PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE PIEZAS REALIZADAS EN MATERIAL COMPUESTO Y DISPOSITIVO EMPLEADO.

El procedimiento de fabricación objeto de la invención comprende las siguientes etapas:

A) apilado de tiras de material preimpregnado sobre un útil de encintado (14), de manera que se obtiene una pieza laminada en ángulo (2) que comprende una sección central (2a) contenida en un primer plano (12), al menos una sección lateral (2b) contenida en un segundo plano (13), y al menos un eje de doblado (5) entre la sección central (2a) y la al menos una sección lateral (2b), de manera que, el primer plano y el segundo plano forman un ángulo α; B) conformado de la pieza laminada en ángulo (2) que comprende el doblado por el eje de doblado (5) de la al menos una sección lateral respecto la sección central (2a), obteniendo una pieza conformada (6); C) curado, de la pieza conformada (6).

Objeto de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de piezas realizadas en material compuesto de gran espesor y/o de geometría compleja. Empleando el procedimiento de fabricación objeto de la invención, se pueden fabricar piezas con estas geometrías de grandes angulos yfo grandes espesores, cumpliendo los requisitos de calidad (dimensionales y estructurales) que se le exigen a las piezas empleadas en la industria aeronautica. El procedimiento comprende un encintado y un conformado, empleandose para el encintado la tecnología ATL (Automatic Tape laying) . Es de aplicación en el ámbito de la fabricación de piezas para la industria aeronautica.

Problema tecnico a resolver y antecedentes de la invención La utilización de materiales compuestos en la fabricación de piezas en la industria aeronautica se ha extendido debido a las propiedades de ligereza, durabilidad y resistencia de dichos materiales.

Una de las técnicas actualmente empleadas para la fabricación de piezas de material compuesto, consiste en depositar tiras de material preimpregnado (material prepreg) sobre una mesa de laminación (proceso de enCintadO) , hasta obtener un laminado en plano que se somete a un conformado posterior, obteniendo, de la pieza originalmente laminada en plano, la geometria de la pieza que se desea obtener,

y finalmente someter a la pieza con la geometría definitiva a un curado.

la tecnología ATL, tradicionalmente, se emplea para encintar piezas planas o, en su defecto, con muy poca cUlVatura, empleando tiras de material prepreg que se depositan sobre una superficie plana. Tradicionalmente, para el encintado de piezas con mucha culVatura, se emplea la tecnologia FP.

El procedimiento tradicional de fabricación de las piezas de material compuesto, utilizando la tecnología ATL, comprende los siguientes pasos: A) apilado de las tiras de material preimpregnado, sobre una superficie plana, B) conformado, de la pieza laminada en el paso anterior, mediante el empleo de:

a. un útil macho, con la geometría interior de la pieza deseada, contra el cual se presiona la pieza laminada para obtener la geometria deseada,

b. una máquina de conformado con una membrana de material elastómero, y

c. temperatura de alrededor de 60° e y aplicación de vacio a velocidad lenta para ir doblando el laminado por presión contra el útil macho.

e) curado, de la pieza conformada en el paso anterior, en un autoclave en el que se aplican presión y temperatura altas.

El calor en el conformado se aplica por medios bien conocidos en el estado del arte, que están incorporados en la parte superior de la máquina de conformado.

Este procedimiento de fabricación presenta el problema de que al doblar en piezas de gran espesor ángulos de aproximadamente 90° aparecen problemas por el hecho de que la fibra de carbono es inextensible, por lo que, en la zona de doblado, se produce un deslizamiento entre las distintas capas de material prepreg, que puede no ser suficiente para que se produzca un acoplamiento de unas capas 50 sobre otras, generando la aparición de arrugas.

Es por la aparición de estas arrugas por lo que las piezas fabricadas siguiendo este procedimiento tradicional no cumplen con los requisitos de calidad necesarios en la fabricación de piezas para aeronaves.

En laminados de gran espesor, se produce ademas el sobrecalentamiento de algunas capas de dicho material durante el conformado. Esto se debe a que el calor se proporciona desde la parte superior de la máquina de conformado y para que las capas mas alejadas de ta fuente de calor (más cercanas al útil macho) adquieran la temperatura suficiente para su doblado, las mas cercanas a dicha fuente de calor se 60 someten a una temperatura demasiado elevada, lo que produce una disminución de la vida útil del

El Objeto de esta invención es encontrar un prOCedimiento de fabricaCión de piezas de material compuesto con geometrias complejas y conformadas a partir de laminados de gran espesor, empleando en la etapa 5 de encintado la tecnologia ATl, tal quelas piezas fabricadas mediante este procedimiento cumplan con los requisitos de calidad que demandan las piezas para aeronaves.

Descripción de la invención la invención divulga un procedimiento para la fabricación de piezas realizadas en material compuesto a partir de tiras de material preimpregnado.

El procedimiento de fabricación objeto de la invención comprende las siguientes etapas:

Al apilado de las tiras de materiales prepreg, sobre un útil de encintado, de manera que se obtiene una pieza laminada que comprende: -una sección central, contenida en un primer plano, -al menos una sección lateral, contenida en un segundo plano, y -al menos un eje de doblado entre la sección central y la, al menos una, sección lateral;

de manera que, el primer plano y el segundo plano, forman un ángulo o;

Bl conformado de la pieza laminada que comprende el doblado por el, al menos un, eje de doblado de la, al menos una, sección lateral respecto la sección central, obteniendo una pieza conformada;

el curado, de la pieza conformada.

