Sistema de material compuesto de resina de doble curado y procedimiento de fabricación del mismo.

Un procedimiento (30), que comprende:

activar un primer grupo funcional (18) de una resina en una primera capa (12) en respuesta a una primerafuente de curado;

activar un segundo grupo funcional (20) de la resina en la primera capa (12) y el segundo grupo funcional(20) de la resina en una segunda capa (14) dispuesta sobre la primera capa (12) en respuesta a unasegunda fuente de curado, en el que los grupos funcionales primero y segundo son distintos entre sí, y lasfuentes primera y segunda de curado comprenden características de curado que son distintas entre sí;crear un primer enlace covalente (22) a través de una superficie de contacto de la primera capa (12) y de lasegunda capa (14);

activar el primer grupo funcional (18) de la resina en una tercera capa (16) y la resina en una segunda capa(14) en respuesta a la primera fuente de curado;

crear un segundo enlace covalente (24) a través de una superficie de contacto de la segunda capa (14) yde la tercera capa (16) y

activar el segundo grupo funcional (20) de la resina en la tercera capa (16) en respuesta a segunda fuentede curado.

Sistema de material compuesto de resina de doble curado y procedimiento de fabricación del mismo La invención versa, en general, acerca de técnicas de fabricación y, más en particular, acerca de técnicas de fabricación de material compuesto y productos basados en materiales compuestos poliméricos asociados.

Los productos compuestos estructurales, tales como las palas de turbinas eólicas y las estructuras de aeronaves, están compuestos de múltiples capas. El enfoque convencional para curar estas capas múltiples implica curar todas las capas conjuntamente al mismo tiempo en un horno o autoclave. En otras palabras, el procedimiento implica aplicar las capas una sobre la otra, y luego curar subsiguientemente todas las capas. La adhesión entre capas es generalmente buena pero a veces otras desventajas hacen que este enfoque no sea práctico. Por ejemplo, en la fabricación de la sección base de palas de turbinas eólicas, pueden producirse pandeo y distorsión dimensional y formación de arrugas en las fibras durante la compactación en el ciclo de curado. Además, una reacción exotérmica excesiva procedente de las partes gruesas puede causar problemas. Otro enfoque para curar estas capas múltiples implica aplicar secuencialmente y curar completamente las capas una tras otra, utilizando un único mecanismo de curado. Entonces, se cura completamente la segunda capa de material compuesto antes de extender una tercera capa de material compuesto. El procedimiento añade capas adicionales de material compuesto de la misma forma secuencial utilizando el único mecanismo de curado. Desafortunadamente, esta técnica de fabricación crea uniones adhesivas secundarias relativamente débiles entre las capas de material compuesto. Estas uniones adhesivas secundarias dan como resultado una resistencia interlaminar baja de forma poco deseable.

En el documento WO 2004/035651 se describe un procedimiento para aplicar un revestimiento a una lámina o a un compuesto de moldeo volumétrico. Las películas aplicadas son curadas parcialmente con radiación UV, y las películas parcialmente curadas son revestidas con un material de revestimiento. Entonces, se curan térmicamente ambas películas a la vez. En el documento WO 03/078477 se reviste un sustrato de hormigón con disoluciones primera y segunda de aglomerante de resina polimerizable, las disoluciones son expuestas a radiación UV para curar porciones de las disoluciones de resina, y se permite que las porciones no curadas de las disoluciones de resina se curen térmicamente con el transcurso del tiempo.

Por lo tanto, se necesita desarrollar una técnica mejorada para abordar los problemas mencionados anteriormente.

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento, que comprende:

activar un primer grupo funcional de una resina en una primera capa en respuesta a una primera fuente de curado;

activar un segundo grupo funcional de la resina en la primera capa y el segundo grupo funcional de la resina en una segunda capa dispuesta sobre la primera capa en respuesta a una segunda fuente de curado, en el que los grupos funcionales primero y segundo son distintos entre sí, y las fuentes primera y segunda de curado comprenden características de curado que son distintas entre sí;

crear un primer enlace covalente en una superficie de contacto de la primera capa y de la segunda capa;

activar el primer grupo funcional de la resina en una tercera capa y de la resina en una segunda capa en respuesta a la primera fuente de curado;

crear un segundo enlace covalente en una superficie de contacto de la segunda capa y de la tercera capa; y

activar el segundo grupo funcional de la resina en la tercera capa en respuesta a la segunda fuente de curado.

