Célula que incluye secciones limpia y sucia para fabricar piezas de material compuesto.

Un procedimiento de uso de una célula (110) de fabricación para fabricar una pieza de material compuesto,

comprendiendo la célula de fabricación una sección (130) limpia para llevar a cabo operaciones limpias que incluyen la laminación de fibras de refuerzo en una herramienta mandril, cumpliendo la sección limpia con los requisitos de sala limpia para procesar materiales compuestos no curados; una sección (120) sucia adyacente para llevar a cabo operaciones sucias que incluyen mecanizar el laminado después de curar; un sistema (140) de posicionamiento del efector final común que puede moverse entre las secciones limpia y sucia; y medios (180) para impedir que los contaminantes en la sección (120) sucia entren en la sección (130) limpia; comprendiendo el procedimiento:

utilizar el sistema (110) de posicionamiento del efector final para construir una herramienta mandril en la sección (120) sucia;

mover la herramienta mandril y el sistema (140) de posicionamiento del efector final a la sección (130) limpia;

utilizar el sistema (140) de posicionamiento del efector final para depositar fibras de refuerzo en la herramienta;

mover la herramienta a una sección (190) de curado y llevar a cabo el curado;

mover la herramienta mandril y el sistema de posicionamiento del efector de nuevo a la sección sucia;

mecanizar la pieza curada en la herramienta.

Célula que incluye secciones limpia y sucia para fabricar piezas de material compuesto ANTECEDENTES

La aviación comercial puede ser dañada por choques con aves, equipo de mantenimiento en tierra, escombros, granizo y otros eventos imprevistos. Estos eventos pueden producir agujeros y desgarros en el revestimiento del avión, y daños en la subestructura de refuerzo subyacente (por ejemplo, cuadernas, refuerzos y almohadillados). Por ejemplo, una sección de la cabina del morro de un avión puede ser dañada por un choque con aves, un lóbulo inferior puede ser dañado debido al colapso del tren del morro, los alrededores de la puerta de la sección media pueden ser dañados debido a colisiones con los equipos de mantenimiento en tierra, y el lóbulo inferior de la sección del final puede ser dañado por un golpe de la cola, etc.

Es importante reparar un avión dañado y devolverlo al servicio lo antes posible. El tiempo de inactividad es muy costoso para una aerolínea, ya que un avión inactivo da como resultado una pérdida de ingresos.

La reparación de un avión de aluminio panelizado es relativamente sencilla. Un panel dañado y la subestructura subyacente se retiran del avión y se reemplazan. Si los paneles están disponibles, la reparación se puede llevar a cabo de una forma relativamente rápida.

La reparación de la aviación comercial de materiales compuestos no es tan sencilla, especialmente la reparación de una gran zona de de un componente de una pieza. Considérese un fuselaje compuesto de varias secciones del barril de material compuesto de una pieza. Cada sección del barril incluye revestimiento, cuadernas en aro, y refuerzos (por ejemplo, larguerillos). Los refuerzos pueden estar integrados con el revestimiento (por co-curado durante la fabricación). Las cuadernas en aro pueden fijarse mecánicamente al revestimiento. Si una gran zona de una sección del fuselaje resulta dañada, la retirada y la sustitución de toda la sección del barril sería prohibitivamente cara, perjudicial para la producción y requeriría mucho tiempo.

El documento GB 2.116.594 A muestra un entorno de sala limpia para fabricar cuerpos de plásticos moldeados, especialmente envases para la industria farmacéutica, comprende al menos dos entornos separados cerrados separados por una pared, manteniéndose uno de ellos a presión elevada mediante aire filtrado. La pared tiene una abertura en ella y una máquina de moldeo para fabricar los envases sobresale a través de la abertura y está sellada en ella pero puede moverse hacia dentro y hacia fuera de la abertura, por ejemplo, sobre raíles, estando los servicios para la máquina conectados a ella en el entorno, mientras que los cuerpos producidos emergen de esa parte de la máquina que, en uso, está en el entorno que está a una presión elevada.

