Procedimiento y dispositivo para conformar un material compuesto.
Un procedimiento de conformación de un artículo de material compuesto,
tal como una viga para conjuntosaeronáuticos o similares que comprende las etapas de:
- disponer una preforma (3) de material compuesto sobre la superficie superior de una herramienta (2) deconformación, estando dispuesta una porción de la preforma (3) para sobresalir fuera de la superficiesuperior de la herramienta (2) y para soportar la porción saliente con varios medios (5a-n) de soportedispuestos sucesivamente en una dirección hacia fuera desde la herramienta (2) y/o dispuestossucesivamente a lo largo de la herramienta (2), en el que los medios (5a-n) de soporte hacen contactocon el lado inferior de la porción saliente de la preforma (3);
- disponer una lámina estanca al aire (9) sobre la disposición;
- forzar la lámina estanca al aire (9) hacia la preforma (3);
- hacer descender los medios (5a-n) de soporte en un orden predeterminado hasta que se conforme lapreforma (3) sobre la herramienta (2);
- detener y/o retirar los medios (5a-n) de soporte.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E07118136.
Solicitante: SAAB AB.
Nacionalidad solicitante: Suecia.
Dirección: 581 88 LINKÖPING SUECIA.
Inventor/es: PETERSSON,MIKAEL, WEIDMANN,BJORN.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B29C43/12 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL. › B29C CONFORMACIÓN O UNIÓN DE MATERIAS PLÁSTICAS; CONFORMACIÓN DE MATERIALES EN ESTADO PLÁSTICO, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACIÓN (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 43/00 Moldeo por compresión, es decir, aplicando una presión externa para hacer que fluya el material de moldeo; Aparatos a este efecto. › utilizando sacos que rodean el material a moldear.
- B29C43/36 B29C 43/00 […] › Moldes para fabricar objetos de longitud definida, es decir, de objetos separados.
- B29C53/02 B29C […] › B29C 53/00 Conformación por curvado, doblado, torcido alargado o aplanado; Aparatos a este efecto (B29C 61/10 tiene prioridad). › Curvado o doblado (B29C 53/22, B29C 53/34, B29C 53/36, B29C 53/56 tienen prioridad).
- B29C53/04 B29C 53/00 […] › de placas o de hojas.
- B29C70/44 B29C […] › B29C 70/00 Conformación de materiales compuestos, es decir, materiales plásticos con refuerzos, cargas o partes preformadas, p. ej. inserciones. › mediante presión isostática, p. ej. moldeo por diferencia de presión, moldeo con bomba de vacío, moldeo en autoclave o moldeo con caucho expandible.
- B29D99/00 B29 […] › B29D FABRICACION DE OBJETOS PARTICULARES A PARTIR DE MATERIAS PLASTICAS O DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO (fabricación de gránulos B29B 9/00; fabricación de preformas B29B 11/00). › Materia no prevista en otros grupos de esta subclase.
- B64C1/06 B […] › B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA. › B64C AEROPLANOS; HELICOPTEROS (vehículos de colchón de aire B60V). › B64C 1/00 Fuselajes; Características estructurales comunes a fuselajes, alas, superficies estabilizadoras o similares (características aerodinámicas comunes a fuselajes, alas, superficies estabilizadoras o similares B64C 23/00; instalaciones de la cabina de vuelo B64D). › Cuadernas; Larguerillos; Largueros.
PDF original: ES-2443917_T3.pdf
![Procedimiento y dispositivo para conformar un material compuesto.](https://patentados.com/img/2013/12/1260222/procedimiento-dispositivo-conformar-material-compuesto.jpg)
Fragmento de la descripción:
Procedimiento y dispositivo para conformar un material compuesto Campo de la invención La presente invención versa acerca de un procedimiento y un dispositivo para la conformación de materiales 5 compuestos, por ejemplo por termoformación.
