BR102016004479A2

BR102016004479A2 - painel compósito, veículo, e, método para fabricação de um painel compósito

Info

Publication number: BR102016004479A2
Application number: BR102016004479A
Authority: BR
Inventors: Ashley House; Jason Turner; Jeffrey L Duce; Joseph A Marshall Iv
Original assignee: Boeing Co
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2016-09-13
Also published as: BR102016004479B1; US9736888B2; CA2919308A1; EP3067632A1; CN105979618A; EP3067632B1; CN105979618B; US20160270152A1; CA2919308C

Abstract

descreve-se aqui um painel compósito que inclui uma primeira camada feita de um material eletricamente não condutor. o painel compósito também inclui um aquecedor por resistência impresso sobre a primeira camada. além disso, o painel compósito inclui uma segunda camada adjacente ao aquecedor por resistência, o aquecedor por resistência sendo posicionado entre a primeira camada e a segunda camada. a segunda camada é feita de um material eletricamente não condutor.

Description

“PAINEL COMPÓSITO, VEÍCULO, E, MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UM PAINEL COMPÓSITO” CAMPO

[001] Esta descrição refere-se em geral a componentes para veículos e, mais particuíarmente, a um painel compósito com um aquecedor integrado para uso em veículos.

FUNDAMENTOS

[002] Os aquecedores por resistência convencionais usados em veículos incluem circuitos de proteção e dispositivos para prevenir o superaquecimento e as falhas. Além disso, tais aquecedores por resistência comumente empregam controladores de regulação de temperatura eletrônicos, tais como termostatos, para ajustar a temperatura de saída dos aquecedores.

[003] Muitos aquecedores por resistência são pré-formados, aquecedores independentes feitos de materiais e processos que tomam os aquecedores menos condutores para a integração pós-fabricação em componentes para veículos. Por exemplo, alguns aquecedores convencionais são feitos de materiais inflexíveis e intolerantes a calor.

[004] Os painéis compósitos convencionais, particularmente aqueles com formas não planas, não inclua um aquecedor integrado. Como um outro exemplo, os aquecedores por resistência convencionais são caros e não contribuem para a integração ou coformação com painéis compósitos ou múltiplas lâminas. Além disso, os sistemas de regulação e proteção da temperatura associados com aquecedores por resistência convencionais adicionam ao peso, complexidade e custo dos aquecedores.

SUMÁRIO

[005] O objeto do presente pedido proporciona formas de realização de painéis compósitos com aquecedores integrados, e métodos associados para fabricação, que superam as desvantagens acima discutidas de técnicas anteriores. O objeto do presente pedido foi desenvolvido em resposta ao atual estado da técnica, e em particular, em resposta às desvantagens de painéis compósitos convencionais para veículos e aquecedores por resistência convencionais.

[006] De acordo com uma forma de realização, um painel compósito inclui uma primeira camada feita de um material eletricamente não condutor. O painel compósito também inclui um aquecedor por resistência impressa sobre a primeira camada. Além disso, o painel compósito inclui uma segunda camada adjacente ao aquecedor por resistência, o aquecedor por resistência sendo posicionado entre a primeira camada e a segunda camada. A segunda camada é feita de um material eletricamente não condutor.

[007] Em algumas implementações do painel compósito, o aquecedor por resistência inclui uma primeira camada de tinta impressa sobre a primeira camada e uma segunda camada de tinta impressa sobre a primeira camada de tinta. A primeira camada de tinta é feita de uma primeira tinta e uma segunda camada de tinta é feita de uma segunda tinta diferente da primeira tinta. A primeira tinta pode ser uma tinta eletricamente condutora e a segunda tinta pode ser uma tinta de coeficiente de temperatura positivo do tipo de comutação.

[008] Em certas implementações do painel compósito, a primeira camada, a aquecedor por resistência, e a segunda camada em conjunto formam um painel em sanduíche. O painel em sanduíche pode ter uma forma não plana. Além disso, a primeira camada, o aquecedor por resistência, e a segunda camada pode ser flexível.

[009] De acordo com algumas implementações, o painel compósito é um painel em sanduíche que inclui uma pluralidade de lâminas. A primeira camada inclui uma primeira lâmina da pluralidade de lâminas, o aquecedor por resistência inclui pelo menos uma segunda lâmina da pluralidade de lâminas, e a segunda camada inclui uma terceira lâmina da pluralidade de lâminas. Pelo menos uma da primeira lâmina e a terceira lâmina inclui uma lâmina de laminado decorativo.

[0010] Em uma outra forma de realização, um veículo inclui um painel com uma pluralidade de lâminas. A pluralidade de lâminas inclui uma primeira lâmina feita de um material eletricamente não condutor, uma segunda lâmina aplicada sobre a primeira lâmina e feita de uma tinta eletricamente condutora, e uma terceira lâmina aplicada sobre a segunda lâmina e feita de uma tinta de coeficiente de temperatura positivo do tipo de comutação. O veículo inclui também pelo menos dois contatos eletricamente condutores acoplados à segunda lâmina. Além disso, o veículo inclui uma fonte de energia elétrica acoplada a pelo menos dois contatos eletricamente condutores. A fonte de energia elétrica abastece energia à segunda lâmina por meio de pelo menos dois contatos eletricamente condutores.

[0011] De acordo com algumas implementações do veículo, a fonte de energia elétrica abastece uma voltagem constante para a segunda lâmina em ou acima de uma voltagem de equilíbrio correspondente a uma temperatura de equilíbrio da terceira lâmina.

[0012] Em certas implementações do veículo, a pluralidade de lâminas tem uma forma com contornos. A pluralidade de lâminas pode incluir uma quarta lâmina aplicada sobre a terceira lâmina e feita de um material eletricamente não condutor. A primeira lâmina e quarta lâmina podem ensanduichar a segunda lâmina e a terceira lâmina. Em uma implementação, pelo menos uma da pluralidade de lâminas inclui uma lâmina de laminado decorativo.

