Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a,

200b) (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) que comprende una porción del cuerpo principal (71) y una porción de formación de rebabas (72) que se extiende continuamente desde el borde de la porción del cuerpo principal (71) hacia el exterior, en el que dicha porción del cuerpo principal (71) está formada de un primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) que comprende numerosas fibras de refuerzo y un segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) que comprende numerosas fibras laminadas sobre dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) en la porción de borde exterior de dicha porción del cuerpo principal (71), dicha porción de formación de rebabas (72) se forma por dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) que se extiende desde el borde de dicha porción del cuerpo principal (71) hacia el exterior, y las separaciones entre dichas numerosas fibras forman los pasos de una resina de moldeo, caracterizado por que dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) se mantiene, al menos parcialmente, entre las capas de dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) para formar una estructura intercalada.

Precursor de moldeo, proceso para producir resina moldeada reforzada con fibras y resina moldeada reforzada con fibras.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un precursor de moldeo y a un proceso para producir una resina moldeada reforzada con fibras obtenida por impregnación del precursor de moldeo con una resina de matriz mediante el procedimiento de moldeo por transferencia de resina (RTM) . El precursor de moldeo de la invención facilita el acabado de la resina moldeada reforzada con fibras que comprende el precursor de moldeo y una resina.

Antecedentes de la técnica

Los plásticos reforzados con fibras (FRP) , en especial plásticos reforzados con fibras de carbono (CFRP) , se utilizan en diversos campos como materiales compuestos que tienen un peso ligero y altas propiedades mecánicas. Como uno de los procedimientos para producir productos de FRP moldeados, se conoce un procedimiento de RTM que comprende las etapas de disponer un material de fibra de refuerzo en una cavidad de moldeo de un molde, cerrar el molde, inyectar una resina de matriz capaz de fluir en el molde, y calentar para el endurecimiento o enfriamiento para la solidificación. En este procedimiento, el molde se mantiene internamente a una presión reducida, de acuerdo con se requiera.

El procedimiento de RTM es uno de los procedimientos de moldeo de FRP más adecuados que puede exhibir efectivamente el peso ligero y altas propiedades mecánicas como las características de FRP, especialmente CFRP y puede producir de forma eficiente productos moldeados que tienen formas complicadas.

Sin embargo, para la eliminación de partes muertas tales como rebabas fuertes formadas en el borde exterior de un producto moldeado obtenido, el mecanizado por chorro de agua, mecanizado NC o similares conocidos es necesario como uno de los pasos de post-procesamiento después del moldeo. Esto aumenta las horas de trabajo y las etapas de procesamiento, aumentando el coste. Especialmente en el caso de CFRP, las fibras de refuerzo existentes en las rebabas formadas en los bordes exteriores del producto moldeado son demasiado duras para permitir el mecanizado por chorro de agua y, tan duras, que requieren cambios frecuentes de la herramienta de mecanizado NC debido al desgaste frecuente. El desbarbado es una de las etapas que se desea evitar.

Para evitar la costosa labor del desbarbado, se han realizado diversas propuestas para dar forma al material de base de fibra de refuerzo tan cerca de una forma del molde deseado como sea posible (casi forma neta) .

Por ejemplo, se propone que se mantenga un material de base de fibra de refuerzo entre los moldes de conformación superior e inferior, antes de disponer el material de base de fibra de refuerzo en un molde, de modo que el material de base de fibra de refuerzo puede tener una forma parecida a la de una forma de moldeado de antemano (documento de Patente 1) .

Además, se propone la aplicación de una resina termoplástica a un material de base de fibra de refuerzo de varias capas y dar forma al material de base utilizando un molde de conformación con calentamiento, de modo que el material de base puede tener una forma deseada mantenida de forma más fiable (documento de Patente 2) .

Además, se propone disponer una línea de referencia en un molde y para hacer una marca en un material de base de fibra de refuerzo en una posición correspondiente a la línea de referencia a lo largo de un hilo de tejer en su interior, de modo que el material de base se puede posicionar con precisión en el molde (documento de Patente 3)

Documento de Patente 1: JP 2003-305719 A Documento de Patente 2: JP 2003-080607 A Documento de Patente 3: JP 2003-127157 A

El documento EP 1325 937 a1 se refiere a una composición de resina epoxi compuesta por los componentes (a) , (b) y (c) , definidos como sigue, en la que la cantidad del componente (c) en base a 100 partes en peso del componente

(a) es de 1 a 30 partes en peso; el componente (a) es líquido; y los componentes (b) y (c) se disuelven homogéneamente en el componente (a) : (a) resina epóxica, (b) iniciador de polimerización aniónica y (c) donante de protones. Además se describe un proceso para producir material compuesto reforzado con fibras en el que una composición de resina termoestable se inyecta en los sustratos de fibras de refuerzo colocados en un molde que se ha mantenido a una temperatura específica Tm entre 60 y 180 ºC, y que se ha calentado para curarse en un molde a una temperatura específica Tm. Por lo tanto, se pueden alcanzar materiales compuestos reforzados con fibra con buena productividad.