En el procedimiento de fabricación objeto de la invención, el laminado se realiza sobre un útil de encintado que comprende , un útil mamo, sobre el que se lamina la sección central de la pieza laminada, y, al menos una pieza desmontable sobre la que se lamina la, al menos una, sección lateral;

En el procedimiento de fabricación objeto de la invención el conformado se realiza sobre el útil macho, retirando la, al menos una pieza desmontable, y plegando la, al menos una sección lateral, por el, al menos un, eje de doblado.

la invención también divulga un dispositivo para la realizar el encintado que forma parte del proceso de fabricación objeto de la invención: -un útil macho que tiene una superficie superior, -al menos una pieza desmontable con una superficie superior,

la superficie superior de la, al menos, una pieza desmontable es una continuación de la superficie superior del útil macho, ofreciendo, el dispositivo, de esta manera una superficie superior de laminado continua.

En dicho dispositivo, la superficie superior de la sección central está contenida en un primer plano y la 45 superficie superior de la, al menos una, pieza desmontable está contenida en un segundo plano, de manera que el primer plano y el segundo plano forman un ángulo o.

El ángulo a es de hasta 25°, estando este rango limitado por la capacidad de giro de la máquina de encintado.

Descripción de las figuras Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del dispositivo, se acompaña a esta memoria descriptiva un conjunto de figuras en dónde, con carácter 55 ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

la figura 1 (1A, 1B, 1C) , representa de una manera esquemática el procedimiento de fabricación de piezas de material compuesto que se emplea actualmente.

la figura 2 muestra el útil de encintado empleado en el procedimiento de fabricación de la invención, durante el encintado de la pieza, compuesta por el útil macho del conformado posterior y dos piezas desmontables.

la figura 3 muestra una vista del paso intermedio entre el encintado y el conformado, en el momento en que se están retirando las piezas desmontables.

la figura 4 muestra la pieza fabricada colocada sobre el útil macho, cuando el conformado ya se ha realizado.

la figura 5 muestra el útil empleado en la fabricación de la pieza.

la figura 6 muestra una pieza final obtenida en el procedimiento de fabricación objeto de la invención, en la realización preferente de la invención.

A continuación se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que integran la invención: 15 1. mesa, 2. pieza laminada en ángulo,

2.a. sección central de la pieza laminada curva,

2.b. sección lateral de la pieza laminada curva, 3. membrana,

4. piezas desmontables, 5. ejes de doblado, 6. pieza conformada, 7. superficie superior, 7c. superficie superior del útil macho,

7p. superficie superior de la pieza desmontable, 8. útil macho, 9. parte superior de la máqUina de conformado, 10. pieza final, 11 . bancada,

12. primer plano, 13. segundo plano, 14. útil de encintado, 15. pieza laminada plana.

Descripción detallada de la invención El objeto de esta invención es un procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto, a través del cual la posibilidad de la aparición de arrugas se minimiza, realizando un encintado sobre una superficie...

1. Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto a partir de tiras de material preimpregnado (prepreg) , caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

A) apilado de las tiras de materiales prepreg, sobre un útil de encintado (1) , de manera que se obtiene una pieza laminada en angula (2) que comprende: -una sección central (2a) , contenida en un primer plano (12) , -al menos una sección lateral (2b) , contenida en un segundo plano (13) , y -al menos un eje de doblado (5) entre la sección central (2a) y la al menos una sección lateral (2b) ;

de manera que, el primer plano ( 12) yel segundo plano (13) , forman un angula a; B) conformado de la pieza laminada en angula (2) que comprende el pliegue por el, al menos un, eje de doblado (5) de la, al menos una, sección lateral (2b) respecto la sección central (2a) , obteniendo una pieza conformada (6) ; C) curado, de la pieza conformada (6) .

2. Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto a partir de tiras de material preimpregnado (prepreg) , según la reivindicación 1, caracterizado por que: -el laminado se realiza sobre un útil de encintado (14) que comprende, un útll macho (8) , sobre el que se lamina la sección central (2a) de la pieza laminada en angula (2) , y, al menos una pieza desmontable (4)

sobre la que se lamina la, al menos una, sección lateral (2b) ; -el conformado se realiza sobre el útil macho (8) , retirando la, al menos una pieza desmontable (4) , y plegando la, al menos una sección lateral (2b) , por el, al menos un, eje de doblado (5) .

3. Dispositivo para realizar una laminación en el procedimiento de fabricación de piezas en material

compuesto a partir de tiras de material preimpregnado (material prepreg) . caracterizado por que comprende: -un útil macho (8) que tiene una superficie superior (7c) y dos esquinas superiores en los bordes de la superficie superior (7c) , -al menos una pieza desmontable (4) con una superficie superior (7p) ,

donde la superficie superior (7p) de la, al menos, una pieza desmontable (4) es una continuación de la superficie superior (7c) del útil macho (8) , ofreciendo, el dispositivo, de esta manera una superficie superior (7) de laminado continua.

4. Dispositivo para realizar una laminación en el procedimiento de fabricación de piezas en material

compuesto a partir de tiras de material preimpregnado, según la reivindicación 3. caracterizado por que la superficie superior (7c) de la sección central (8) esta contenida en un primer plano (12) y la superficie superior (7p) de la al menos una pieza desmontable (4) esta contenida en un segundo plano ( 13) , de manera que el primer plano (12) y el segundo plano (13) forman un angula o.

5. Dispositivo para realizar una laminación en el procedimiento de fabricación de piezas en material compuesto a partir de tiras de material preimpregnado, según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4 anteriores, caracterizado por que el angula o está comprendido entre 20° y 30°, estando este rango limitado por la capacidad de giro de la máquina de encintado.

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