[0013] De acordo com ainda outra forma de realização, um método para fabricação de um painel compósito inclui o fornecimento de uma primeira camada eletricamente não condutora e a impressão de um aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora. O método também inclui a aplicação de uma segunda camada eletricamente não condutora sobre o aquecedor por resistência para formar o painel compósito.

[0014] Em algumas implementações do método, a impressão do aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora inclui a impressão de uma camada eletricamente condutora sobre a primeira camada eletricamente não condutora usando uma tinta condutora, e a impressão de uma camada aquecedora sobre a camada eletricamente condutora usando uma tinta de coeficiente de temperatura positivo do tipo de comutação. Imprimir o aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora pode incluir pelo menos um de serigrafia, impressão a jato de tinta, serigrafia rotativa, impressão de gravura, e deposição jateada atomizada do aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora.

[0015] De acordo com certas implementações do método, as primeira e segunda camadas eletricamente não condutoras são flexíveis. O método pode ainda incluir a conformação do painel compósito em uma forma não plana. Além disso, o método pode incluir, pelo menos, um de endurecimento e de cura do painel compósito na forma não plana. Em uma implementação, formando o painel compósito inclui esmagamento da alma formando o painel compósito com matrizes aquecidas definindo a forma não plana. De acordo com certas implementações, a primeira camada eletricamente não condutora tem uma forma não plana e imprimir o aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora inclui a impressão do aquecedor por resistência para uma superfície não plana da camada não condutora.

[0016] Os aspectos, as estruturas, as vantagens, e/ou as características descrito(a)s da matéria objeto da presente invenção podem ser combinados de qualquer forma adequada em uma ou mais formas de realização e/ou implementações. Na seguinte descrição, numerosos detalhes específicos são fornecidos para conferir uma compreensão completa das formas de realização da matéria objeto da presente descrição. Um habilitado na técnica pertinente reconhecerá que a matéria objeto da presente descrição pode ser praticada sem uma ou mais das características, detalhes, materiais, componentes, e/ou métodos de uma forma de realização ou aplicação particular. Em outros casos, os aspectos e as vantagens adicionais podem ser reconhecido(a)s em certas formas de realização e/ou implementações que podem não estar presentes em todas as formas de realização ou implementações. Em alguns casos ainda em outra(o)s estruturas, materiais ou operações conhecida(o)s não são apresentada(o)s ou descrita(o)s em detalhes para evitar obscurecer os aspectos do objeto da presente descrição. Os aspectos e as vantagens da matéria objeto da presente invenção se tomarão mais evidentes a partir da descrição e das reivindicações anexas a seguir, ou podem ser aprendido(a)s pela prática da matéria objeto como definida a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A fim de que as vantagens do objeto possam ser mais facilmente compreendidas, uma descrição mais particular do objeto brevemente descrito acima será processada por referência para as formas de realização específicas que são ilustradas nos desenhos anexos. Entendendo que estes desenhos descrevem somente as formas de realização típicas da única da matéria objeto, eles não são, portanto, para serem considerados como limitativos do seu escopo. A matéria objeto será descrita e explicada com especificidade adicional e detalhes através da utilização dos desenhos, em que: A Figura 1 é uma vista em perspectiva em seção transversal esquemática de um veículo que inclui painéis compósitos com aquecedores integrados de acordo com uma forma de realização; A Figura 2A é uma vista em perspectiva em seção transversal esquemática de um painel compósito com um aquecedor integrado mostrado em uma configuração plana de acordo com uma forma de realização; A Figura 2B é uma vista em perspectiva esquemática de um painel compósito com um aquecedor integrado mostrado em uma configuração não plana de acordo com outra forma de realização; A Figura 2C é uma vista em perspectiva esquemática de um painel compósito com um aquecedor integrado mostrado em uma configuração não plana de acordo com ainda outra forma de realização; A Figura 3A é uma vista em elevação lateral esquemática de um sistema para fazer um painel compósito com um aquecedor integrado mostrado em uma configuração de pré-conformação de acordo com uma forma de realização; A Figura 3B é uma vista em elevação lateral esquemática do sistema da Figura 3A mostrado em uma configuração de conformação de acordo com uma forma de realização; A Figura 4A é uma vista em elevação lateral esquemática de um sistema para a impressão de tinta condutora sobre uma camada de um painel compósito de acordo com uma forma de realização; A Figura 4B é uma vista em elevação lateral esquemática de um sistema para impressão de tinta de coeficiente de temperatura positivo do tipo de comutação sobre uma camada de tinta condutora de um painel compósito de acordo com uma forma de realização; e A Figura 5 é um diagrama de fluxo esquemático de um método para a preparação e uso de um painel compósito com um aquecedor integrado de acordo com uma forma de realização.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] Com referência ao longo desta descrição como "uma forma de realização," "a forma de realização," ou expressão semelhante significa que um(a) determinado(a) aspecto, estrutura, ou característica descrito(a) em conexão com a forma de realização é incluído em pelo menos uma forma de realização da presente descrição. As aparências das frases “em uma forma de realização”, “a forma de realização”, e expressões semelhantes ao longo desta descrição podem, mas não necessariamente, referem-se todas à mesma forma de realização. Da mesma forma, o uso do termo "implementação" significa uma implementação que tem um(a) aspecto, estrutura, ou característica particular descrita em conexão com uma ou mais formas de realização da presente descrição, no entanto, na ausência de uma correlação expressa para indicar de outra forma, uma implementação pode ser associada com uma ou mais formas de realização.