El documento US 5.341.918 A muestra un dispositivo de transferencia de artículos desde una primera posición hasta una segunda posición que incluye un tornillo de transferencia, un sistema transportador, una placa de acumulación estacionaria y una pared de ajuste de la presión. El tornillo se construye a partir de un material flexible y es, esencialmente, una espiral helicoidal continua que tiene sus extremos conectados a una estructura de soporte. Debido a la naturaleza flexible del tornillo, pueden transferirse artículos de diferentes tamaños a través de la placa de acumulación sin que tenga que cambiarse el tornillo. El dispositivo de transferencia del artículo es útil en una aplicación de sala limpia y de sala menos limpia donde los artículos necesitan ser transferidos entre las salas sin que retorne ningún contaminante a la sala limpia. Ninguna pieza individual del dispositivo de transferencia se mueve desde la sala limpia a la sala menos limpia y viceversa, manteniendo de ese modo el entorno estéril en la sala limpia. Cuando se desea que un artículo de diferente tamaño sea transferido entre las salas, la pared de presión es ajustada de manera que el tornillo se ajuste a los artículos de diferente tamaño y transfiera los mismos. El tiempo de producción perdido y la mano de obra adicional son eliminados como resultado de la naturaleza del ajuste del dispositivo de transferencia de los artículos.

El documento US 26/18264 A1 muestra un artículo de material compuesto fabricado con un dispositivo. El dispositivo incluye un efector final y un dispositivo de posicionamiento. El efector final coloca una estopa. El efector final incluye un eje, un dispositivo de compactaclón y una ruta. El eje asegura de forma desmontable un carrete de estopa y la ruta está dispuesta desde el carrete hasta el dispositivo de compactaclón. El dispositivo de posicionamiento sitúa el efector final. El efector final es asegurado en el dispositivo de posicionamiento de forma desmontable.

Se necesita una infraestructura para la reparación de una gran superficie de componentes de aviones de material compuesto de una pieza.

SUMARIO

Según una realización en el presente documento, se proporciona un procedimiento de la utilización de una célula de fabricación para fabricar una pieza de material compuesto, comprendiendo la célula de fabricación una sección limpia para llevar a cabo operaciones limpias, que incluyen la laminación de fibras de refuerzo en una herramienta mandril, cumpliendo la sección limpia con los requisitos de sala limpia para el procesamiento de materiales compuestos no curados; una sección sucia adyacente para llevar a cabo operaciones sucias que incluyen mecanizar

el laminado después de curar; un sistema común de poslclonamlento del efector final que puede moverse entre las secciones limpia y sucia; y medios para impedir que contaminantes de la sección sucia entren en la sección limpia; comprendiendo el procedimiento: usar el sistema de posicionamiento del efector final para construir una herramienta mandril en la sección sucia; mover la herramienta mandril y el sistema de posicionamiento del efector final a la sección limpia; usar el sistema de posicionamiento del efector final para depositar fibras de refuerzo sobre la herramienta; mover la herramienta a una sección de curado y llevar a cabo el curado; mover la herramienta mandril y el sistema de posicionamiento del efector final nuevamente a la sección sucia; mecanizar la pieza curada en la herramienta.

Según otra realización en el presente documento, una célula de fabricación incluye una sección limpia que incluye efectores finales intercambiables para llevar a cabo operaciones de laminación del material compuesto. La sección limpia satisface los requisitos de sala limpia para el procesamiento de materiales compuestos no curados. La célula de fabricación incluye además una sección sucia adyacente a la sección limpia, incluyendo la sección sucia efectores finales intercambiables para llevar a cabo operaciones de mecanizado; y un sistema de posicionamiento del efector final que puede moverse entre las secciones limpia y sucia, para la selección y el uso de los efectores finales para llevar a cabo las operaciones de laminación en la sección limpia y las operaciones de mecanizado en la sección sucia.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es una ilustración de una celda de fabricación que tiene secciones limpia y sucia adyacentes.

La Figura 2 es una ilustración de un procedimiento de uso de la célula de fabricación para fabricar una herramienta mandril de laminación y una pieza de material compuesto.

