REFLECTOR ULTRALIGERO Y ULTRARÍGIDO ENTERAMENTE CERÁMICO.

Dadas las demandas constantemente crecientes respecto a reflectores nuevos mayores, altamente complejos y de gran rendimiento es necesario realizar estos reflectores aún más ligeros, más rígidos y más eficaces. Una posibilidad para lograr esto es fabricar estos reflectores de materiales cerámicos. Hasta ahora se fabricaban los reflectores cerámicos principalmente de vidrio o de vitrocerámica, carburo de silicio sinterizado o C/SiC. En estos casos, los reflectores se fabricaban a partir de una placa gruesa, eliminando mediante fresado unas estructuras de forma triangular o hexagonal o similares para poder fabricar estos reflectores de acuerdo con la demanda con un peso lo más reducido posible por unidad de superficie. Especialmente en el caso del vidrio el mecanizado resulta muy aparatoso y por lo tanto también entraña unos costes muy elevados, de modo que las estructuras antes citadas solamente se pueden mecanizar de forma muy lenta y costosa empleando caras herramientas especiales. En el caso de SiC sinterizado y C/SiC, el mecanizado de la estructura tiene lugar en los procedimientos conocidos hasta la fecha en el llamado estado en verde, es decir en un estado relativamente blando, por lo que el mecanizado resulta considerablemente más sencillo y económico. Ahora bien en el caso de SiC sinterizado se produce durante el proceso de sinterizado una contracción no despreciable, que no se mantiene exactamente uniforme y por lo tanto da lugar a unos trabajos de repaso notablemente mayores en el estado cerámico, que en el caso de C/SiC. A diferencia del vidrio, las cerámicas SiC presentan una conductividad térmica hasta cien veces mejor y una rigidez específica notablemente superior. Con lo cual estos materiales están como predestinados para fabricar reflectores de alta rigidez. Por el documento DE 42 07 009 C2 y el DE 43 29 551 A1 se sabe que los reflectores de SiC se fabrican de un material de soporte de carbono poroso, dándole la forma definitiva necesaria mediante trabajos de mecanizado, en particular mediante fresado. Este procedimiento no es solamente relativamente aparatoso sino que entraña el riesgo de que precisamente en los reflectores que deben tener un peso extremadamente bajo por unidad de superficie notablemente inferior a 15 kg/m 2 o incluso inferior a 10 kg/m 2 , la estructura sufra daños durante el mecanizado, lo cual da lugar a un notable empeoramiento de las propiedades del material o impide que esta clase de pesos por unidad de superficie ni siquiera se puedan fabricar. El peso por unidad de superficie se define como peso por unidad de superficie, por lo que en los reflectores el espesor del reflector y su superficie tienen una relación muy definida entre sí. Así por ejemplo, para una precisión del contorno del reflector de A/10 se elige por lo general un espesor del reflector que no sea inferior a una décima parte del diámetro del reflector. También se conoce por el documento DE 42 07 009 C2 que las estructuras cerámicas de panal de abeja se unen con una capa de cubierta densa de Prepregs de tejido de fibra de carbono, consiguiendo de este modo una estructura de peso ligero. Ahora bien esta técnica presenta el decisivo inconveniente, precisamente al someterla a ciclos térmicos, de que el material del panal de abejas y el de la capa de cubierta no son compatibles en cuanto a propiedades termomecánicas, lo que da lugar a deslaminaciones y/o grietas, siendo además muy reducida la conductividad térmica de la capa de cubierta. En el documento US 6,206,531 se describe otra posibilidad para la fabricación de reflectores de poco peso. Ahí se propone emplear una estructura de núcleo de un material de espuma, donde a continuación para la fabricación del reflector completo es necesario producir una estructura de capa relativamente compleja. En un reflector fabricado de este modo puede llegar a producirse además el desprendimiento de las capas entre sí debido a los diferentes comportamientos de dilatación, tal como sucede también en el documento DE 42 07 009. El documento EP 0 987 096 A2 describe la fabricación de una estructura ligera de alta rigidez en la que para formar una estructura de soporte entre una placa frontal y una placa posterior de material cerámico reforzado con fibras se colocan unas piezas de forma tubular y/o en forma de placa y/o en forma de perfiles de material cerámico reforzado con fibras, preferentemente de carbono reforzado con fibras de carbono o carburo de silicio reforzado con fibras de carbono, y se pegan mediante una resina sintética. Debido al refuerzo que da lugar a una rigidez desigual de la estructura ligera allí descrita que se manifiesta en un soporte desigual según la superficie de la placa frontal o de la placa posterior debido a las piezas de forma tubular y/o de forma de placa y/o de forma de perfil, no resulta efectuar un rectificado o pulido de esa placa frontal, que puede estar realizada como superficie especular, sin que lleguen a 2   producirse efectos molestos de Quilting (efecto de acolchado) es decir sin un abombamiento local de aquella estructura superficial. Este efecto sumamente desfavorable es el resultado de que al rectificar o pulir aquella estructura por encima de los nervios de apoyo y debido a que allí existe mayor rigidez de la estructura, se produce un mayor arranque de material que en la zonas situadas entre los nervios de apoyo, ya que en estas zonas restantes la estructura es más elástica debido a una cierta flexibilidad del material. Por lo tanto en la estructura ligera allí dada a conocer no se puede obtener