BR0306323B1

BR0306323B1 - dispositivo de desgaseificação para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de compostos fibrosos.

Info

Publication number: BR0306323B1
Application number: BRPI0306323-2A
Authority: BR
Inventors: Thomas Lippert; Hans-Wolfgang Schroeder; Franz Stadler; Stefan Utecht
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2012-11-27
Also published as: US7488371B2; PL370684A1; WO2003064144A1; ES2266782T3; CA2473780C; EP1469987A1; DE10203976B4; US20050034603A1; ATE335592T1; DE10203976A1; BR0306323A; CA2473780A1; WO2003064144B1; EP1469987B1; PL205122B1; DE50304568D1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE DESGASEIFICAÇÃO PARA A DESGASEIFICAÇÃO DE MATERIAL- MATRIZ PREVISTO PARA A FABRICAÇÃO DE COMPONENTES DE COMPOSTOS FIBROSOS".

A invenção refere-se a um dispositivo de desgaseificação para a

desgaseificação de material-matriz na fabricação de componentes de com- postos fibrosos.

Quando da fabricação de componentes de compostos fibrosos, a seguir também denominados de componentes FV1 por meio de processo de injeção de resina, podem ocorrer gases, desprendidos devido a bolhas de gás contidos no material-matriz, e demais partes integrantes voláteis para a formação de poros no componente FV que surge. Assim, é reduzida a quali- dade dos componentes FV, pelo que estes componentes podem se tornar inúteis.

Da Patente alemã DE 100 13 409 C1 é conhecido um dispositivo

ou um processo para a fabricação de componentes de plásticos reforçados com fibras de semifabricados de compostos fibrosos secos por meio de um processo de injeção para a injeção de material-matriz com uma membrana permeável a gás e impermeável a material-matriz, que fica disposto ao me- nos unilateralmente em torno do semifabricado e forma um primeiro compar- timento e é inserível no material-matriz, com um auxiliar de fluência disposto em uma superfície do semifabricado, com um segundo compartimento, con- tíguo ao primeiro compartimento e vedado com relação a uma ferramenta, que é limitado do meio ambiente por meio de uma folha impermeável a gás e a material-matriz, sendo que, quando da aspiração de ar do segundo com- partimento, material-matriz é aspirado do reservatório para dentro do primei- ro compartimento evacuado e o auxiliar de fluência produz uma distribuição de material-matriz por cima da superfície do semifabricado voltada para ele e uma penetração do mesmo perpendicularmente no semifabricado. Nesse processo, o material-matriz é distribuído por meio de um

auxiliar de fluência pelo semifabricado de composto fibrosos e penetra, a partir dali, no semifabricado. O auxiliar de fluência é limitado unilateralmente pela membrana permeável a gás e impermeável a material-matriz. Quando o transporte do material-matriz no auxiliar de fluência fino ocorre uma desga- seificação do material-matriz. A desgaseificação se dá através da membrana limitando o auxiliar de fluência para dentro da segunda câmara evacuada. Para a eficaz desgaseificação é necessário que o material-matriz possa ini- cialmente correr por um trecho suficientemente grande pelo auxiliar de fluên- cia antes de entrar no semifabricado.

Nas disposições de jito multiplamente empregadas para introdu- ção do material-matriz no auxiliar de fluência uma tal desgaseificação de película não tem lugar diretamente sob os jitos e apenas de modo incomple- to nas regiões aí diretamente contíguas. Correspondentemente, sob os jitos e nas regiões aí contíguas é maior a probabilidade de que ocorre ali a for- mação de poros.

Uma outra desvantagem desse processo reside em que o em- prego de duas câmaras requerem um dispêndio maior em materiais auxilia- res para a membrana em comparação com o princípio de uma só câmara igualmente conhecido na técnica de composto de fibra.

A desgaseificação do material-matriz pode, além disso, segundo um processo conhecido do estado atual da técnica em geral, no qual o mate- rial-matriz é fundido em um compartimento evacuado em uma fina camada (película). Um tal processo de desgaseificação é em geral tanto mais eficaz quanto mais fina for a camada de material-matriz a ser desgaseificada. Esse processo para desgaseificação do material-matriz, também chamado de desgaseificação de película, tem, por exemplo, as seguintes desvantagens:

- A etapa de desgaseificação adicional é desfavorável no tocante a custos e outros dispêndios.