[0019] Fazendo referência à Figura 1, e de acordo com uma forma de realização, um veículo 100 inclui uma pluralidade de estruturas tais como uma parede lateral 110, piso 120, e assento 140. Cada uma das estruturas pode incluir um ou mais painéis compósitos. Tal como aqui definido, um painel compósito é uma estrutura com pelo menos cada uma das duas lâminas ou camadas adjacentes feitas de materiais diferentes. As lâminas adjacentes são acopladas um ao outro usando qualquer de várias técnicas de acoplamento, tais como fixação, união, adesão, soldagem e moldagem. Cada camada pode incluir subcamadas separadas acopladas em conjunto na mesma maneira ou similar. Cada uma das camadas e subcamadas de um painel compósito tem uma espessura que é substancialmente maior do que um comprimento e uma largura. Por conseguinte, em algumas implementações, as camadas de um painel compósito podem ser consideradas semelhantes à folha. Em certas implementações, um painel compósito é um painel em sanduíche com uma camada de alma ensanduichada entre as primeira e segunda camadas adjacentes. Uma das camadas adjacentes pode ser definida como uma camada externa e a outra pode ser definida como uma camada interna. Uma ou mais das camadas externas e internas podem ser uma camada decorativa ou uma lâmina laminada decorativa.

[0020] De acordo com um exemplo, a parede lateral 110 do veículo 100, que pode ser uma aeronave, conforme ilustrada, inclui um painel compósito 116. O painel compósito 116 inclui um aquecedor por resistência 130 ou camada aquecedora posicionado entre a primeira e a segunda camadas 112, 114, respectivamente. Em algumas implementações, o aquecedor por resistência 130 é uma lâmina de uma pluralidade de lâminas que formam uma pilha compósita ou um laminado do painel compósito 116. Uma vez que o aquecedor por resistência 130 é uma lâmina de uma pluralidade de lâminas do painel compósito 116, e ensanduichado entre as lâminas adjacentes, o aquecedor por resistência é definido como um aquecedor integrado ou um aquecedor por resistência integrado no painel compósito. A primeira camada 112 é descrita como uma camada interna voltada para um interior 102 do veículo 100, e a segunda camada 114 é descrita como uma camada externa voltada para um exterior 104 do veículo. Além disso, a primeira camada 112 pode definir uma lâmina de fachada interna ou de laminado decorativo da parede lateral 110 e inclui aspectos decorativos não planos correspondentes. Embora a primeira camada 112 seja descrita como uma camada interna e uma segunda camada 114 seja descrita como uma camada externa, o painel compósito 116 pode incluir uma ou mais camadas adicionais no interior da primeira camada 112 e/ou no exterior da segunda camada 114. Um conjunto 136 é eletricamente acoplado ao aquecedor por resistência 130 de terminais ou contatos elétricos configurados para abastecer energia elétrica ao aquecedor por resistência 130 de uma fonte de energia elétrica 180 eletricamente conectada com o conjunto de terminais elétricos.

[0021 ] O painel compósito 116 forma uma porção da parede lateral 110 incluindo seções plana e não plana da parede lateral. Tal como aqui definido, um painel compósito 116 tem uma forma não plana quando as superfícies de faces largas das camadas do painel perpendiculares às espessuras das camadas não são planas (por exemplo, com contornos ou curvas). Por exemplo, o painel compósito 116 é formado em uma forma não plana ou tridimensional definindo uma porção com contornos ou curva 118 da parede lateral 110.

[0022] Semelhante à parede lateral 110, o piso 120 do veículo 100 também pode incluir um painel compósito 126. O painel compósito 126 do piso 120, como o painel compósito 116, inclui um aquecedor por resistência 130 posicionado entre a primeira e a segunda camadas 122, 124, respectivamente, e assim integrado no painel compósito 116. A primeira camada 122 é descrita como uma camada interna voltada para um interior 102 do veículo 100, e a segunda camada 124 é descrita como uma camada externa voltada para um exterior 104 do veículo. Embora a primeira camada 122 seja descrita como uma camada interna e a segunda camada 124 seja descrita como uma camada externa, o painel compósito 126 pode incluir uma ou mais camadas adicionais no interior da primeira camada 122 e/ou no exterior da segunda camada 124. Em uma implementação, a primeira camada 122 pode definir um painel de piso em que uma outra camada, tal como uma camada de tapete, é aplicada. Em outras implementações, a primeira camada 122 pode ser uma camada de tapete com o aquecedor por resistência 130 a ser aplicado (por exemplo, unido) diretamente à camada de tapete. O mesmo conjunto 136 de terminais ou contatos elétricos para abastecer energia elétrica para o aquecedor por resistência 130 do painel compósito 116, ou um conjunto diferente 136 de terminais ou contatos elétricos, é eletricamente acoplado ao aquecedor por resistência 130 do painel compósito 126 de uma fonte de energia elétrica 180 acoplada eletricamente ao conjunto de terminais elétricos.

[0023] Tal como acontece com a parede lateral 110 e no piso 120, uma estrutura interior, tal como o assento 140, também podem incluir um painel compósito 146. O painel compósito 146 do assento 140 inclui um aquecedor por resistência 130 posicionado entre a primeira e a segunda camadas 142, 144, respectivamente, e assim integrado ao painel compósito. A primeira camada 142 é descrita como uma camada exterior do assento 140, e a segunda camada 144 é descrita como uma camada interior do assento. O painel compósito 146 pode incluir uma terceira camada 148 acoplada à primeira camada 142. A terceira camada 148 pode ser considerada uma segunda camada exterior do assento 140. Em uma implementação, a terceira camada 148 pode incluir uma almofada e/ou superfície sobre a qual um usuário pode sentar. Reconhece-se que o painel compósito 146 do assento 140 pode incluir uma ou mais camadas exteriores adicionais acopladas a, e posicionadas no, exterior da terceira camada 148. Em alternativa, em algumas implementações, a primeira camada 142 pode incluir uma almofada e/ou superfície sobre a qual um usuário pode se sentar, e o aquecedor por resistência 130 pode ser unido diretamente à almofada e/ou à superfície. Embora a segunda camada 144 é descrita como a única camada interior, o painel compósito 146 pode incluir uma ou mais camadas interiores adicionais para o interior da segunda camada 144. O mesmo conjunto de 136 terminais ou contatos elétricos de abastecimento de energia elétrica a um ou ambos aquecedores por resistência 130 dos painéis compósitos 116, 126, ou um conjunto diferente 136 de terminais ou contatos elétricos é eletricamente acoplado ao aquecedor por resistência 130 do painel compósito 146.