El documento JP 04-229212 A enseña un precursor de moldeo que comprende una capa de fibra de vidrio que corresponde a un primer material de base en la presente invención y a una capa de fibra orgánica que corresponde a un segundo material de base en la presente invención, que cubre la capa de fibra de vidrio. No se describe un precursor de moldeo que tiene una estructura intercalada, en el que la capa de fibra orgánica (segundo material de base) forma una porción formadora de rebabas, y en el que dicha capa de fibra orgánica se lamina en la capa de fibra de vidrio en la porción de borde exterior de la porción del cuerpo principal formada en la capa de fibra de vidrio.

El documento JP 01-253412 A enseña una resina moldeada reforzada con fibras compuesta de una resina de matriz y fibras de refuerzo, en el que el material de base de fibra de refuerzo es un primer material de base; comprendiendo un segundo material de base numerosas fibras laminadas en dicho primer material de base en la porción de borde exterior de dicho primer material de base. No se describe un precursor de moldeo que tiene una estructura intercalada, en el que el segundo material de base me soporta al menos parcialmente entre las capas del primer material de base.

Divulgación de la invención

Problema a resolverse por la invención

Sin embargo, si los procedimientos convencionales mencionados anteriormente se utilizan para evitar el mecanizado por chorro de agua o mecanizado NC, etc, es necesario preparar un material de base de fibra de refuerzo conformado con un tamaño menor que el de la forma del producto destinado (precursor de moldeo) antes que el material de base se moldee junto con una resina, de modo que cuando el material de base se dispone en una cavidad de moldeo, el material de base no sobresale de la cavidad, para evitar que se formen las rebabas que contienen fibras de refuerzo.

Por ejemplo, como se muestra en la Figura 1, en el caso en que una resina moldeada reforzada con fibras 101 utilizada como una lámina fina moldeada (espesor: 0, 5 a 3 mm) tal como el carenado de un motocicleta se produce por el procedimiento RTM que utiliza un material de base de fibra de refuerzo 102 configurado con una tamaño más pequeño que el de la forma del carenado, las porciones ricas en resina 103 en las que no existe el material de base 102 se producen en los dobladillos E1 y E2, como se muestra en la Figura 2. En el caso, en que a este carenado se le proporcione un impacto por colisión, etc., se presenta a menudo el problema de que los dobladillos E1 y E2 en los que están las porciones ricas en resina 103 se rompen localmente por la concentración de tensiones.

Con el fin de que el producto de resina moldeada 101 reforzado con el material de base de fibra de refuerzo 102 tenga una resistencia predeterminada también en los dobladillos, es necesario que el material de base 102 impregne perfectamente los dobladillos E1 y E2 del producto de resina moldeada 101. Para permitir que el material de base 102 impregne los dobladillos del producto de resina moldeada, un procedimiento de conformación precisa de un precursor de moldeo 100 que comprende el material de base 102 antes de disponerlo en un molde inferior FM se ha examinado. Sin embargo, dado que han cambiado las puntadas de una tela tejida que comprende las fibras de refuerzo utilizadas como el material de base 102, las dimensiones han cambiado considerablemente, y era difícil obtener la exactitud dimensional requerida (por ejemplo, de aproximadamente ± 2 mm) . Además, es posible ajustar con precisión el borde de la tela tejida dispuesta en el molde inferior cortando con tijeras o similares, pero surgen problemas tales como que el tiempo de trabajo llega a ser muy largo y que la calidad depende de la habilidad de cada trabajador.

El problema abordado por la invención incluye proporcionar un... [Seguir leyendo]

1. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) que comprende una porción del cuerpo principal (71) y una porción de formación de rebabas (72) que se extiende continuamente desde el borde de la porción del cuerpo principal (71) hacia el exterior, en el que dicha porción del cuerpo principal (71) está formada de un primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) que comprende numerosas fibras de refuerzo y un segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) que comprende numerosas fibras laminadas sobre dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) en la porción de borde exterior de dicha porción del cuerpo principal (71) , dicha porción de formación de rebabas (72) se forma por dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) que se extiende desde el borde de dicha porción del cuerpo principal (71) hacia el exterior, y las separaciones entre dichas numerosas fibras forman los pasos de una resina de moldeo, caracterizado por que dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) se mantiene, al menos parcialmente, entre las capas de dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) para formar una estructura intercalada.

2. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 1, en el que una capa superficial que forma el material de base que forma una porción superficial de dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) se dispone para extenderse desde el borde de dicha porción del cuerpo principal (71) hacia el exterior y para cubrir además dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) posicionado en dicha porción de formación de rebabas (72) .

3. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha porción del cuerpo principal (71) tiene un tercer material de base (113, 113a, 209, 209a, 209b, 307) que comprende numerosas fibras de refuerzo laminadas sobre dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) y sobre dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) , dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) tiene una forma casi idéntica a la de dicha porción del cuerpo principal (71) y se dispone entre dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) y dicho tercer material de base (113, 113a, 209, 209a, 209b, 307) , y se forma una estructura de tres capas que comprende dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) , dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) y dicho tercer material de base (113, 113a, 209, 209a, 209b, 307) .

4. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 3, en el que al menos cualquiera de dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) o dicho tercer material de base (113, 113a, 209, 209a, 209b, 307) se dispone para extenderse desde el borde de dicha porción del cuerpo principal (71) hacia el exterior y para cubrir además parcialmente dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) posicionado en dicha porción de formación de rebabas (72) .

5. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 3, en el que al menos una cualquiera de una capa superficial que forma el material de base que forma una porción superficial de dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) o una capa superficial que forma el material de base que forma una porción superficial de dicho tercer material de base (113, 113a, 209, 209a, 209b, 307) se dispone para extenderse desde el borde de dicha porción del cuerpo principal (71) y para cubrir además dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) posicionado en dicha porción de formación de rebabas (72) .

6. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 3, en el que un material de base de núcleo (210, 210a, 210b, 310) que comprende una espuma se dispone en contacto con dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) en dicha porción del cuerpo principal (71) .

7. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el valor característico de compresión de dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) es del 35% al 80%.

8. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el peso unitario de dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) es de 100 a 1000 g/m2.

9. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el peso unitario de dicho tercer material de base (113, 113a, 209, 209a, 209b, 307) es de 100 a 1000 g/m2.

10. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la resistencia de las fibras que forman dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) es menor que la resistencia de las fibras de refuerzo que forman dicho primer material de base (52, 111, 207, 207a, 207b, 305) .

11. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la resistencia de las fibras que forman dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306)

es menor que la resistencia de las fibras de refuerzo que forman dicho tercer material de base (113, 113a, 209, 209a, 209b, 307) .

12. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) es una tela no tejida.

13. Un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) , de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el peso unitario de dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) es de 10 a 1500 g/m2.

14. Un proceso para producir una fibra moldeada reforzada con resina (101) por un procedimiento RTM, que comprende las etapas de:

disponer un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) en una cavidad de moldeo (26) de un molde (2) ; cerrar dicho molde (2) en el que se dispone dicho precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) ; inyectar una resina caliente y presurizada dentro de dicha cavidad de moldeo (26) de dicho molde (2) cerrado; solidificar dicha resina inyectada dentro de dicha cavidad de moldeo (26) ; abrir dicho molde (2) después que dicha resina se ha solidificado; y sacar la resina moldeada reforzada con fibras (101) del molde (2) abierto, en el que

(a) un precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) como se establece en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 se usa como dicho precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) ;

(b) una puerta de película (18) a través de la cual fluye dicha resina inyectada se proporciona al menos parcialmente dentro de la circunferencia exterior de dicha cavidad de moldeo (26) ;

(C) en dicha etapa de disponer dicho precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) en dicha cavidad de moldeo (26) de dicho molde (2) , dicho precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) se dispone en dicha cavidad de moldeo (26) de dicho molde (2) de tal manera que dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) se encuentra al menos parcialmente dentro de dicha puerta de película (18) ; y

(d) dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) existe al menos parcialmente en una porción de rebabas (72) de dicha resina formada por dicha puerta de película (18) .

15. Un proceso para producir una resina moldeada reforzada con fibras (101) , de acuerdo con la reivindicación 14, en el que una corredera (19) que comunica con dicha puerta de película (18) se proporciona fuera de dicha puerta de película (18) , y dicho segundo material de base (53, 112, 112a, 208, 208a, 208b, 306) de dicho precursor de moldeo (50, 56, 57, 58, 59, 110, 110a, 200, 200a, 200b) se dispone para llegar a la posición de dicha corredera (19) .

16. Un proceso para producir una resina moldeada reforzada con fibras (101) , de acuerdo con la reivindicación 14, en el que una holgura de la puerta de dicha puerta de película (18) es de 0, 1 a 2, 0 mm.