- O material-matriz deve ser aquecido para a etapa de desgasei- ficação. Ocorrem assim processos de envelhecimento.

- Antes do posterior processamento para componentes de com- posto de fibra, o material-matriz pode absorver novamente componentes voláteis, por exemplo vapor de água do ar.

- No decorrer do processo de injeção, o material-matriz pode reagir com materiais auxiliares sob formação de gás. Assim foram observa- das reações com perfis de silicone flexíveis, econômicos, para jitos.

Constitui objetivo da invenção disponibilizar processo e dispositi- vos para a fabricação de componentes de FV1 em que ou com os quais há uma vantajosa desgaseificação de material-matriz quando da fabricação de componentes de FV.

A invenção pode realizar-se em combinação com o dispositivo ou com o processo segundo a patente alemã DE 100 13 409 C1 ou com ou- tros dispositivos ou processos segundo o estado atual da técnica, em que resina ou material-matriz é aduzido, para infiltração em semifabricados de composto fibroso, a uma estrutura com os mesmos. Para desgaseificar a resina aduzida ou material-matriz, estão previstos os dispositivos de acordo com a invenção.

A invenção será descrita a seguir com auxílio das figuras em apenso, que mostram:

Figura 1: uma forma de execução do dispositivo de desgaseifi- cação de acordo com a invenção, que coopera com uma estrutura de injeção de uma câmara ou duas câmaras,

Figura 2: uma outra forma de execução do dispositivo de desga- seificação de acordo com a invenção, que igualmente coopera com uma es- trutura de injeção de uma câmara ou duas câmaras,

Figura 3: um corte ao longo da linha A-A através da forma de execução segundo a figura 2.

De acordo com a invenção está previsto um dispositivo de des- gaseificação para o material-matriz empregado quando da fabricação de componentes de FV1 que está disposto separado relativamente ao dispositi- vo de fabricação de FV. O material-matriz, que é em geral um fluido, é, por- tanto desgaseificado em um dispositivo de desgaseificação separado relati- vamente ao dispositivo de fabricação de FV (figuras 1 a 3).

Como material designado nesse contexto como tecido têxtil é entendido um tecido ou textura de composto fibroso seco ou pré-tratado, do qual é fabricável um componente de composto fibroso após uma infiltração de resina e um acabamento em uma autoclave.

Um exemplo de execução do dispositivo de desgaseificação de acordo com a invenção para uma desgaseificação do material-matriz ou re- sina pré-conectada a um processo de injeção para a fabricação de compo- nente de composto fibroso está representado na figura 1. O processo de in- jeção pode ser um processo de uma só câmara ou de múltiplas câmaras. Um processo de múltiplas câmaras está descrito na patente DE 100 13 409 C1. Um processo de uma só câmara está descrito, por exemplo, no Pedido de Patente Europeu EP 1 136 238 A2. Especialmente em um processo de uma só câmara é necessária uma desgaseificação pré-conectada, pois uma desgaseificação integrada não é possível devido à falta da segunda câmara.

Esse dispositivo de desgaseificação de acordo com a invenção está pré-conectado ao dispositivo de injeção propriamente dito de uma tal maneira que o material-matriz deve atravessar o dispositivo de gaseificação no trajeto do reservatório para o dispositivo de injeção. O modo de funcio- namento do dispositivo de desgaseificação pré-conectado baseia-se em que o material-matriz atravessa um sistema de duas câmaras de tal maneira que então as bolhas de gás contidas, gases soltos e demais partes integrantes voláteis podem ser aspirados.

A figura 1 mostra uma primeira forma de execução do dispositivo de desgaseificação E1 de acordo com a invenção. Este abrange um disposi- tivo de assentamento 10, que também pode ser um molde, um distanciador ou um tecido distribuidor 2, que também pode ser um auxiliar de fluência, um canal de jito ou um dispositivo de jito 1, bem como um dispositivo de descar- ga 14, que podem estarem ambas embocaduras de conduto e também estar integrados no dispositivo de assentamento 10, uma camada impermeável a material-matriz ou camada de bloqueio 9, que está vedada por meio de uma vedação ou de uma fita vedante 6 relativamente ao dispositivo de assenta- mento 10 e, assim, forma uma primeira câmara K1 do dispositivo de desga- seificação E1 posicionada em torno do dispositivo de jito.