[0024] Embora o veículo 100 seja representado como uma aeronave, e a parede lateral 110, o piso 120, e o assento 140 do veículo são descritos como tendo um painel compósito, reconhece-se que em algumas formas de realização o veículo pode ser qualquer um de vários outros veículos ou estruturas móveis, tais como veículos, barcos, veículos espaciais, e semelhantes, e outras estruturas do veículo podem incluir um painel compósito. Além disso, em certas implementações, os painéis compósitos da presente invenção podem ser usados para formar parte de estruturas não móveis, tais como edifícios e pontes. Além disso, apesar de um número limitado de camadas dos painéis compósitos do veículo 100 ser mostrado, os painéis compósitos do veículo podem incluir qualquer número adicional de camadas, e o veículo pode incluir qualquer número adicional de aspectos, estruturas, camadas, etc. acoplado(a)s aos painéis compósitos. Além disso, reconhece-se que o tamanho, incluindo a espessura, dos painéis de compósitos em relação ao tamanho do veículo é ilustrado por razões de clareza, mostrando os aspectos dos painéis compósitos e não está desenhado em escala.

[0025] Fazendo referência à Figura 2A, uma forma de realização de um painel compósito 200 inclui uma primeira camada 210 e um aquecedor por resistência 130 impresso sobre a primeira camada 210 e integrado no painel compósito. A primeira camada 210 ou primeira lâmina é feita de um material eletricamente não condutor, tal como, por exemplo, fibra de vidro, plástico, cerâmica, silicone, tecido e semelhantes. Em uma implementação, a primeira camada 210 é uma película fina com uma espessura na faixa dentre um nanômetro e vários micrômetros. Em outras implementações, a primeira camada 210 tem uma espessura maior que vários micrômetros. Como mostrado, em uma primeira configuração, a primeira camada 210 tem uma forma substancialmente plana. A primeira camada 210 pode ser substancial mente rígida ou não flexível em algumas implementações, tais que a primeira camada 210 permanece na primeira configuração ou não é configurável para uma segunda configuração (ver, por exemplo, a Figura 2B). No entanto, em certas outras implementações, a primeira camada 210 é feita de um material flexível não rígido de modo que ele possa ser flexionado ou movido para uma forma não plana para configurar a primeira camada 210 para uma segunda configuração. Por exemplo, como explicado abaixo em mais detalhes com referência às Figuras 3A e 3B, a primeira camada 210, bem como o aquecedor por resistência 130, podem ser flexionadas da primeira configuração para a segunda configuração usando um sistema de matriz 300, que conforma e cura o painel compósito 200 na segunda configuração.

[0026] O aquecedor por resistência 130 inclui uma primeira camada de tinta 132 impressa sobre a primeira camada 210 e uma segunda camada de tinta 134 impressa sobre a primeira camada de tinta 132. Na primeira configuração, como mostrado, as primeira e segunda camadas de tinta 132, 134 do aquecedor por resistência 130 têm uma forma substancialmente plana. A primeira camada de tinta 132 é feita de uma primeira tinta e a segunda camada de tinta 134 é feita de uma segunda tinta. A primeira tinta é diferente da segunda tinta. Por exemplo, a primeira tinta é uma tinta eletricamente condutora e a segunda tinta é uma tinta de coeficiente de temperatura positivo do tipo de comutação (PTC). Cada uma das primeira e segunda camadas de tinta 132, 134 é uma película fina feita das primeira e segunda tintas endurecidas, respectivamente. Por conseguinte, em algumas implementações, a primeira camada 210 e aquecedor por resistência 130 em conjunto formam uma lâmina de película fina que pode ser combinada com outras lâminas (por exemplo, camada de base 212 e segunda camada 220) para formar um painel compósito com um efeito mínimo sobre a espessura total e o peso do painel compósito. Por exemplo, o aquecedor por resistência 130 pode formar uma lâmina relativamente fina que é aplicada sobre uma camada de base opcional 212, que pode ser uma lâmina relativamente espessa feita de um material de alma, tal como uma estrutura alveolar, que proporciona uma porção comparativamente maior da resistência do painel compósito 200 do que a primeira camada 210 e o aquecedor por resistência 130. Em alternativa, em determinadas implementações, a primeira camada 210 e o aquecedor por resistência 130 formam a totalidade do painel compósito 200. Em tais implementações, a primeira camada 210 pode ser substancialmente mais espessa do que uma película fina.

[0027] Como as tintas de impressão convencionais, a primeira e segunda tintas são líquidas ou semiviscosas em um estado de pré-impressão e são sólidas em um estado de pós-impressão após a impressão e secagem da tinta sobre um substrato. Cada uma das primeiras e segunda tintas inclui um solvente com aditivos que contribuem para a condutividade elétrica e propriedades térmicas das tintas.

[0028] A primeira tinta inclui aditivos que promovem a condutividade elétrica da primeira tinta e, por extensão, a primeira camada de tinta 132. Em algumas implementações, os aditivos da primeira tinta incluem fibras ou filamentos eletricamente condutora(e)s, cada um feito de um material eletricamente condutor, tal como prata, carbono e semelhantes.

