Método y aparato para conformar partes de material compuesto sumamente contorneadas.

Aparato para conformar una carga de material compuesto para dar una parte contorneada,

que comprende:5 un primer troquel y un segundo troquel entre los cuales puede conformarse la carga,

teniendo el primer troquel una pluralidad de porciones de primer troquel que pueden desplazarse de formaindependiente y conformando un contorno de troquel modificable;

una pluralidad de primeros accionadores para desplazar de forma respectiva las porciones de primer troquel; y,un controlador programado para controlar los primeros accionadores para desplazar las porciones de primertroquel para conformar un contorno deseado

Método y aparato para conformar partes de material compuesto sumamente contorneadas

Campo de la técnica La presente divulgación se refiere en general a la fabricación de partes de material compuesto, y aborda de forma más particular un método y aparato para conformar cargas de material compuesto planas para dar unas partes sumamente contorneadas, en especial miembros estructurales contorneados.

Antecedentes Las partes tales como miembros estructurales conformadas a partir de materiales compuestos laminados pueden fabricarse usando una carga de múltiples capas plana de materiales preimpregnados. La carga puede conformarse para dar una forma de parte deseada usando una prensa de conformación que tiene unos troqueles machos y hembras que comprimen y conforman la carga para dar la forma deseada, que es normalmente una forma suavemente contorneada o recta.

El documento EP 1393873 – A da a conocer una viga de conformación que está dividida en un conjunto de segmentos acoplados. Los segmentos adyacentes están acoplados mediante unas uniones que están acopladas a los accionadores.

Debido a que todos los segmentos están acoplados, cuando un accionador se mueve, el movimiento de la unión se transmite a lo largo de los segmentos acoplados.

Por lo tanto, el movimiento de cualquier segmento particular da lugar al movimiento de muchos de los segmentos de la viga de conformación.

El documento CA 2487697 – A da a conocer un revestimiento de molde semiflexible que está soportado por una pluralidad de elementos de soporte mecánico.

Debido a que el revestimiento de molde es un canal continuo, este documento no da a conocer una pluralidad de porciones de primer troquel.

Además, este documento no da a conocer qué secciones del revestimiento de molde pueden desplazarse de forma independiente: de hecho, es evidente que mover un soporte mecánico dará como resultado un movimiento a lo largo de la totalidad de la longitud del revestimiento de molde.

Pueden encontrarse dificultades, no obstante, cuando se intenta conformar miembros estructurales sumamente contorneados usando troqueles tal como se ha descrito anteriormente debido a la tendencia de las capas a formar arrugas a medida que la carga se está comprimiendo. Por consiguiente, la fabricación de miembros estructurales sumamente contorneados usando materiales compuestos se limita en general a técnicas de moldeo a mano en las que cada capa se tiende a mano por encima de un troquel u otro útil con el fin de reducir la posibilidad de la aparición de arrugas. Esta técnica de moldeo a mano requiere mucho trabajo y es, por lo tanto, costosa, así como 45 relativamente lenta.

Un problema adicional con las técnicas actuales para conformar miembros de partes sumamente contorneadas es la flexibilidad limitada de las máquinas de conformación existentes para alojar diferentes formas de parte que están sumamente contorneadas. Debido a que el herramental normalmente tiene una forma permanente que no puede alterarse con facilidad, han de fabricarse unos troqueles de herramental separados para alojar las diferentes formas de parte.

Por último, las soluciones existentes para conformar partes sumamente contorneadas pueden requerir unos accesorios de sujeción separados para conformar, transportar e instalar o colocar la parte conformada sobre el

herramental de curado o sobre la superficie de otro laminado.

Por consiguiente, existe una necesidad de un método y aparato para conformar partes de material compuesto sumamente contorneadas, en especial miembros estructurales, que reduzca o elimine la aparición de arrugas durante el proceso de conformación. También existe una necesidad de un aparato para conformar partes sumamente contorneadas que pueda volver a configurarse con facilidad para conformar partes que tienen diferentes formas y que pueda usarse para transportar y colocar la parte conformada.

