Método de tensado para extructuras compuestas.

Un método de fabricación de un artículo compuesto, comprendiendo el método las etapas de:



ubicar una preforma (100; 700) sobre un mandril (10; 610);

hacer presión sobre un primer extremo de la preforma hacia una primera ranura de anclaje (50; 650) con unprimer dispositivo de anclaje (30; 630) para afianzar el primer extremo de la preforma a un primer extremo delmandril;

hacer presión sobre un segundo extremo de la preforma hacia una segunda ranura de anclaje (52; 682) con unsegundo dispositivo de anclaje (32; 632) para afianzar el segundo extremo de la preforma a un segundoextremo del mandril; y caracterizado por

hacer presión sobre la preforma hacia una ranura de tensado (40; 640) con un dispositivo de tensado (20; 620)para aumentar una cantidad de tensión en la preforma.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/086277.

Solicitante: THE BOEING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606-2016 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MODIN, ANDREW, E., COLEMAN, ROBERT, A., GLAIN,MICHAEL,L, AQUINO,TIMOTHY,D, KEHRL,DAVID J, HARRIS,SCOTT A, HEAD,ANDREW, STENARD,STEVEN C, CUNDIFF,THOMAS R, HAN,JOO H.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B29C70/44 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL.B29C CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION O UNION DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACION (trabajo análogo a trabajo de metales con máquinas herramientas B23; trabajo con muela o pulido B24; corte B26D, B26F; 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 70/00 Conformación de materiales compuestos, es decir, materiales plásticos con refuerzos, cargas o partes preformadas, p. ej. inserciones (aspectos químicos C08, p. ej. C08J 5/00). › mediante presión isostática, p. ej. moldeo por diferencia de presión, con una bomba de vacío, en autoclave o con caucho expandible.
  • B29C70/56 B29C 70/00 […] › Tensado de los refuerzos antes o durante la conformación.

PDF original: ES-2400698_T3.pdf

 

Método de tensado para extructuras compuestas.

Fragmento de la descripción:

Método de tensado para estructuras compuestas

Campo de la técnica La divulgación se refiere en general a un método para formar componentes de material de refuerzo tensados.

Antecedentes En general, en la fabricación de armazones compuestos se prepara una estratificación o preforma de fibra. Una pluralidad seleccionada de tela con pegajosidad impartida, tela seca o láminas previamente impregnadas pueden superponerse o apilarse unas con otras para proporcionar una preforma de un miembro, parte o componente. A continuación, la preforma se compacta y se impregna, ya sea tela seca o con pegajosidad impartida, antes del

curado final bajo presión. Esto puede lograrse mediante el uso de una bolsa de presión en la que se encierra la preforma, típicamente en una bolsa de vacío. Con el fin de mantener la preforma en una forma deseada, la preforma puede afianzarse a un mandril rígido de forma apropiada, denominado a veces una montura o una herramienta o armazón de preforma. Esto puede tener lugar antes del cerramiento en una bolsa de vacío o en otro recinto. La preforma impregnada puede curarse a temperatura ambiente o puede colocarse en un horno o autoclave que aplica una presión a la preforma a través de la bolsa bajo la temperatura de curado.

Durante la fabricación de estas partes compuestas, a menudo es el caso que la longitud de fibra axial en exceso se convierte en una aberración o arruga en la preforma o estratificación de material compuesto durante el compactado o la compactación de la estratificación o preforma. Esto es especialmente cierto cuando se usan materiales trenzados o tejidos como trenzas en patrones planos o con forma de diamante o materiales textiles de 5 lizos y/o de 8 lizos bidimensionales (“2D”) y/o tridimensionales (“3D”) . Las aberraciones pueden incluir, por lo menos, alabeo, arrugamiento, ondulaciones, deslizamiento, dobladuras o similares en la estratificación que pueden afectar adversamente a la apariencia de los componentes resultantes.

Muchos de los métodos anteriormente conocidos para anclar las preformas usan unas porciones de anclaje que están elevadas o se proporcionan como partes separadas de una herramienta más elaborada en múltiples partes. El mecanismo de sujeción en estos dispositivos típicamente permanece con la herramienta durante el ciclo de curado. Adicionalmente, estas herramientas en múltiples partes a menudo no pueden comprimir de manera uniforme la preforma a lo largo de la longitud del mandril. Por ejemplo, a menudo se utilizan placas de prensado para comprimir

la preforma sobre el mandril. Desafortunadamente, cerca de los bordes o la superficie de contacto entre las placas de prensado pueden tener lugar faltas de consistencia de presión o defectos de alineamiento. Esto da como resultado faltas de precisión dimensional, aberraciones y defectos añadidos, flujo de resina adicional, un mantenimiento de las herramientas aumentado y unos costes de funcionamiento más elevados.

Adicionalmente, en la mayor parte de los ejemplos solo las capas más exteriores del material laminado pueden extenderse y agarrarse mediante el elemento de anclaje y el tensado de la capa exterior resultante puede realizarse por la propia bolsa de vacío, cuando puede aplicarse el vacío. Esto da como resultado esencialmente el tensado solo sobre la capa exterior. Con estos métodos, el tensado puede aplicarse por puenteo de cabos cuando la bolsa de vacío introduce por la fuerza los cabos exteriores que pueden cortarse de mayor longitud en un hueco creado por

los cabos interiores que se cortan de menor longitud y el área entre los cabos más largos y por lo tanto la herramienta se “puentea” para aplicar la tensión sobre los cabos inferiores. Por lo tanto, no puede aplicarse una tensión a través de la totalidad de las capas. Adicionalmente, además de las complejidades añadidas de las herramientas en múltiples partes que se observan anteriormente, la probabilidad de fallos debido a roturas de bolsa puede aumentarse y la parte resultante puede ser peligrosamente defectuosa.