[0029] A segunda tinta inclui aditivos que promovem as propriedades termicamente de autorregulação da segunda tinta, e, por extensão, a segunda camada de tinta 134. Mais especificamente, os aditivos da segunda tinta são feitos de materiais que coletivamente preparam a segunda tinta têm um coeficiente de temperatura positivo do tipo de comutação (PTC). Em algumas implementações, a tinta PTC do tipo de comutação da segunda camada de tinta 134 é feita de materiais cerâmicos policristalinos, tais como carbonato de bário e óxido de titânio, que são altamente eletricamente resistivos em um estado original, mas são feitos semicondutores pela adição de dopantes, tais como o tântalo, sílica e manganês. Por conseguinte, a tinta PTC do tipo de comutação da segunda camada de tinta 134 pode incluir uma combinação de materiais cerâmicos policristalinos e dopantes condutores. Em outras implementações, a tinta PTC do tipo de comutação da segunda camada de tinta 134 é feita de um material plástico eletricamente não condutor com grãos condutores embutidos, tais como grãos de carbono.

[0030] Geralmente, a tinta PTC do tipo de comutação da segunda camada de tinta 134 autorregula ou autolimita a temperatura da segunda camada de tinta por aumento da resistência elétrica da tinta PTC do tipo de comutação quando a temperatura da tinta PTC do tipo de comutação aumenta. A medida que a temperatura se aproxima de uma temperatura de equilíbrio, que pode ser definida como um máximo, de transição, ou temperatura de Curie da tinta PTC, a resistência elétrica da tinta PTC "comuta" para rapidamente aumentar para resistência infinita. Em algumas implementações, a temperatura de equilíbrio é definida como a temperatura à qual a resistência elétrica da tinta PTC é cerca de duas vezes a resistência como uma resistência elétrica mínima da tinta PTC. O rápido aumento na resistência elétrica na temperatura de equilíbrio reduz rapidamente a corrente elétrica que pode escoar através da tinta PTC. Com menos corrente escoando através da tinta PTC, a temperatura da tinta PTC correspondentemente cai abaixo da temperatura de equilíbrio, o que resulta em uma queda correspondente na resistência elétrica da tinta PTC e um aumento na corrente permitida através da tinta PTC. O aumento na corrente contribui para um aumento da temperatura da tinta PTC até a temperatura de equilíbrio ser outra vez estabelecida e o ciclo de aumentar rapidamente a resistência elétrica, diminuir rapidamente a corrente, e diminuir a temperatura da tinta PTC é continuado.

[0031] Da maneira acima, com o abastecimento de energia elétrica de uma fonte de energia elétrica a uma voltagem constante (por exemplo, imutável) acima de uma voltagem de equilíbrio, as propriedades únicas da tinta PTC permitem que a tinta PTC autolimite a sua temperatura para aumentar até para, mas não exceder, uma temperatura de equilíbrio. Além disso, porque a tinta PTC autorregula a sua temperatura, os componentes e sistemas estranhos para a regulação da temperatura do aquecedor por resistência 130 não são necessários.

[0032] A energia elétrica é abastecida à segunda camada de tinta 134 através da primeira camada de tinta 132. Mais especificamente, a energia elétrica abastecida para a primeira camada de tinta 132 é transmitida da primeira camada de tinta 132 para a segunda camada de tinta 134. Como mostrado na Figura 2A, a energia elétrica pode ser abastecida para a primeira camada de tinta 132 através do conjunto 136 de terminais elétricos 152, 154, que recebem energia elétrica de uma fonte de energia elétrica (por exemplo, fonte de energia elétrica 180). Cada um dos terminais elétricos 152, 154 pode ser eletricamente acoplado a um respectivo de terminal positivo e negativo de uma fonte de energia, tal como uma bateria de abastecimento de um sinal de energia de CC. Os terminais elétricos 152, 154 podem ser feitos de uma tinta eletricamente condutora e serem coformados com a primeira camada de tinta 132. Em alternativa, os terminais elétricos 152, 154 podem ser formados separadamente da primeira camada de tinta 132 e acoplados à primeira camada 210 usando qualquer das várias técnicas de acoplamento.

[0033] Fazendo referência à Figura 2B, de acordo com uma forma de realização, o painel compósito 200 é mostrado em uma segunda configuração. Na segunda configuração, a primeira camada 210 e o aquecedor por resistência 130, incluindo a primeira e a segunda camadas de tinta 132, 134, tem uma forma substancialmente não plana. Mais especificamente, a primeira camada 210 e o aquecedor por resistência 130 são curvos. Opcionalmente, uma camada de base 212 acoplada à primeira camada 210 pode também ser curva, como mostrado. Embora o painel compósito 200 representado na Figura 2B tenha uma forma não plana simples (por exemplo, curvo sobre um eixo único), em outras formas de realização, o painel compósito 200 pode ter qualquer uma de várias formas não planas complexas.

[0034] Fazendo referência à Figura 2C, de acordo com outra forma de realização, o painel compósito 200 inclui uma segunda camada de 220 acoplada ao aquecedor por resistência 130 de tal modo que o aquecedor por resistência esteja posicionado diretamente entre as primeira e segunda camadas 210, 220. Desta maneira, o aquecedor por resistência 130 é ensanduichado entre as primeira e segunda camadas 210, 220 para formar o painel compósito 200. Como mostrado, o painel compósito 200 é na segunda configuração. Na segunda configuração, a primeira e a segunda camadas 210, 220 e o aquecedor por resistência 130 têm uma forma substancialmente não plana.

