedimiento de acuerdo con ello se basa en la eliminación de secciones materiales que causarían arrugas una vez colocadas en la forma tridimensional. La presente invención tiene un objeto de proporcionar un procedimiento de moldear un miembro estructural material compuesto que es capaz de suprimir la aparición de plegamiento de fibras incluso para formas muy largas que tienen superficies no desarrollables y también de proporcionar un miembro estructural de material compuesto. La presente invención proporciona un procedimiento de moldear un miembro estructural de material compuesto según se define en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2 y un miembro de estructura de material compuesto según se define en la reivindicación 3 o en la reivindicación 4. Un primer aspecto de la presente invención es un procedimiento de moldear un miembro estructural de material compuesto en el que una forma deseada se moldea presionando un laminado de preimpregnados, preparado laminando preimpregnados en una forma de placa plana, contra un troquel de moldeo, el procedimiento que comprende una etapa de preparación de preparar un laminado de preimpregnados para moldear laminando una pluralidad de preimpregnados con orientaciones de fibra diferentes en una forma de placa plana y una etapa de aplicación de presión de presionar el laminado de preimpregnados para moldeo preparado en la etapa de preparación contra el troquel de moldeo y en la etapa de preparación, un preimpregnado especificado que tiene una orientación de fibras que coincide con, o está cercana a, la dirección de aparición de plegamiento se parte, bien dentro de la región de aparición de plegamiento o bien en la proximidad de la misma, a lo largo de una dirección que es efectiva en inhibir el plegamiento y el preimpregnado partido se usa después en preparar el laminado de preimpregnados. Adoptando este tipo de procedimiento de moldear un miembro estructural de material compuesto, el preimpregnado en el que la orientación de fibras coincide con la dirección de aparición de plegamiento, o el preimpregnado entre aquellos preimpregnados usados en el laminado de preimpregnados en el que la orientación de fibras está más cercana a la dirección de aparición de plegamiento, se parte dentro de la región de aparición de plegamiento o en la proximidad del mismo, a lo largo de una dirección que es efectiva en inhibir el plegamiento y está subsiguientemente laminado con los otros preimpregnados. Como un resultado, para el preimpregnado partido, se incrementa el grado de libertad de la elasticidad del preimpregnado dentro de la región partida, permitiendo que se inhiba la aparición de plegamiento de fibras. De acuerdo con ello, se puede moldear un miembro estructural de material compuesto con plegamiento mínimo. Un segundo aspecto de la presente invención es un procedimiento de moldear un miembro estructural de material compuesto en el que se moldea una forma deseada presionando un laminado de preimpregnados, preparada laminando preimpregnados en una forma de placa plana, contra un troquel de moldeo, comprendiendo el procedimiento una etapa de... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de moldear un miembro estructural de material compuesto en el que se moldea una forma deseada presionando un laminado de preimpregnados, preparado laminando preimpregnados en una forma de placa plana, contra un troquel de moldeo, comprendiendo el procedimiento: una etapa de preparación de preparar el laminado de preimpregnados para moldear por laminación una pluralidad de preimpregnados con diferentes orientaciones de fibras dentro de una forma de placa plana, en la que un preimpregnado especificado que tiene una orientación que coincide con, o está cercana a, una dirección de aparición de plegamiento se divide, bien dentro de una región de aparición de plegamiento o bien en proximidad de la misma, a lo largo de una dirección sustancialmente ortogonal a la dirección de aparición de plegamiento y el preimpregnado partido se usa después en preparar el laminado de preimpregnados y una etapa de aplicación de presión de presionar el laminado de preimpregnados para moldear preparado en la etapa de preparación contra el troquel de moldeo. 2. Un procedimiento de moldear un miembro estructural de material compuesto en el que una forma deseada se moldea presionando un laminado de preimpregnados, preparado laminando preimpregnados en una forma de placa plana, contra un troquel de moldeo, comprendiendo el procedimiento: una etapa de preparación de preparar el laminado de preimpregnados para moldear por laminación una pluralidad de preimpregnados con diferentes orientaciones de fibra dentro de una forma de placa plana, en la que se insertan cortes parciales dentro de un preimpregnado específico que tiene una orientación de fibra que coincide con, o está cerca de, una dirección de aparición de plegamiento, estando los cortes insertados bien dentro de una región de plegamiento del preimpregnado especificado o bien en proximidad de la misma y estando insertados a lo largo de una dirección sustancialmente ortogonal con respecto a la dirección de aparición de plegamiento y tras la inserción de los cortes, el preimpregnado específico se usa en preparar el laminado de preimpregnados y una etapa de aplicación de presión de presionar el laminado de preimpregnados para moldeo preparado en la etapa de preparación contra el troquel de moldeo. 3. Un miembro estructural de material compuesto, moldeado presionando un laminado de preimpregnación con forma de placa plana contra un troquel de moldeo, en el que el laminado de preimpregnados de forma de placa plana se prepara laminando una pluralidad de preimpregnados con diferentes orientaciones de fibra en una forma de placa plana y al menos un preimpregnado que constituye el laminado de preimpregnados está dividido, en o cerca de una región de aparición de plegamiento en la que se espera que aparezca plegamiento, a lo largo de una dirección sustancialmente ortogonal a la dirección de aparición de plegamiento. 4. Un miembro de material estructural compuesto, moldeado presionando un laminado de preimpregnados de forma de placa plana contra un troquel de moldeo, en el que el laminado de preimpregnados de forma de placa plana se prepara laminando una pluralidad de preimpregnados con diferentes orientaciones de fibra en una forma de placa plana y al menos un preimpregnado que forma parte del laminado de preimpregnados tiene cortes parciales insertados, dentro o cerca de una región de aparición de plegamiento en la que se espera que aparezca el plegamiento, a lo largo de una dirección sustancialmente ortogonal a la dirección de aparición de plegamiento. 8 E07742652 22-12-2011   FIG. 1 FIG. 2 9 E07742652 22-12-2011   FIG. 3 E07742652 22-12-2011   FIG. 4 11 E07742652 22-12-2011   FIG. 5 FIG. 6 FIG. 7 12 E07742652 22-12-2011   FIG. 8 13 E07742652 22-12-2011   FIG. 9 14 E07742652 22-12-2011