Pueden encontrarse ejemplos en los documentos JP 10296864, US 5.882.462 y US 2.859.936. El documento JP 10296864 da a conocer un método de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Por consiguiente, se desea proporcionar un método de tensado de estratificación que sea capaz de superar las 55 desventajas que se describen en el presente documento, por lo menos en cierta medida.

Sumario La presente invención proporciona un método de acuerdo con la reivindicación 1.

Las necesidades anteriores se cumplen, en gran medida, mediante por lo menos una realización de la divulgación, en la que el aparato, que no es parte de la presente invención, incluye un dispositivo de tensado de trenzas de armazón que proporciona soporte a lo largo de la totalidad de una preforma de material compuesto trenzada y la tensión necesaria para eliminar la longitud de trenza en exceso a través de las capas de la preforma. Se proporciona 65 una realización que tiene, por ejemplo, una ranura de tensado y un mecanismo de tensado para tensar las capas de la estratificación de la preforma y, por lo tanto, para eliminar las aberraciones que puedan tener lugar, esencialmente para “extraer” las aberraciones.

Una realización, que no es parte de la presente invención, se refiere a un aparato para preparar una preforma. El aparato incluye un mandril, una ranura de anclaje, un dispositivo de anclaje, una ranura de tensado y un dispositivo de tensado. El mandril recibe la preforma. El mandril tiene un primer extremo de mandril y un segundo extremo de mandril. La preforma tiene un primer extremo de preforma y un segundo extremo de preforma. La ranura de anclaje se dispone en el primer extremo de mandril. El dispositivo de anclaje se configura y se ubica para hacer presión sobre el primer extremo de preforma hacia la ranura de anclaje para afianzar el primer extremo de preforma entre las mismas. La ranura de tensado se dispone entre el primer extremo de mandril y el segundo extremo de mandril. El dispositivo de tensado se configura y se ubica para hacer presión sobre por lo menos una porción de la preforma hacia la ranura de tensado.

Otra realización, que no es parte de la presente invención, se refiere a un mandril de curado compuesto. El mandril de curado compuesto incluye una superficie, una pluralidad de elementos de anclaje, una pluralidad correspondiente 15 de abrazaderas de anclaje, una ranura de tensado y un dispositivo de tensado. La superficie recibe una preforma en capas. La superficie tiene un primer extremo superficial, un segundo extremo superficial y una anchura superficial. La preforma en capas tiene un primer extremo de preforma, un segundo extremo de preforma y una anchura de preforma. La pluralidad de ranuras de anclaje se extiende a lo largo de la anchura superficial. Una primera ranura de anclaje de la pluralidad de ranuras de anclaje se dispone en el primer extremo superficial. Una segunda ranura de anclaje de la pluralidad de ranuras de anclaje se dispone en el segundo extremo superficial. La pluralidad correspondiente de abrazaderas de anclaje se configuran y se ubican para afianzar el primer extremo de preforma y el segundo extremo de preforma, respectivamente, al primer extremo superficial y al segundo extremo superficial. La ranura de tensado se dispone entre el primer extremo superficial y el segundo extremo superficial y se extiende a lo largo de la anchura superficial. El dispositivo de tensado se configura y se ubica para hacer presión sobre una porción de la preforma hacia la ranura de tensado para aumentar una cantidad de tensión en la preforma en capas entre la pluralidad de ranuras de anclaje.

Otra realización más, que no es parte de la presente invención, se refiere a un dispositivo de tensado compuesto. El dispositivo incluye un mandril, un cable y un dispositivo de tensado. El mandril recibe una preforma. El cable se acopla con un extremo de la preforma. El dispositivo de tensado se acopla con el cable. El dispositivo de tensado se configura para tirar del cable desde la preforma para aumentar una cantidad de tensión en la preforma.

Otra realización más, que no es parte de la presente invención, se refiere a un método de fabricación de un artículo compuesto. En el presente método, una preforma se ubica sobre un mandril, la preforma se ancla al mandril, y se hace presión sobre la preforma hacia una ranura de tensado con un dispositivo de tensado para aumentar una cantidad de tensión en la preforma.

Otra realización más, que no es parte de la presente invención, se refiere a un método de fabricación de un artículo compuesto. En el presente método, una pluralidad de capas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de fabricación de un artículo compuesto, comprendiendo el método las etapas de:

ubicar una preforma (100; 700) sobre un mandril (10; 610) ; hacer presión sobre un primer extremo de la preforma hacia una primera ranura de anclaje (50; 650) con un primer dispositivo de anclaje (30; 630) para afianzar el primer extremo de la preforma a un primer extremo del mandril; hacer presión sobre un segundo extremo de la preforma hacia una segunda ranura de anclaje (52; 682) con un segundo dispositivo de anclaje (32; 632) para afianzar el segundo extremo de la preforma a un segundo extremo del mandril; y caracterizado por hacer presión sobre la preforma hacia una ranura de tensado (40; 640) con un dispositivo de tensado (20; 620) para aumentar una cantidad de tensión en la preforma.

2. El método de fabricación de un artículo compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende la etapa de:

comprimir la preforma para identificar las aberraciones con un vacío aspirado en el interior de una bolsa de vacío para comprimir la preforma. 20

3. El método de fabricación de un artículo compuesto de acuerdo con la reivindicación 2, que además comprende la etapa de:

comprimir la preforma para verificar la eliminación de las aberraciones con un vacío aspirado en el interior de 25 una bolsa de vacío para comprimir la preforma.


 

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