[0035] A segunda camada 220 ou segunda lâmina é feita de um material eletricamente não condutor. Além disso, a segunda camada 220 pode ser uma camada externa do painel compósito 200, tal como para a formação de uma fachada de uma estrutura. Alternativamente, uma ou mais camadas adicionais podem ser acopladas à segunda camada 220 de tal modo que a segunda camada 220 seja posicionada entre as camadas adicionais e o aquecedor por resistência 130 para atuar como uma camada interna dentro do painel compósito 200. A segunda camada 220 pode também ensanduichar o conjunto 136 de terminais elétricos 152, 154 entre a segunda camada 220 e a primeira camada 210. Em certas implementações, tal como mostrado, a segunda camada 220 pode ser acoplada diretamente à primeira camada 210 em duas ou mais extremidades para envelopar substancialmente o aquecedor por resistência 130 entre as primeira e segunda camadas.

[0036] Fazendo agora referência às Figuras 3A e 3B, um sistema de matriz 300 inclui matrizes opostas 300A, 300B. As matrizes 300A, 300B definem superfícies complementares e opostas e 310A, 310B, respectivamente. As superfícies 310A, 310B são conformadas para definir uma forma não plana desejada do painel compósito 200. Embora não mostrado, o sistema de matriz 300 inclui atuadores para mover as matrizes opostas 300A, 300B no sentido de, e ao contrário de, uma à outra para respectivamente moldar e liberar um painel compósito flexível 200 entre as matrizes. Como mostrado na Figura 3A, um painel compósito 200 posicionado entre as matrizes 300A, 300B, as matrizes são atuadas uma para a outra, conforme indicado pelas setas direcionais. Quando as matrizes 300A, 300B se aproximam, as superfícies 310A, 310B contactam e deformam o painel compósito 200 de acordo com a forma das superfícies até que o painel compósito seja deformado na forma não plana desejada, como mostrado na Figura 3B.

[0037] Em certas implementações, as camadas (por exemplo, a primeira camada 210, segunda camada 220, e aquecedor por resistência 130) do painel compósito 200 são unidas mais fortemente usando um agente de união à base de resina, ou uma ou mais camadas é(são) feita(s) de um material à base de resina. Além disso, as matrizes 300A, 300B podem ser aquecidas e configuradas para comprimir o painel compósito 200. A transferência de calor das matrizes 300A, 300B para o agente de união e/ou materiais à base de resina, incluindo a força de compressão aplicada ao painel compósito não curado 200 pelas matrizes, atua para curar a resina e formar permanentemente o painel compósito 200 na forma não plana desejada. Devido à capacidade de as tintas das camadas de tinta 132, 134 deformarem facilmente as fases de transferência entre sólido e líquido, a transferência de calor para a compressão e a deformação das tintas durante a formação do painel compósito 200 não resulta em danos a, ou desconectividade elétrica nas, camadas de tinta. Por este motivo, e tendo em conta a presente descrição, a formação do aquecedor por resistência 130 usando tintas de impressão permite o uso de aquecedores por resistência impressos em painéis empilhados ou compósitos como aqui descritos. Embora descrito acima como aplicar calor e compressão ao painel compósito 200, em algumas implementações, as matrizes 300A, 300B podem ser configuradas para aplicar apenas um de calor e compressão para curar a resina e formar o painel compósito na forma não plana desejada.

[0038] Em algumas implementações, o painel compósito 200 pode ser formado em uma forma não plana usando técnicas diferentes das associadas com o sistema de matriz 300. Por exemplo, um painel compósito flexível não curado 200 pode ser conformado em uma forma não plana desejada usando formas, gabaritos, ou moldes e deixa-se curar nas condições de temperatura ambiente. Em alternativa, tal como será descrito abaixo, a primeira camada 210 do painel compósito 200 pode ser pré-formada em uma forma não plana e o aquecedor por resistência 130 pode ser impresso sobre uma superfície não plana da primeira superfície.

[0039] Referindo-se às Figuras 4A e 4B, em uma forma de realização, o aquecedor por resistência pode ser impresso 130 sobre a primeira camada 210 do painel compósito 200 usando pelo menos uma cabeça de impressão de tinta. Na forma de realização ilustrada, uma impressora (não mostrada) inclui duas cabeças de impressão de tinta 150A, 150B para imprimir a primeira e a segunda tintas, respectivamente, das primeira e segunda camadas de tinta 132, 134. Como mostrado na Figura 4A, a primeira cabeça de impressão de tinta 150A inclui uma primeira fonte de tinta 160 contendo uma primeira tinta e um bico para dispensação de uma primeira tinta 162 da primeira fonte de tinta. Como mostrado pelas setas direcionais, a primeira cabeça de impressão de tinta 150A se desloca em translação em relação (por exemplo, paralela) a uma superfície da primeira camada 210 sobre a qual a primeira camada de tinta 132 é para ser impressa. A medida que a primeira cabeça de impressão de tinta 150A se move ao longo da superfície da primeira camada 210, a primeira cabeça de impressão de tinta dispensa a primeira tinta 162 sobre a superfície da primeira camada para formar a primeira camada de tinta 132. De um modo desejável, em algumas implementações, a primeiro cabeça de impressão de tinta 150A dispensa uma espessura uniforme da primeira tinta 162 sobre a primeira camada 210 de para formar a primeira camada de tinta 132. A primeira tinta 162 é uma tinta eletricamente condutora, tal como descrito acima.

[0040] Como mostrado na Figura 4B, depois da impressão da primeira camada de tinta 132, a segunda cabeça de impressão de tinta 150B, que inclui uma segunda fonte de tinta 170 contendo uma segunda tinta e um bico para dispensação de uma segunda tinta 172 da segunda fonte de tinta, se move em translação ao longo uma superfície da primeira camada de tinta 132 sobre a qual a segunda camada de tinta 134 é para ser impressa. Quando a segunda cabeça de tinta de impressão 150B se move ao longo da superfície da primeira camada de tinta 132, a segunda cabeça de impressão de tinta dispensa a segunda tinta 172 sobre a superfície da primeira camada de tinta para formar a segunda camada de tinta 134. De um modo desejável, em algumas implementações, a segunda cabeça de impressão de tinta 150B dispensa uma espessura uniforme da segunda tinta 122 para a primeira camada de tinta 132 para formar a segunda camada de tinta 134. A segunda tinta é uma tinta PTC do tipo de comutação 172, tal como descrito acima.