Se comprenderán mejor los diversos aspectos, características y ventajas de la presente invención cuando se lea la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos, en los que los caracteres similares representan piezas similares en todos los dibujos, en los que:

La FIG. 1 es una vista en corte de una estructura de material compuesto de doble curado que comprende una resina e ilustra capas curadas de una resina con grupos funcionales duales según realizaciones de la presente invención;

la FIG. 2 es un diagrama de flujo que ilustra etapas ejemplares para un procedimiento de curado de una estructura de material compuesto de doble curado que ilustra un mecanismo de doble curado según ciertas realizaciones de la presente invención;

la FIG. 3 es un diagrama de flujo que ilustra etapas ejemplares para un procedimiento de fabricación de una estructura de material compuesto de doble curado que comprende capas de resina con grupos funcionales duales no según ciertas realizaciones de la presente invención;

la FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra etapas ejemplares para un procedimiento de fabricación de una estructura de material compuesto con un mecanismo de doble curado según ciertas realizaciones de la presente invención;

la FIG. 5 es un diagrama de bloques de un sistema de fabricación utilizado en un mecanismo de doble curado en una estructura de material compuesto no según ciertas realizaciones de la presente invención;

la FIG. 6 es una ilustración esquemática de una realización ejemplar de la estructura de material compuesto de doble curado utilizada en un sistema de turbina eólica que comprende palas según realizaciones de la presente invención; y

la FIG. 7 es una ilustración esquemática de las palas en el sistema de turbina eólica, como se ilustra en la FIG. 6, según ciertas realizaciones de la presente invención.

Como se expone con detalle a continuación, diversas realizaciones de la presente invención proporcionan una estructura de material compuesto con un mecanismo de doble curado y un procedimiento de fabricación de la misma. Se define una estructura de material compuesto de doble curado utilizada en el presente documento como una estructura de material compuesto que tiene múltiples capas, estando fabricada la estructura de material compuesto utilizando un mecanismo de “doble curado” para unir las múltiples capas. El mecanismo de “doble curado” es un mecanismo en el que, inicialmente, se cura parcialmente una primera capa por medio de una primera característica de curado seguido de una segunda capa que se dispone encima de la primera capa. En una siguiente etapa, se cura parcialmente la segunda capa y se cura al menos adicionalmente o completamente la primera capa simultáneamente por medio de una segunda característica de curado. En ciertas realizaciones, se puede complementar el mecanismo de “doble curado” con una o más características adicionales de curado, haciendo del mecanismo un mecanismo generalmente de “curado múltiple”. Por ejemplo, se puede complementar el anterior escenario de doble curado al aplicar adicionalmente una tercera capa encima de la segunda capa, y luego al curar parcialmente la tercera capa y curar adicionalmente o completamente la segunda capa simultáneamente por medio de una tercera característica de curado. En este ejemplo, la primera capa también puede ser curada adicionalmente o completamente por medio de la tercera característica de curado simultáneamente con el curado de las capas segunda y tercera. De forma similar, se pueden aplicar sucesivamente capas cuarta, quinta, sexta, o adicionales sobre la estructura de material compuesto, y pueden ser curadas sucesivamente en etapas de curado parcial o finalmente completo por medio de dos o más características de curado (por ejemplo, las características primera, segunda o más de curado) . De nuevo, las características de curado se alternan generalmente (por ejemplo, característica 1, 2, 1, 2, etc.) según se aplica cada capa sucesiva y se cura simultáneamente de forma parcial junto con una capa anterior. De esta forma, el mecanismo dado a conocer de “doble curado” o de “curado múltiple” puede ser descrito como un “curado de etapas solapadas” o “curado por etapas” o “curado escalonado” de capas adyacentes para crear enlaces covalentes en la superficie de contacto de las capas y, por lo tanto, mejorar la adhesión entre capas.

Los sistemas de curado rápido son deseables para estructuras grandes de material compuesto para obtener el tiempo de ciclo deseado de fabricación, para reducir la inversión significativa en la fábrica y los equipos, y para reducir adicionalmente el coste de referencia de una parte. Esto requiere la integración de la apropiada química de resinas con una fuente correspondiente de curado. En un sistema dado a conocer en el presente documento, para estructuras grandes... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento (30) , que comprende:

activar un primer grupo funcional (18) de una resina en una primera capa (12) en respuesta a una primera fuente de curado;

activar un segundo grupo funcional (20) de la resina en la primera capa (12) y el segundo grupo funcional

(20) de la resina en una segunda capa (14) dispuesta sobre la primera capa (12) en respuesta a una segunda fuente de curado, en el que los grupos funcionales primero y segundo son distintos entre sí, y las fuentes primera y segunda de curado comprenden características de curado que son distintas entre sí; crear un primer enlace covalente (22) a través de una superficie de contacto de la primera capa (12) y de la segunda capa (14) ; activar el primer grupo funcional (18) de la resina en una tercera capa (16) y la resina en una segunda capa (14) en respuesta a la primera fuente de curado; crear un segundo enlace covalente (24) a través de una superficie de contacto de la segunda capa (14) y de la tercera capa (16) y

activar el segundo grupo funcional (20) de la resina en la tercera capa (16) en respuesta a segunda fuente de curado.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende, además, activar los grupos funcionales primero (18) y segundo (20) de la resina en más de dos capas.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que la primera fuente de curado y la segunda fuente de 20 curado comprenden radiaciones de distintas frecuencias.