Sumario 65 La presente invención se refiere a un aparato, tal como se define en la reivindicación 1, y a un método, tal como se define en la reivindicación 9, para conformar partes de material compuesto sumamente contorneadas, en partes alargadas especiales tal como miembros estructurales, usando una carga de material compuesto sustancialmente plana que puede comprender múltiples capas de un material preimpregnado. El aparato incluye unos troqueles conjugados que tienen unas formas de contorno que pueden volver a configurarse con facilidad y de forma automática para producir una diversidad de partes que tienen diversos contornos. Uno de los troqueles tiene 5 múltiples porciones de troquel que pueden controlarse de forma independiente para conformar de manera progresiva la carga de una forma que mantiene la carga en tensión con el fin de reducir o eliminar la aparición de arrugas. Usando controles digitales y algoritmos adecuados, el aparato puede conformar una parte a partir de la parte de abajo hacia arriba o de la parte de arriba hacia abajo, o cualquier combinación entre las mismas, garantizando de este modo que la carga de material compuesto se formará sustancialmente sin arrugas con independencia de si el contorneado es cóncavo, convexo o una combinación tanto de cóncavo como de convexo en cualquier parte a lo largo de la longitud de la parte. El método puede asegurar que las capas de la carga se están formando constantemente y que se hace que se muevan hasta un radio más grande del contorno y, por lo tanto, que se mantienen en tensión. Uno de los troqueles puede usarse para soportar la parte conformada durante el transporte y el manejo, y también puede usarse para ayudar a la colocación de la parte sobre un sustrato tal como un laminado de revestimiento, eliminando de este modo la necesidad de un herramental especial para transportar y colocar la parte. Las realizaciones preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con una realización dada a conocer, se proporciona un aparato para conformar una carga de material compuesto para dar una parte contorneada, que comprende: unos troqueles primero y segundo entre los cuales puede conformarse la carga, teniendo el primer troquel una pluralidad de porciones de primer troquel que pueden desplazarse de forma individual y que forman un contorno de troquel modificable; una pluralidad de accionadores para desplazar de forma respectiva las porciones de primer troquel; y un controlador programado para controlar los primeros accionadores para desplazar las porciones de primer troquel para conformar un contorno deseado. El primer troquel puede incluir una bandeja de troqueles flexible y una pluralidad de porciones de troquel que están montadas sobre la bandeja de troqueles. El primer troquel incluye una pluralidad de porciones de troquel que se controlan mediante unos accionadores que cambian el contorno del primer troquel. El segundo troquel incluye una pluralidad de porciones de troquel también que se controlan mediante unos accionadores que desplazan las porciones de troquel del segundo troquel de forma secuencial con el fin de conformar de manera progresiva la carga de una forma que mantiene la carga en tensión durante el proceso de conformación.

De acuerdo con otra realización dada a conocer, un aparato para conformar una carga de material compuesto para dar una parte contorneada, comprende: unos troqueles primero y segundo entre los cuales puede conformarse la carga, teniendo el primer troquel un contorno que se corresponde con el contorno de la parte que va a conformarse, incluyendo el segundo troquel una pluralidad de porciones de troquel; y unos medios para cerrar las porciones de troquel del segundo troquel contra el primer troquel en una secuencia predeterminada que sustancialmente mantiene la tensión sobre la carga de material compuesto a medida que se está conformando la carga.

De acuerdo con una realización adicional, se proporciona un aparato para conformar una carga de material compuesto para dar una parte conformada, que comprende: una máquina de conformación para conformar la carga de material compuesto; un soporte portátil para transportar la parte conformada lejos de la máquina de conformación; unos troqueles primero y segundo entre los cuales puede conformarse la carga, estando montado el primer troquel sobre la máquina de conformación, y estando montado el segundo troquel sobre el soporte portátil; y unos medios para acoplar de forma liberable el soporte portátil con la máquina de conformación.

De acuerdo con una realización de método dada a conocer, la conformación de una parte de material compuesto contorneada comprende: colocar una carga de material compuesto esencialmente plana entre los troqueles primero y segundo; mantener los troqueles primero y segundo separados... [Seguir leyendo]

1. Aparato para conformar una carga de material compuesto para dar una parte contorneada, que comprende:

un primer troquel y un segundo troquel entre los cuales puede conformarse la carga, teniendo el primer troquel una pluralidad de porciones de primer troquel que pueden desplazarse de forma independiente y conformando un contorno de troquel modificable; una pluralidad de primeros accionadores para desplazar de forma respectiva las porciones de primer troquel; y, un controlador programado para controlar los primeros accionadores para desplazar las porciones de primer

troquel para conformar un contorno deseado.

