BR102014025627A2

BR102014025627A2 - método para dar forma a um elemento aquecedor, e, painel de piso aquecido de aeronave

Info

Publication number: BR102014025627A2
Application number: BR102014025627A
Authority: BR
Inventors: Jin Hu; Kevin E Roach; Richard R Hamm
Original assignee: Goodrich Corp
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2015-11-10
Also published as: EP2863719B1; EP2863719A2; EP2863720A2; EP2863720A3; BR102014025625A2; EP2863719A3

Abstract

método para dar forma a um elemento aquecedor, e, painel de piso aquecido de aeronave. um método de dar forma a um elemento aquecedor que inclui depositar uma tinta condutiva de partículas de prata em uma resina epóxi em uma dielétrica para criar um circuito condutivo, e curar termicamente o circuito condutivo para atingir uma resistividade do elemento aquecedor que seja inferior a 1,68 x 10-6 ohm.metro. um painel de piso de aeronave que inclui pelo menos um painel de piso de aeronave com um circuito condutor posicionado dentro do painel de piso que tem uma tinta condutiva de partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica.

Description

“MÉTODO PARA DAR FORMA A UM ELEMENTO AQUECEDOR, E, PAINEL DE PISO AQUECIDO DE AERONAVE” FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção [0001] A presente divulgação refere-se a circuitos de aquecimento e mais particularmente a circuitos de tinta condutiva à base de resina. 2. Descrição da Técnica Relacionada [0002] Tradicionalmente, os elementos aquecedores dos painéis de piso aquecido são elementos de liga quimicamente gravados. O processo de gravação é bastante complexo e exige várias etapas. Apesar de ser satisfatório para a finalidade prevista, o processo de gravação tradicional pode ser demorado, causar dificuldades de fabricação e atraso, devido ao sobrecondicionamento ou subcondicionamento (tomando a resistência muito alta ou muito baixa), ou defeitos em razão do processo de impressão de fotos, e pode levar ao fracasso devido à fadiga mecânica no campo. [0003] Tais métodos convencionais e sistemas foram em geral considerados satisfatórios para a pretendida finalidade. No entanto, ainda há uma necessidade na técnica de métodos e sistemas que permitam maior facilidade de fabricação e resistência mecânica, ao mesmo tempo em que mantenham a resistividade necessária. A presente divulgação fornece uma solução para estes problemas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0004] Um método para formar um elemento de aquecimento que inclui depositar uma tinta condutiva de partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica para criar um circuito condutivo, e curar o circuito condutivo através do calor da temperatura, para atingir uma resistividade do elemento de aquecimento inferior a 1,68 x 10'6 ohms metros. [0005] Contempla-se que a etapa de cura térmica pode incluir a cura a uma temperatura entre 155 °C — 200 °C, e/ou a uma temperatura entre uma temperatura de transição vítrea da tinta condutora e uma temperatura máxima de estabilidade térmica da tinta condutiva, A temperatura de transição vítrea pode ser inferior à temperatura máxima de estabilidade térmica e a temperatura máxima estabilidade térmica pode ser superior a 155 °C. Por exemplo, a temperatura máxima estabilidade térmica da tinta condutiva pode exceder 200 °C. Além disso, a carga de prata pode estar entre 65% - 95% do peso da tinta seca. Por exemplo, em certas aplicações, a carga de prata pode estar entre 75% - 89% do peso de tinta seca. A etapa de depósito pode incluir a tinta de impressão a condutora da tela sobre o filme dielétrico e/ou pode incluir o depósito da tinta condutiva em uma camada padronizada. Além disso, a etapa de cura pode incluir a pós-cura a uma temperatura de pelo menos 200 °C, e/ou pode incluir a cura térmica em intervalos de tempo predeterminados. Além disso, o método pode incluir a aplicação do circuito condutivo a pelo menos uma cobertura de painel de um painel de piso de uma aeronave. Além disso, a tinta condutiva é configurada de modo que uma camada de tinta condutiva pós-cura com espessura entre 0,002 polegadas (50,8 mícron) e 0,004 polegadas (101,6 mícron) pode atingir a resistividade do elemento de aquecimento e ser dobrada em tomo de uma haste cilíndrica com diâmetro de 1/4 de polegada (0,635 cm) sem acontecer a degradação da resistência elétrica. Contempla-se também que a haste do cilindro possa ter um diâmetro de 1/8 de polegada (0,3175 cm) ou menor. [0006] Em conformidade com determinadas modalidades, pelo menos um painel de piso de aeronave inclui um elemento de aquecimento com um circuito condutor posicionado dentro do painel de piso. O circuito condutivo inclui uma tinta condutiva de partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica. [0007] Também se contempla que a tinta condutiva pode ser disposta na película dielétrica em camadas padronizadas. Além disso, a carga de prata, a cura e pós-cura térmicas, e a resistividade do elemento de aquecimento pode ser assim como foi descrito acima. [0008] Essas e outras características dos sistemas e métodos da divulgação do objeto se tomarão mais facilmente evidentes para aqueles versados na técnica a partir da seguinte descrição detalhada das modalidades preferenciais tomadas em conjunto com as figuras.