La Figura 3 es una ilustración de un avión que incluye un fuselaje de material compuesto.

La Figura 4 es una ilustración del revestimiento y de la subestructura de refuerzo subyacente de una sección del barril de material compuesto del fuselaje.

La Figura 5 es una ilustración de una zona dañada de una pieza del barril del fuselaje.

La Figura 6 es una ilustración de un panel de sustitución que está unido a un panel de revestimiento a través

de un empalme atornillado.

La Figura 7 es una ilustración de un procedimiento para la reparación de un componente dañado de material compuesto de una pieza de un avión, que incluye el diseño y la fabricación de un panel de sustitución del

material compuesto.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Se hace referencia a la Figura 1, que ilustra una célula 11 de fabricación para la fabricación de una pieza de material compuesto, que incluye capas o pliegues de fibras de refuerzo incrustadas en una matriz. Un ejemplo de un material compuesto es un plástico reforzado con fibra de carbono (CFRP), donde los constituyentes pueden incluir fibras de carbono incrustadas en una matriz epoxi.

La célula 11 de fabricación incluye una sección 12 sucia y una sección 13 limpia. Las operaciones en la sección... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de uso de una célula (11) de fabricación para fabricar una pieza de material compuesto, comprendiendo la célula de fabricación una sección (13) limpia para llevar a cabo operaciones limpias que incluyen la laminación de fibras de refuerzo en una herramienta mandril, cumpliendo la sección limpia con los requisitos de sala limpia para procesar materiales compuestos no curados; una sección (12) sucia adyacente para llevara cabo operaciones sucias que incluyen mecanizar el laminado después de curar; un sistema (14) de posicionamiento del efector final común que puede moverse entre las secciones limpia y sucia; y medios (18) para impedir que los contaminantes en la sección (12) sucia entren en la sección (13) limpia; comprendiendo el procedimiento:

utilizar el sistema (11) de posicionamiento del efector final para construir una herramienta mandril en la sección (12) sucia;

mover la herramienta mandril y el sistema (14) de posicionamiento del efector final a la sección (13) limpia; utilizar el sistema (14) de posicionamiento del efector final para depositar fibras de refuerzo en la herramienta;

mover la herramienta a una sección (19) de curado y llevar a cabo el curado;

mover la herramienta mandril y el sistema de posicionamiento del efector de nuevo a la sección sucia;

mecanizar la pieza curada en la herramienta.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además la limpieza del sistema de posicionamiento del efector final antes de que sea trasladado a la sección limpia.

3. Una célula (11) de fabricación que comprende:

una sección (13) limpia que incluye efectores finales intercambiables para llevar a cabo operaciones de laminación del material compuesto, satisfaciendo la sección (15) limpia los requisitos de sala limpia para el procesamiento de materiales compuestos no curados;

una sección (12) sucia adyacente a la sección (13) limpia, incluyendo la sección (12) sucia efectores finales intercambiables para llevara cabo operaciones de mecanizado; y

un sistema (14) de posicionamiento del efector final, que puede moverse entre las secciones limpia y sucia, para la selección y uso de efectores finales para llevar a cabo las operaciones de laminación en la sección (13) limpia y operaciones de mecanizado en la sección (12) sucia.

4. La célula de fabricación de la reivindicación 3, que comprende además medios (18) para evitar que contaminantes de la sección sucia entren en la sección limpia.

5. La célula de fabricación de cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, que comprende además medios (16) para mover el sistema de posicionamiento del efector final entre las secciones limpia y sucia.

6. La célula de fabricación de cualquiera de las reivindicaciones 3-5, que comprende además medios para mantener la temperatura, la humedad y el recuento de partículas en la sección limpia para satisfacer los requisitos del proceso del material compuesto.

7. La célula de fabricación de cualquiera de las reivindicaciones 3-6, que comprende además un controlador (144) común para controlar el sistema (14) de posicionamiento del efector final y efectores finales seleccionados tanto en la sección limpia como en la sucia.