Uma tal camada de bloqueio 9 pode ser realizada de uma folha de PTFE, um adesivo e/ou um tecido de revestimento ou em forma de uma estrutura em sanduíche desses materiais. A camada impermeável a materi- al-matriz ou camada de bloqueio 9 pode apresentar a forma de uma folha ou placa. A camada de bloqueio 9 pode ser permeável a gás ou impermeável a gás.

Acima da camada de bloqueio 9 encontra-se um tecido de venti- lação ou tecido de aspiração 11, que é formado segundo o estado atual da técnica. Visto com relação ao dispositivo de assentamento 10, acima da ca- mada de bloqueio 9 e do tecido de ventilação 11 está disposta uma folha 12, que está vedada por meio de uma vedação 6 com relação ao dispositivo de assentamento 10. Assim, a folha 12 e a camada de bloqueio 9 formam jun- tas uma segunda câmara K2 do dispositivo de desgaseificação. Através de uma conexão de vácuo 13, que se encontra em comunicação com a segun- da câmara K2, é evacuado o dispositivo de desgaseificação E1.

O processo de desgaseificação decorre da seguinte maneira: O material-matriz chega ao dispositivo de desgaseificação E1 através do dis- positivo de jito 1. Dali, o material-matriz flui em corrente para dentro do teci- do distribuidor ou do distanciador 2. Enquanto o material-matriz flui em cor- rente por esse distanciador 2, através da folha 9 semipermeável, quando da aplicação de subpressão através da conexão de vácuo 13, as bolhas de gás contidas no material-matriz, gases soltos e demais partes integrantes volá- teis são aspirados. Em seguida, o material-matriz desgaseificado flui em cor- rente pelo dispositivo de descarga 14 para estruturação com o semifabricado de composto fibroso, isto é, para o processo de injeção propriamente dito.

Um outro exemplo de execução do dispositivo de desgaseifica- ção de acordo com a invenção está representado nas figuras 2 e 3.

O dispositivo apresenta uma primeira conexão A1, com a qual o fluido a ser desgaseificado ou material-matriz é conduzido para o dispositivo de desgaseificação, uma segunda conexão A2 para condução do fluido des- gaseificado do dispositivo de desgaseificação, bem como uma terceira cone- xão A3 para aplicação de subpressão ou vácuo ao interior do dispositivo de desgaseificação.

O dispositivo de desgaseificação E2 segundo as figuras 2 e 3 apresenta um corpo 41 interior. Este está previsto preferencialmente sobre aquela superfície com porcas N. Elas podem estar constituídas em direção longitudinal, especialmente longitudinalmente ou em forma de espiral. A for- ma das porcas N dependem do atraso escolhido.

O dispositivo de desgaseificação E2 apresenta ainda uma folha42 impermeável à neblina e permeável ao ar. Este possibilita uma operação de desgaseificação após aplicação de subpressão através da conexão de vácuo A3. Ela separa um primeiro compartimento R1 envolvendo a folha 42 de um segundo compartimento R2 que se encontra no interior da folha 42.

O primeiro compartimento R1 é envolto por um dispositivo de alojamento ou camada intermediária 43. Esta está ligada com a folha 42, para servir como suporte para a mesma. Ela pode ser formada de uma ce- râmica permeável a gás ou de uma chapa perfurada. Sua função é dirigida à troca do gás do material-matriz devido à subpressão.

O dispositivo de desgaseificação E2 apresenta, ademais, um recipiente exterior ou uma caixa 44. O tamanho da caixa 44 exterior depende da quantidade de resina a ser desgaseificada.

O corpo ou a caixa 41 ou 44 podem ter quaisquer formas, mes- mo irregulares. Eles também podem ser formados flexíveis. A forma ou o material orienta-se pelo caso de aplicação. Especialmente, podem ter confi- guração cilíndrica.

Na figura 3 está representado um corte do dispositivo de desga- seificação E2. O primeiro compartimento R1 é formado pelo recipiente 44 exterior e pela folha 42. Esse compartimento é evacuado pela conexão de vácuo 7, pela qual o fluido desgaseificado (material-matriz) flui em corrente pela abertura A1 para o dispositivo de desgaseificação. Pela aplicação de subpressão há uma queda de subpressão entre o primeiro compartimento R1 e o segundo compartimento R2, sendo que a subpressão no primeiro compartimento R1 é maior do que a subpressão no segundo compartimento R2.