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0009] Para que aqueles versados na técnica aos quais pertence a divulgação do objeto entendam facilmente como fabricar e usar os dispositivos e métodos da divulgação do objeto sem experimentação indevida, as modalidades preferenciais da mesma serão descritas em detalhes abaixo neste documento com referência a determinadas figuras, em que: [0010] A Fig. 1 é uma vista de topo planificada de uma modalidade exemplar de um painel de piso aquecido de aeronave construído de acordo com a presente divulgação, mostrando esquematicamente o circuito condutor com tinta condutiva de partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica; e [0011] A Fig. 2 é uma vista de topo planificada da vista de uma modalidade exemplar de um painel de piso aquecido de aeronave construído de acordo com a presente divulgação, mostrando esquematicamente o circuito condutor com tinta condutiva de partículas de prata em uma resina epóxi colocado em uma película dielétrica em uma camada padronizada. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS [0012] Agora será feita referência às figuras em que numerais de referência semelhantes identificam características estruturais semelhantes ou aspectos semelhantes da divulgação do objeto. Para fins de explicação e ilustração, e de não limitação, uma vista parcial de uma modalidade exemplar de um painel de piso aquecido de aeronave, em conformidade com a divulgação, é mostrada na Fig. 1 e é geralmente designada pelo atributo de referência 100. Outras modalidades do painel de piso aquecido de aeronaves, em conformidade com a divulgação, ou aspectos das mesmas, são fornecidas na Fig. 2, como será descrito. Os sistemas e os métodos descritos neste documento podem ser elementos aquecedores usados por painéis de piso aquecido, e/ou de outros aquecimentos eletrotérmicos de aeronaves incluindo sistemas de proteção de gelo para aplicações de alta potência e alta temperatura. [0013] Elementos aquecedores serigrafados com tinta condutiva à base de resina tendem a ser mais fáceis de fabricar do que os elementos tradicionais de liga com aquecimento resistivo. Tintas condutoras serigrafadas à base de resina, no entanto, podem exigir baixa resistividade dos elementos aquecedores, por exemplo, 1,68 x 10~6 ohm· metro ou mais baixa. Aqueles versados na técnica compreenderão prontamente que a alta carga de partículas de metal na tinta condutiva pode atingir uma resistividade muito baixa, mas em compensação pode haver redução na força mecânica. [0014] Como mostrado na Fig. 1, um painel de piso aquecido de aeronave 100 inclui pelo menos um painel de piso de aeronave 102 e um elemento aquecedor 105 que inclui um circuito condutivo 101 posicionado dentro de painel de piso 102. O circuito condutor 101 inclui uma tinta condutiva 106 de nano-partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica 104. Embora seja mostrada esquematicamente como um retângulo, aqueles versados na técnica compreenderão prontamente que a tinta condutiva 106 pode ser colocada na película dielétrica 104 em uma variedade de camadas padronizadas, por exemplo, por meio de serigrafia. Aqueles versados na técnica compreenderão prontamente que várias camadas finas de tinta condutiva 106 serigrafadas permitem que plaquetas lateralmente alinhadas ou partículas de prata em forma de agulha tendem a causar baixa resistividade elétrica. [0015] Aqueles versados na técnica prontamente compreenderão que a carga de prata pode estar entre 65% - 95% do peso da tinta seca. Por exemplo, em certas aplicações, o carregamento de prata pode ser entre 75% - 89% do peso da tinta seca. Aqueles versados na técnica compreenderão prontamente, ainda, que o circuito condutor 101 pode ser pós-curado a uma temperatura de 200 °C, pode ser pós-curado a uma temperatura entre a temperatura de transição vítrea da tinta condutora e a temperatura de máxima estabilidade térmica da tinta condutiva e/ou que a resistivídade do elemento aquecedor 105 z: pode ser menor que 1,68 x 10' ohm-metro. Aqueles versados na técnica compreenderão prontamente que a temperatura máxima de estabilidade térmica da tinta condutiva pode variar conforme for apropriado para uma determinada tinta condutiva usada. Além disso, aqueles versados na técnica compreenderão prontamente que a temperatura de transição vítrea pode ser inferior à temperatura máxima de estabilidade térmica e a temperatura máxima de estabilidade térmica pode ser superior a 155 °C. Por exemplo, a temperatura máxima de estabilidade térmica da tinta condutiva pode exceder 200 °C. [0016] Como mostrado na Fig. 2, um painel de piso