Antecedentes de la invención En la actualidad, la conformación de materiales compuestos, tales como hojas preimpregnadas (capas de material fibroso impregnadas previamente con resina) , formando detalles se lleva a cabo habitualmente mediante termoformación. En la termoformación, se coloca una preforma de material compuesto en una herramienta de 10 conformación, de forma que una parte del material compuesto sobresale sobre el borde de la herramienta. La herramienta y el material compuesto están cubiertos con una lámina de vacío, tal como una plancha de caucho que es sellada herméticamente en torno a la herramienta. La disposición es calentada y el aire bajo la lámina de vacío es aspirado al exterior. Debido a la mayor temperatura, el material compuesto se reblandece y es conformado sobre la herramienta de conformación mediante la fuerza ejercida por la lámina de vacío puesta sobre la superficie de la parte saliente de la preforma. Más adelante, se coloca el artículo conformado en su estado sin tratar en un horno de curado para que sea curado. Se presentan ejemplos de tecnología relacionada en los documentos EP1136236 A1, EP1609584 A1 y US 4548859 A1.
Cuando se utiliza el procedimiento mencionado anteriormente para conformar artículos complejos de material compuesto, tales como vigas alargadas con forma de C con rebordes longitudinales, un problema común es que el 20 material no sigue estrechamente el contorno de la herramienta de conformación según se conforma el material sobre la herramienta. Es decir, el radio del material que se dobla sobre el borde de la herramienta se vuelve mayor que el radio del borde de la herramienta de conformación, el denominado efecto Mickey-mouse. Este efecto se produce debido al hecho de que la presión de la lámina de vacío es demasiado reducida al principio del procedimiento de conformación. El problema es aún mayor para preformas pesadas que tienden a autoconformarse sobre la herramienta debido a su propio peso al principio del procedimiento de conformación.
Un problema adicional es que pueden surgir pliegues en los artículos, debido a la fricción entre capas fibrosas en la preforma dado que las capas se deslizan las unas sobre las otras durante la conformación de la preforma. En el caso de la conformación de materiales compuestos que comprenden termopartículas para una mayor resistencia a impactos, la tendencia a la formación de pliegues es aún mayor dado que los termopartículas aumenta, además, el
rozamiento entre las capas.
Los intentos anteriores por solucionar los problemas mencionados anteriormente han incluido un apilamiento y una conformación manuales sobre la herramienta. El uso de mano de obra para apilar y conformar el material sobre la herramienta lleva mucho tiempo y supone costes elevados. Otro procedimiento conocido para solucionar los problemas mencionados anteriormente es soportar la preforma de material compuesto con una lámina desprendible durante la conformación. La desventaja de esta solución es que no se puede llevar a cabo una conformación adicional del artículo, y que la propia lámina desprendible puede ser un inventivo para la creación de pliegues en el material compuesto.
En el documento JP2006312260 A se describe un procedimiento y una disposición conocidos adicionales para una conformación de materiales compuestos. Según el presente documento, se coloca una preforma de material 40 compuesto sobre una herramienta de conformación, de forma que una porción de la preforma sobresale en cada lado de la herramienta. Cada una de las porciones salientes de la preforma está soportada mediante medios de soporte que están dispuestos en ambos lados de la herramienta. La herramienta, la preforma y el medio de soporte están cubiertos por una bolsa de vacío. Durante la operación, se proporciona un vacío bajo la bolsa de vacío y se calienta la preforma de material compuesto. Más adelante, se permite que los medios de soporte desciendan, por lo 45 que la preforma está formada sobre la herramienta de conformación.
En el documento EP1393875 A se muestra otra disposición para conformar un material compuesto. La disposición comprende una herramienta de conformación sobre la que se coloca una preforma de material compuesto. En cada lado de la herramienta de conformación hay dispuesto un medio de soporte para soportar la porción en saliente de la preforma de material compuesto. Un molde de compresión, que puede estar dotado de una cámara de presión de 50 material estanco al aire, está dispuesto para empujar a la preforma de material compuesto contra la herramienta de conformación. Durante la conformación de la preforma se hace descender a los medios de soporte simultáneamente con el molde de compresión.
Un objeto de la presente invención es proporcionar una conformación mejorada de materiales compuestos en formas complejas. Esto se consigue por medio de un procedimiento que está definido en la introducción, el 55 procedimiento se caracteriza por las etapas reivindicadas en la reivindicación 1. Un objeto de la presente invención también es proporcionar un dispositivo para conformar un artículo de material compuesto. Esto se consigue por
medio de un dispositivo que está definido en la introducción, el dispositivo se caracteriza por las características reivindicadas en la reivindicación 9.