2. El aparato de la reivindicación 1, donde la carga de material compuesto es una carga sustancialmente plana, y el segundo troquel incluye una pluralidad de segundas porciones de troquel que pueden desplazarse de forma independiente, comprendiendo además el aparato:

una pluralidad de segundos accionadores acoplados con el controlador para desplazar de forma respectiva las segundas porciones de troquel que pueden desplazarse de forma independiente para conformar la carga contra el primer troquel; y un programa usado por el controlador para calcular una secuencia para accionar los segundos accionadores que sustancialmente mantiene la carga en tensión a medida que se está conformando la carga.

3. El aparato de la reivindicación 2, que además comprende:

una pluralidad de primeros yunques contra los cuales pueden reaccionar las porciones de primer troquel; y, 25 una pluralidad de segundos yunques contra los cuales pueden reaccionar las porciones de segundo troquel.

4. El aparato de la reivindicación 3, que además comprende:

un bastidor; y, 30 unos medios sobre el bastidor para montar las pluralidades de yunques primeros y segundos para el desplazamiento una hacia y lejos de otra.

5. El aparato de la reivindicación 2, que además comprende:

una bandeja flexible sobre la cual están montadas las porciones de primer troquel; y una placa de soporte flexible sobre la cual están montadas las porciones de segundo troquel.

6. El aparato de la reivindicación 1, que además comprende:

un soporte portátil que tiene el primer troquel montado sobre el mismo; un bastidor que tiene el segundo troquel montado sobre el mismo; y, un acoplamiento liberable para acoplar de forma liberable el soporte portátil con el segundo bastidor durante la conformación de la carga, siendo el acoplamiento liberable para permitir que el soporte portátil se separe del bastidor.

7. El aparato de la reivindicación 1, que además comprende:

unos medios para montar las porciones de primer troquel para una libertad de movimiento en múltiples direcciones. 50

8. El aparato de la reivindicación 7, donde:

los medios de montaje incluyen una bandeja flexible, y las porciones de primer troquel están montadas sobre la bandeja flexible. 55

9. Un método de conformación de una parte de material compuesto contorneada, que comprende:

colocar una carga de material compuesto entre los dados primero y segundo que pueden desplazarse de forma independiente;

usar los troqueles primero y segundo para conformar una porción de la carga para dar el contorno más inclinado de la parte; y, usar los troqueles primero y segundo para conformar las porciones restantes de la carga para dar otros contornos de la parte, incluyendo mantener la tensión sobre la carga a medida que se conforman las porciones restantes de la carga.

10. El método de la reivindicación 9, donde mantener la tensión sobre la carga se realiza mediante la conformación secuencial de las porciones restantes de la carga para dar otros contornos que son progresivamente menos inclinados que el contorno más inclinado.

11. El método de la reivindicación 9, donde usar los troqueles primero y segundo para conformar una porción de la carga para dar el contorno más inclinado de la parte comprende:

ajustar el contorno del primer troquel para que coincida sustancialmente con el contorno de la parte de material compuesto, y cerrar las porciones del segundo troquel contra las porciones del primer troquel en el área del

contorno más inclinado.

12. El método de la reivindicación 9, donde usar los troqueles primero y segundo para conformar las porciones restantes de la carga para dar otros contornos de la parte incluye conformar la carga hacia arriba a partir del contorno más inclinado.

13. El método de la reivindicación 9, donde usar los troqueles primero y segundo para conformar las porciones restantes de la carga para dar otros contornos de la parte incluye conformar la carga hacia abajo a partir del contorno más inclinado.

14. El método de la reivindicación 9, donde usar los troqueles primero y segundo para conformar una porción de la carga para dar el contorno más inclinado de la parte incluye desplazar solo una porción del primer troquel hasta su acoplamiento con la carga.