aquecido de aeronave 200 inclui pelo menos um painel de piso de aeronave 202 e um elemento aquecedor 205 que inclui um circuito condutivo 201 posicionado dentro de painel de piso 202. O circuito condutor 201 inclui um uma tinta condutiva 206 de partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica 204, substancialmente semelhantes ao painel de piso aquecido de aeronave 100, conforme descrito acima. Na Fig. 2, no entanto, a tinta condutiva 206 está disposta na película dielétrica 204 em uma camada padronizada. Aqueles versados na técnica prontamente compreenderão que a alta carga de prata na tinta condutiva, as temperaturas pós-cura e a resistivídade do elemento aquecedor, com relação ao painel de piso aquecido de aeronave 200, podem todos ser semelhantes aos descritos acima com relação ao painel de piso aquecido de aeronave 100. [0017] Agora com referência às Figs. 1 e 2, um método de dar forma a um elemento aquecedor, por exemplo, elemento aquecedor 105 ou 205, para um painel de piso aquecido de aeronave, por exemplo, painel de piso aquecido de aeronave 100 ou 200 inclui depositar uma tinta condutiva, por exemplo a tinta condutiva 106 ou 206, de partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica, por exemplo, película dielétrica 104 ou 204, para criar um circuito condutivo, por exemplo, o circuito condutivo 101 ou 201. O circuito condutor é termicamente curado a uma temperatura alta para alcançar uma resistividade do elemento aquecedor que seja inferior a 1,68 x IO'6 ohm·metro. O método para dar forma ao elemento aquecedor para painel de piso aquecido de aeronave inclui aplicar o circuito condutivo a pelo menos uma cobertura de painel do painel de piso aquecido de aeronave, por exemplo, painel de piso de aeronave 101 ou 202. [0018] Aqueles versados na técnica compreenderão prontamente que depositar a tinta condutiva inclui depositar uma camada padronizada de tinta condutora, conforme mostrado na Fig. 2. Aqueles versados na técnica compreenderão prontamente que a etapa de cura térmica pode incluir a cura a uma temperatura entre 155 °C — 200 °C, e/ou entre uma temperatura de transição vítrea da tinta condutora e uma temperatura máxima de estabilidade térmica da tinta condutiva. Em outras palavras, por exemplo, a etapa de cura térmica pode incluir a cura a uma temperatura superior a 200 °C, dependendo da temperatura de estabilidade térmica da tinta condutiva usada. [0019] Aqueles versados na técnica compreenderão prontamente também que a carga de prata pode ser de entre 65% - 95% do peso da tinta seca, e/ou a etapa do depósito pode incluir a tinta condutiva de serigrafia sobre a película dielétrica. Por exemplo, em certas aplicações, a carga de prata pode ser entre 75% - 89% do peso da tinta seca. Além disso, os versados na técnica compreenderão prontamente que a etapa de cura pode incluir a pós-cura a uma temperatura de pelo menos 200 °C, e/ou pode incluir a cura térmica em intervalos de tempo predeterminados. [0020] Aqueles versados na técnica compreenderão prontamente que, com a carga de prata alta, a pós cura de alta temperatura e os intervalos de tempo apropriados entre as curas, conforme descritos acima, vários números de baixa resistividade, entre os de Inconel® 600 Vi duro (1,680 x 10'6 ohm· metro), disponibilizado por Special Metals Corporation, Huntington, West Virgínia, e os de aço inoxidável, por exemplo, SS 302-2B (7,198 χ 10"7 ohm·metro), ou até mesmo números de resistividade baixos como os de Monel® 401 (5,07 χ 10' ohm-metro), também disponibilizado por Special Metals Corporation, podem ser alcançados para tinta condutiva, como por exemplo, a tinta condutiva 106, [0021] Aqueles versados na técnica também compreenderão prontamente que a tinta condutiva, por exemplo, a tinta condutiva 106, pode alcançar a resistividade descrita acima sem sacrificar a durabilidade e resistência mecânica. Por exemplo, uma camada pós-cura de tinta condutiva 106 de espessura entre 0,002 polegadas (50,8 mícron) a 0,004 polegadas (101,6 mícron) está configurada para ser dobrada em tomo de uma haste cilíndrica de diâmetro de 1/4 de polegada (0,635 cm) sem causar a degradação da resistência elétrica. Contempla-se também que a haste do cilindro pode ter um diâmetro de 1/8 de polegada (0,3175 cm) ou inferior. [0022] Os métodos e sistemas da presente divulgação, como descrito acima e mostrado nos desenhos, são fornecidos para um painel de piso aquecido de aeronave com propriedades superiores, que incluem redução de trabalho refeito, sucata e defeitos, redução dos custos de trabalho e descarte químico e alcança melhor resistência à fadiga do que os painéis tradicionais de piso aquecido. Embora os aparelhos e métodos da divulgação do objeto tenham sido mostrados e descritos com referência às modalidades preferenciais, aqueles versados na técnica reconhecerão facilmente que alterações e/ou modificações podem ser feitas, sem se desviar do espírito e do escopo da divulgação do objeto.