O modo de funcionamento do dispositivo de desgaseificação E2 é o seguinte. O primeiro compartimento R1 é evacuado por conexão de vá- cuo 7 e o dispositivo levado entre um conduto de injeção (conduto-matriz). O fluido desgaseificado (material-matriz) flui em corrente pela abertura A1 para o dispositivo. Ele deve então fluir pelo corpo 41 e pela folha 2. Há uma que- da de pressão entre compartimento 1 e compartimento 2. A subpressão no compartimento R1 é maior do que a subpressão no compartimento 2. O gás contido no fluido (material-matriz) é agora desprendido do fluido devido à queda de pressão. A folha semipermeável 42 possibilita que o gás possa chegar ao compartimento R1. O fluido desgaseificado flui através da abertu- ra A2 depois da desgaseificação.

As correlações físicas são então:

Com

- conexão A1: estado de pressão: ρ entrada de fluido

- conexão A2: estado de pressão: ρ saída de fluido

- conexão de vácuo A3: estado de pressão: ρ Vá

vácuo

temos:

(1) (2)

P vácuo < P saída de fluido < P entrada de fluido P vácuo — P pressão de vapor de fluido

Claims

1. Dispositivo de desgaseificação (E1) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso, caracterizado por incluir, - um dispositivo de jito (1) disposto em respectivamente um dis- positivo de assentamento (10) para a condução do material-matriz a ser desgaseificado para dentro do dispositivo de desgaseificação, e um disposi- tivo de descarga (14) e um tecido distribuidor (2), - uma camada de bloqueio (9) impermeável a material-matriz e permeável a gás, que está vedada por meio de uma vedação (6) com rela- ção ao dispositivo de assentamento (10), para a formação de uma primeira câmara (K1) que circunda o dispositivo de jito (1) e o dispositivo de descarga (14), - uma folha (12) que envolve uma camada (9) e sendo imperme- ável em relação ao dispositivo de assentamento (10) para formação de uma segunda câmara (K2), na qual está posicionado um tecido de ventilação (11), - uma conexão de vácuo (13), que se encontra em comunicação com a segunda câmara (K2), para a desgaseificação do material-matriz no dispositivo de desgaseificação (E1).

2. Dispositivo de desgaseificação (E1) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso, caracterizado por o dispositivo de jito (1) e/ou o dispositivo de descar- ga (14) estarem integrados no dispositivo de assentamento (10).

3. Dispositivo de desgaseificação (E1) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso, caracterizado por a camada de bloqueio (9) ser uma folha ou placa.

4. Dispositivo de desgaseificação (E1) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso, caracterizado por a camada de bloqueio (9) ser feita de uma folha de PTFE, um adesivo e/ou um tecido revestido ou em forma de uma estrutura em sanduíche desses materiais.

5. Dispositivo de desgaseificação (E2) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso, caracterizado por incluir, - um corpo interior (41) e uma caixa exterior (44) que o envolve, e uma folha (42) impermeável a material-matriz e permeável a gás disposta entre os mesmos para a formação de um segundo espaço (R2) entre a folha (42) e o corpo interno (41), e de um primeiro espaço (R1) entre a folha (42) e a caixa exterior (44), onde a folha (42) é segurada por uma camada interme- diária (43). - uma primeira conexão (A1) para condução do material-matriz a ser desgaseificado para dentro do segundo espaço (R2), uma conexão (A2) para condução para fora do mesmo do material-matriz a ser desgaseificado, e uma conexão (A3) para aplicação de subpressão ao primeiro espaço (R1).

6. Dispositivo de desgaseificação (E2) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a superfície do corpo interior (41) ser provido com ranhuras.

7. Dispositivo de desgaseificação (E2) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por as ranhuras na superfície do corpo interior (41) correrem longitudinalmente ou em forma de espiral em direção longitudinal do mesmo.

8. Dispositivo de desgaseificação (E2) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado por a camada intermediária (43) ser formada de uma cerâmica permeável a gás.

9. Dispositivo de desgaseificação (E2) para a desgaseificação de material-matriz previsto para a fabricação de componentes de composto fi- broso de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado por a camada intermediária (43) ser formada de uma placa de furos.