prácticamente una superficie uniforme. El objetivo de la presente invención es proporcionar un reflector ligero y rígido así como un procedimiento mejorado para su fabricación, evitándose los inconvenientes antes citados, en particular el efecto Quilting que aparece al rectificar el reflector. Este objetivo se resuelve por medio de las características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones 2 a 6 se refieren a formas de realización de la invención. La reivindicación 7 se refiere a una utilización. La invención comprende por una parte un reflector compuesto por un material cerámico de bajo peso por unidad de superficie. El material cerámico está aplicado sobre una primera superficie de una placa frontal cerámica que está preformada de acuerdo con el contorno deseado para el reflector. De este modo se puede conseguir de forma sencilla un contorno definido del reflector. Además está previsto que el material cerámico esté unido de forma monolítica con la placa frontal, teniendo la placa frontal y el material cerámico en gran medida las mismas propiedades térmicas. De este modo se evita la fuente de errores debidos a un posible desprendimiento de diversas capas de la estructura de reflector, tal como puede surgir por ejemplo en el caso del documento US 6,206,531. Para conseguir una estructura especialmente ligera y a pesar de ello rígida se ha previsto emplear conforme a la invención para el material cerámico una espuma de C/SiC. Como placa frontal cerámica está prevista una placa frontal de C/SiC. Dado que tanto la espuma como también la placa frontal son de C/SiC, y estas están además unidos de forma monolítica, no existen distintas capas de material con distintas propiedades térmicas, es decir que no existe el riesgo del desprendimiento de distintas capas de material entre sí o una formación de grietas debido a un comportamiento de dilatación diferente. En la primera superficie de la placa frontal pueden estar previstas además unas protuberancias y/o depresiones de C/SiC. Estas pueden servir o bien para establecer mediante un dentado con el material cerámico una mejor unión entre la placa frontal y el material cerámico, o pueden estar realizadas por ejemplo en forma de nervios o canales para contribuir a mejorar las propiedades térmicas, por ejemplo para formar unos pasajes para un medio refrigerante gaseoso o líquido. Pero dado que el material cerámico está realizado como material poroso, concretamente como espuma, y por lo tanto presenta una cierta permeabilidad, este material puede utilizarse él mismo gracias a su permeabilidad como pasaje para un medio de acondicionamiento de la temperatura. Por lo tanto puede estar previsto que exista un intercambio de calor entre el material cerámico y un medio de acondicionamiento de la temperatura. De este modo una espuma cerámica, con o sin estructura de nervios o de canales, puede emplearse como intercambiador de calor integral del radiador para la transmisión de calor, por ejemplo desde la superficie especular a un medio refrigerante (gas o líquido). A la inversa puede estar previsto también un calentamiento de la estructura del reflector gracias a un medio de acondicionamiento de la temperatura. Para conseguir otra reducción de peso de la estructura del reflector manteniendo en gran medida la misma rigidez,... [Seguir leyendo]

1. Reflector, comprendiendo un material cerámico (2) de bajo peso por unidad de superficie, estando aplicado el material cerámico (2) sobre una primera superficie (4) de una placa frontal (1) cerámica preconformada de acuerdo con el contorno del reflector y unida monolíticamente con la placa frontal (1), caracterizado porque como material cerámico (2) está prevista una espuma de C/SiC y como placa frontal cerámica (1) una placa frontal de C/SiC, estando establecida la unión monolítica porque - una estructura de espuma polímera se recubre con una suspensión de un material de partida cerámico que contiene silicio, - a continuación y para producir un producto cerámico intermedio con una estructura de espuma se piroliza con exclusión del aire, - después de la pirolisis se aplica el producto cerámico intermedio sobre una placa frontal de carbono/carbono (1), y - a continuación se realiza una infiltración de un material que contiene silicio, a temperaturas superiores a 1350ºC para el establecimiento de una estructura monolítica de C/SiC a partir de una espuma de C/SiC (2) y una placa frontal de C/SiC (1). 2. Reflector según la reivindicación 1, caracterizado porque sobre la primera superficie (4) de la placa frontal (1) están previstas protuberancias y/o depresiones (7) de C/SiC. 3. Reflector según la reivindicación 2, caracterizado por estar previstas estructuras de nervios o estructuras de canales (7). 4. Reflector según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque existe un intercambio de calor entre la espuma de C/SiC (2) y un medio de acondicionamiento de la temperatura. 5. Reflector según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque sobre la espuma de C/SiC (2) se aplica una placa dorsal de C/SiC (3), y porque la placa dorsal de C/SiC (3) está unida monolíticamente con la espuma de C/SiC (2). 6. Reflector según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque sobre la placa frontal de C/SiC (1) está aplicado un recubrimiento superficial (6) apto para ser rectificado y pulido, y porque el recubrimiento superficial está unido monolíticamente con la placa frontal de C/SiC (1). 7. Utilización de un reflector según una de las reivindicaciones 1 a 6 como elemento para equipos ópticos en la técnica de la navegación aeroespacial. 8   9