[0041] Embora as cabeças de impressão de tinta 150A, 150B possam ser usadas para imprimir a primeira e segunda camadas de tinta 132, 134, usando um processo de impressão de jato de tinta, reconhece-se que outras técnicas de impressão podem ser usadas para imprimir a primeira e segunda camadas de tinta. Por exemplo, em algumas implementações, a primeira e a segunda camadas de tinta 132, 134 são impressas usando um ou mais processos de impressão convencionais, tais como a serigrafia, serigrafia rotativa, e processos de impressão de gravura. Além disso, em certas implementações, as primeira e segunda camadas de tinta 132, 134 são impressas usando técnicas de deposição jateadas atomizadas convencionais, que podem incluir aerografía das camadas de tinta usando um aerógrafo acoplado a um cavalete.

[0042] Fazendo referência à Figura 5, uma forma de realização de um método 400 para fazer e usar um painel compósito com um aquecedor por resistência integrado é mostrada. Geralmente, o método 400 proporciona pelo menos uma implementação de uma técnica de fabricação por esmagamento da alma. Não obstante, outras técnicas de fabricação da serigrafia podem ser usadas para fazer um painel compósito como aqui descrito sem sair da essência da presente descrição. O método 400 inclui proporcionar uma primeira camada não condutora que pode ser flexível, em 402. Além disso, o método 400 inclui impressão de uma camada condutora sobre a primeira camada não condutora usando uma tinta condutora em 404. Em seguida, o método 400 inclui imprimir uma camada aquecedora sobre a primeira camada não condutora usando uma tinta PTC em 406. Além disso, o método 400 inclui a aplicação ou o acoplamento de uma segunda camada não condutora, que pode ser flexível, sobre a camada aquecedora para formar um painel compósito em 408.

[0043] O método 400 pode ainda incluir a coformação do painel compósito em uma forma não plana em 410 e o endurecimento do painel compósito na forma não plana em 412. Além disso, o método 400 inclui acoplar eletricamente uma fonte de energia elétrica na camada condutora em 314.

[0044] O método 400 inclui a aplicação de uma voltagem constante para a camada aquecedora igual ou superior a uma voltagem de equilíbrio da camada aquecedora em 316. A voltagem de equilíbrio é uma voltagem suficientemente elevada para que se constantemente aplicada à camada aquecedora permitiría que a temperatura da camada aquecedora atingisse à temperatura de equilíbrio. O método 400 inclui adicionalmente o aquecimento da camada aquecedora para a temperatura de equilíbrio em 418.

[0045] Na descrição acima, alguns termos podem ser usados, tais como "cima", "baixo", "superior", "inferior", "horizontal", "vertical", "esquerda", "direita", "sobre", "sob" e similares. Esses termos são usados, se for caso, para fornecer alguma clareza de descrição quando se lida com as reações relativas. Mas, esses termos não se destinam a implicar relações, posições e/ou orientações absolutas. Por exemplo, com relação a um objeto, uma superfície "superior" pode tomar-se uma superfície "inferior" simplesmente girando o objeto terminado. No entanto, é ainda o mesmo objeto. Além disso, os termos "incluindo", "compreendendo", "tendo", e as suas variantes significam "incluindo" mas não limitados a, a menos que expressamente especificado em contrário. Uma lista de itens enumerada não implica que qualquer um ou todos os itens seja(m) mutuamente exclusivo(s) e/ou mutuamente inclusivo(s), a menos que expressamente especificado em contrário. Os termos "um", "uma" e "o" também se referem a "um ou mais" a menos que expressamente especificado de outra forma. Além disso, o termo "pluralidade" pode ser definido como "pelo menos duas." [0046] Além disso, os casos desta descrição, onde um elemento é "acoplado" a outro elemento pode incluir o acoplamento direto e indireto. Acoplamento direto pode ser definido como um elemento acoplado a, e em contato com, algum outro elemento. O acoplamento indireto pode ser definido como acoplamento entre dois elementos que não estão em contato direto um com o outro, mas tendo um ou mais elementos adicionais entre os elementos acoplados. Além disso, tal como aqui usado, prender um elemento a outro elemento pode incluir fixação direta e de fixação indireta. Além disso, tal como aqui usado, "adjacente" não necessariamente denota contato. Por exemplo, um elemento pode ser adjacente a um outro elemento sem qualquer contato com tal elemento.

[0047] Tal como aqui usado, a expressão "pelo menos um de", quando usada com uma lista de itens, significa diferentes combinações que podem ser usadas de um ou mais itens listados e apenas um dos itens da lista pode ser necessário. O item pode ser um objeto, item ou categoria particular. Em outras palavras, "pelo menos um de" significa que qualquer combinação de itens ou número de itens pode ser usada(o) a partir da lista, mas não todos os itens da lista podem ser necessários. Por exemplo, "pelo menos um ponto do item A, item B, e item C" pode significar item A; item A e item B; item B; e item C; ou item B e item C. Em alguns casos, "pelo menos um de item A, item B, e item C" pode significar, por exemplo, sem limitação, dois do item A, um do item B, e dez do item C; quatro do item B e sete do item C; ou alguma outra combinação adequada.

[0048] Salvo indicação em contrário, os termos "primeiro", "segundo", etc, são aqui usados meramente como rótulos, e não se destinam a impor requisitos ordinais, posicionais, ou hierárquicos sobre os itens a que estes termos se referem. Além disso, a referência a, por exemplo, um "segundo" item não exige ou exclui a existência de, por exemplo, um "primeiro" item ou de número inferior, e/ou, por exemplo, um "terceiro" item ou de número maior.