Sumario de la invención La invención versa acerca de un procedimiento de conformación de un artículo de material compuesto, tal como una viga para conjuntos aeronáuticos o similares. El procedimiento comprende las etapas de disponer una preforma de material compuesto en la superficie superior de una herramienta de conformación, estando dispuesta una porción de la preforma para sobresalir fuera de la superficie superior de la herramienta y soportar la porción saliente con varios medios de soporte dispuestos sucesivamente en una dirección hacia fuera desde la herramienta (2) y/o dispuestos junto a la herramienta (2) , en el que los medios (5a-n) de soporte hacen contacto con el lado inferior de la porción saliente de la preforma; disponer una lámina estanca al aire sobre la disposición; forzar a la lámina estanca al aire hacia la preforma; hacer descender los medios de soporte en un orden predeterminado hasta que se conforma la preforma sobre la herramienta; detener y/o retirar los medios de soporte. De ese modo, se puede conformar con precisión una preforma de material compuesto sobre una herramienta de conformación en un artículo de forma predeterminada. La forma del artículo resultante se corresponde estrechamente a la forma y al perfil de la herramienta. El procedimiento es rápido, sencillo y rentable y requiere poca mano de obra.
La porción saliente de la preforma está soportada por varios medios de soporte dispuestos sucesivamente en una dirección hacia fuera desde la herramienta. Por ello, se permite que el movimiento de la preforma con respecto a la herramienta en una dirección hacia fuera desde la herramienta sea realizado en pasos más pequeños y la conformación contra la herramienta sea más sencillo de controlar. De forma alternativa, o en combinación la porción saliente de la preforma está soportada por varios medios de soporte dispuestos de forma sucesiva a lo largo de la herramienta. La presencia de una pluralidad de los medios de soporte permite la conformación de formas complicadas, en particular cuando hay medios dispuestos de soporte tanto sucesivamente en una dirección hacia fuera desde la herramienta como medios de soporte dispuestos a lo largo de la herramienta.
Los medios de soporte son bajados en un orden predeterminado. De ese modo se consigue que la conformación se lleve a cabo de una forma controlada y eficaz, consiguiéndose de esta manera una conformación optimizada de la preforma sobre la herramienta con respecto al contorno de la herramienta y la forma y las propiedades de la preforma de material compuesto.
Los medios de soporte pueden ser bajados en un orden predeterminado en una dirección hacia fuera desde la herramienta, de forma que la preforma sigue muy estrechamente el contorno de la herramienta de conformación durante la conformación y de forma que se minimice el radio de curvatura de la preforma de material compuesto sobre el borde de la herramienta de conformación.
Los medios de soporte también pueden ser bajados en un orden predeterminado a lo largo de la herramienta. De ese modo se consigue que se pueda iniciar la conformación de la preforma en un punto predeterminado a lo largo de... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento de conformación de un artículo de material compuesto, tal como una viga para conjuntos aeronáuticos o similares que comprende las etapas de:
-disponer una preforma (3) de material compuesto sobre la superficie superior de una herramienta (2) de
conformación, estando dispuesta una porción de la preforma (3) para sobresalir fuera de la superficie superior de la herramienta (2) y para soportar la porción saliente con varios medios (5a-n) de soporte dispuestos sucesivamente en una dirección hacia fuera desde la herramienta (2) y/o dispuestos sucesivamente a lo largo de la herramienta (2) , en el que los medios (5a-n) de soporte hacen contacto con el lado inferior de la porción saliente de la preforma (3) ;
-disponer una lámina estanca al aire (9) sobre la disposición; -forzar la lámina estanca al aire (9) hacia la preforma (3) ; -hacer descender los medios (5a-n) de soporte en un orden predeterminado hasta que se conforme la preforma (3) sobre la herramienta (2) ; -detener y/o retirar los medios (5a-n) de soporte. 15
2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que se hace descender a la porción saliente de la preforma (3) al bajar los medios (5a-n) de soporte en un orden predeterminado en una dirección hacia fuera desde la herramienta (2) .
3. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que se hace descender a la porción saliente de la preforma (3) al bajar los medios (5a-n) en un orden predeterminado a lo largo de la herramienta (2) .
4. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se hace descender a un primer medio (5a-n) de soporte dispuesto junto a la herramienta cuando la fuerza de la lámina estanca al aire (9) que actúa sobre dicho medio (5a-n) de soporte es mayor que un valor predeterminado.
5. Un procedimiento según la reivindicación 4, en el que se hace descender a al menos un medio sucesivo (5b-n) de soporte, dispuesto adyacente a dicho primer medio (5a-n) de soporte, cuando la fuerza que actúa sobre dicho medio sucesivo (5b-n) de soporte es mayor que un valor predefinido y se reduce la fuerza que actúa sobre el medio precedente (5a-n) de soporte por debajo de un valor predefinido.
6. Un dispositivo para conformar un artículo de material compuesto, tal como una viga para conjuntos aeronáuticos o similares, el dispositivo (1) comprende: una herramienta (2) de conformación, que comprende una superficie superior y una superficie lateral para conformar al menos una preforma (3) de material compuesto en un artículo que tiene un perfil predeterminado; y una lámina estanca al aire (9) , caracterizado porque el dispositivo (1) comprende varios medios (5a-n) de soporte dispuestos sucesivamente en una dirección hacia fuera desde la herramienta (2) y/o dispuestos sucesivamente a lo largo de la herramienta (2) ,
en el que los elementos (5a-n) de soporte están dispuestos para hacer un contacto de apoyo con el lado inferior de una parte saliente de la preforma (3) , y en el que los medios (5a-n) de soporte están dispuestos para ser bajados en un orden predeterminado.
7. Un dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque cada medio (5a-n) de soporte comprende un medio (8a-n) de elevación/descenso.
8. Un dispositivo según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque cada medio (5a-n) de soporte está dispuesto en un brazo (6a-n) , formando de esta manera una disposición (14a-n) de soporte.
Patentes similares o relacionadas:
Procedimiento de depósito de un material intermedio que permite asegurar la cohesión de este último y material intermedio, del 1 de Julio de 2020, de HEXCEL REINFORCEMENTS: Procedimiento de depósito en continuo sobre una superficie de depósito de un material intermedio constituido por una capa unidireccional de fibras […]
Bolsa de vacío integralmente rígida, reutilizable y método de hacer la misma, del 3 de Junio de 2020, de THE BOEING COMPANY: Una bolsa de vacío para procesar una pieza , que comprende: un diafragma de bolsa elástico flexible generalmente plano adaptado para colocarse sobre la pieza […]
Procedimiento y aparato de conformación o formación de artículos, del 27 de Mayo de 2020, de GENTEX CORPORATION: Un procedimiento de conformación de un material de trabajo plano convirtiéndolo en un producto composite que presenta una forma final, comprendiendo el procedimiento: […]
Método para minimizar inconsistencias que aparecen sobre la superficie de un componente compuesto y una tira compuesta precurada, del 6 de Mayo de 2020, de THE BOEING COMPANY: Método para aplicar una tira compuesta precurada a un componente compuesto , comprendiendo la tira compuesta precurada una primera capa de material […]
Combinación de una pieza compuesta y un conducto de ventilación, y método de fabricación de una pieza compuesta, del 8 de Abril de 2020, de THE BOEING COMPANY: La combinación de una pieza compuesta y un conducto de ventilación para usar en una bolsa de vacío que procesa la pieza compuesta, en donde: el conducto […]
Procedimiento de realización de un panel de cobertura y de protección acústica para un vehículo automóvil, del 8 de Abril de 2020, de TREVES Products, Services & Innovation: Procedimiento de realización de un panel de cobertura y de protección acústica para un vehículo automóvil, dicho procedimiento que comprende las etapas siguientes: - […]
Método y aparato para el cocurado de revestimientos compuestos y refuerzos en un autoclave, del 25 de Marzo de 2020, de THE BOEING COMPANY: Aparato para endurecer en autoclave refuerzos compuestos contra un revestimiento compuesta, que comprende: un instrumento que tiene una superficie del instrumento […]
Herramienta de material compuesto que tiene integridad de vacío y método de fabricación de la misma, del 11 de Marzo de 2020, de THE BOEING COMPANY: Herramienta de material compuesto que tiene integridad de vacío, que comprende: un laminado de material compuesto que incluye una capa de barrera de material […]