Claims

1. Método para dar forma a um elemento aquecedor, caracterizado pelo fato de que compreende: depositar uma tinta condutiva de partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica para criar um circuito condutivo; e curar termicamente o circuito condutivo para atingir uma resistividade do elemento aquecedor que seja inferior a 1,68 xl0"6ohm-metro.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma camada de tinta condutiva pós-cura de espessura entre 0,001 polegadas (50,8 mícron) e 0,004 polegadas (101,6 mícron) é configurada para atingir a resistividade do elemento aquecedor e ser dobrado em tomo de uma haste cilíndrica de diâmetro de 1/4 de polegada (0,635 cm) sem causar a degradação da resistência elétrica.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa da cura térmica inclui curar a uma temperatura entre 155 °C - 200 °C.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a carga de prata é entre 65% - 95% do peso/peso da tinta seca.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de cura técnica inclui a cura a uma temperatura entre uma temperatura de transição vítrea da tinta condutora e uma temperatura máxima de estabilidade térmica da tinta condutiva, em que a temperatura de transição vítrea é inferior à temperatura máxima de estabilidade térmica e a temperatura máxima de estabilidade térmica é superior a 155 °C.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de depósito inclui serigrafar a tinta condutora sobre a película dielétrica.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de depósito inclui depositar uma camada padronizada da tinta condutiva.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda a aplicação do circuito condutor a pelo menos uma cobertura de painel em um painel de piso de aeronave.

9. Painel de piso aquecido de aeronave, caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos um painel de piso de aeronave que inclui um elemento de aquecimento com um circuito condutor posicionado dentro do painel de piso, em que o circuito condutor inclui uma tinta condutiva de partículas de prata em uma resina epóxi em uma película dielétrica.

10. Painel de piso aquecido de aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a tinta condutiva é descartada no filme dielétrico em uma camada padronizada.

11. Painel de piso aquecido de aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a carga de prata tem entre 65% - 95% do peso/peso da tinta seca.

12. Painel de piso aquecido de aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o circuito condutivo é pós-curado a uma temperatura entre uma temperatura de transição vítrea da tinta condutiva e uma temperatura máxima de estabilidade térmica da tinta condutiva, em que a temperatura de transição vítrea é inferior à temperatura máxima de estabilidade térmica e a temperatura máxima de estabilidade térmica é superior a 155 °C.

13. Painel de piso aquecido de aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o circuito condutivo é pós-curado a uma temperatura entre 155 °C e 200 °C.

14. Painel de piso aquecido de aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a resistividade do elemento aquecedor é de menos de 1,68 x 10'6 ohm-metro.

15. Painel de piso aquecido de aeronave, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que uma camada de tinta condutiva pós-cura de espessura entre 0,001 polegadas (50,8 mícron) e 0,004 polegadas (101,6 mícron) é configurada para atingir a resistividade do elemento aquecedor e ser dobrada em volta de uma haste cilíndrica de diâmetro de 1/4 de polegada (0,635 cm) sem causar a degradação da resistência elétrica.