[0049] Os fluxogramas esquemáticos incluídos neste documento são geralmente estabelecidos fluxogramas lógicos. Como tal, as etapas representadas e rotuladas fím são indicativas de uma forma de realização do método apresentado. Outra(o)s etapas e métodos podem ser concebido(a)s que são equivalentes na função, na lógica, ou no efeito de uma ou mais etapas, ou porções dos mesmos, do método ilustrado. Além disso, o formato e os símbolos empregados são proporcionados para explicar as etapas lógicas do método e não são entendidos para limitar o escopo do método. Embora vários tipos de seta e tipos de linha possam ser empregados nos fluxogramas, que não são entendidos para limitar o escopo do método correspondente. De facto, algumas setas ou outros conectores podem ser usada(o)s para indicar apenas o fluxo lógico do método. Por exemplo, uma seta pode indicar um período de espera ou de monitoramento por tempo indeterminado entre as etapas enumeradas do método descrito. Além disso, a ordem em que um método particular ocorre pode ou não pode aderir rigorosamente à ordem das etapas mostradas correspondentes.

[0050] A matéria objeto da presente pode ser incorporada em outras formas específicas sem se afastar do seu espírito ou de suas características essenciais. As formas de realização descritas são para ser consideradas em todos os aspectos apenas como ilustrativas e não restritivas. Todas as mudanças que vêm dentro do significado e faixa de equivalência das reivindicações são para ser englobadas pelo seu escopo.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Painel compósito, caracterizado pelo fato de compreender: uma primeira camada feita de um material eletricamente não condutor; um aquecedor por resistência impresso sobre a primeira camada; e uma segunda camada adjacente ao aquecedor por resistência, o aquecedor por resistência sendo posicionado entre a primeira camada e a segunda camada, e a segunda camada sendo feita de um material eletricamente não condutor.

2. Painel compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aquecedor por resistência compreende uma primeira camada de tinta impressa sobre a primeira camada e uma segunda camada de tinta impressa sobre a primeira camada de tinta, a primeira camada de tinta sendo feita de uma primeira tinta e a segunda camada de tinta sendo feita de uma segunda tinta diferente da primeira tinta.

3. Painel compósito de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira tinta compreende uma tinta eletricamente condutora e a segunda tinta compreende uma tinta de coeficiente de temperatura positivo do tipo de comutação.

4. Painel compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira camada, o aquecedor por resistência, e a segunda camada em conjunto formam um painel em sanduíche, o painel de sanduíche tendo uma forma não plana.

5. Painel compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira camada, a aquecedor por resistência, e a segunda camada são flexíveis.

6. Painel compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o painel é um painel compósito sanduíche que compreende uma pluralidade de lâminas, e em que a primeira camada compreende uma primeira camada da pluralidade de lâminas, o aquecedor por resistência compreende pelo menos uma segunda lâmina da pluralidade de lâminas, e a segunda camada compreende uma terceira lâmina da pluralidade de lâminas.

7. Painel compósito de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da primeira lâmina e da terceira lâmina compreende uma lâmina de laminado decorativo.

8. Veículo, caracterizado pelo fato de que compreende: um painel compreendendo uma pluralidade de lâminas, em que a pluralidade de lâminas compreende uma primeira lâmina feita de um material eletricamente não condutor, uma segunda lâmina aplicada sobre a primeira lâmina e feita de uma tinta eletricamente condutora, e uma terceira lâmina aplicada sobre a segunda lâmina e feita de uma tinta de coeficiente positivo de temperatura do tipo de comutação; pelo menos dois contatos eletricamente condutores acoplados à segunda lâmina; e uma fonte de energia elétrica acoplada a pelo menos dois contatos eletricamente condutores, a fonte de energia elétrica abastecendo energia para a segunda lâmina através de pelo menos dois contatos eletricamente condutores.

9. Veículo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a fonte de energia elétrica abastece uma voltagem constante para a segunda lâmina em ou acima de uma voltagem de equilíbrio correspondente a uma temperatura de equilíbrio da terceira lâmina.

10. Veículo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de lâminas compreende uma quarta lâmina aplicada sobre a terceira lâmina e feita de um material eletricamente não condutor, a primeira lâmina e a quarta lâmina ensanduichando a segunda lâmina e a terceira lâmina.

11. Veículo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma da pluralidade de lâminas compreende uma lâmina laminada decorativa.

12. Método para fabricação de um painel compósito, caracterizado pelo fato de que compreende: proporcionar uma primeira camada eletricamente não condutora; imprimir um aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora; e aplicar uma segunda camada eletricamente não condutora para o aquecedor por resistência para formar o painel compósito.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a impressão do aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora compreende: imprimir uma camada eletricamente condutora sobre a primeira camada eletricamente não condutora usando uma tinta condutora; e imprimir uma camada aquecedora sobre a camada eletricamente condutora usando uma tinta de coeficiente de temperatura positivo do tipo de comutação.

14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a impressão do aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora compreende pelo menos um de serigrafia, impressão de jato de tinta, serigrafia rotativa, impressão de gravura, e deposição jateada atomizada do aquecedor por resistência elétrica sobre a primeira camada não condutora.

15. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda camadas eletricamente não condutoras são flexíveis, incluindo conformação do painel compósito em uma forma não plana, e pelo menos um de endurecimento e cura do painel compósito na forma não plana.

16. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a primeira camada eletricamente não condutora tem uma forma não plana e a impressão do aquecedor por resistência sobre a primeira camada eletricamente não condutora compreende a impressão do aquecedor por resistência para uma superfície não plana da camada não condutora.