BR102016016984A2 - Method for forming composite prima strips, and composite pressed coating strip - Google Patents

Method for forming composite prima strips, and composite pressed coating strip Download PDF

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BR102016016984A2
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Abstract

são providas tiras de matéria prima compósita para fabricação aditiva e métodos para formar estas tiras. uma tira de matéria prima compósita pode incluir fibras contínuas unidirecionais se estendendo em paralelo uma à outra e ao eixo geométrico principal da tira. a continuidade de fibra fornece propriedades mecânicas superiores, como resistência à tração ao longo do eixo geométrico principal da tira. tiras de matéria prima compósita podem ser fabricadas pelo fendilhamento de um laminado compósito em uma direção paralela às fibras. em algumas modalidades, a forma de seção transversal das tiras fendilhadas pode ser mudada pela reatribuição de material pelo menos sobre a superfície das tiras e/ou pelo revestimento das tiras fendilhadas com outro material. esta mudança de forma de seção transversal pode ser efetuada sem perturbar as fibras contínuas dentro das tiras. a distribuição de seção transversal de fibras dentro das tiras pode ser irregular com maior concentração de fibras próximo ao eixo geométrico principal das tiras, por exemplo, para ajudar à fabricação aditiva.

Description

“MÉTODO PARA FORMAR TIRAS DE MATÉRIA PRIMA COMPÓSITA, E, TIRA DE MATÉRIA PRIMA COMPÓSITA REVESTIDA” Fundamentos [001] Fabricação aditiva é um processo de formar um objeto tridimensional (3D) de camadas aditivas de material, como plástico e metal. O processo é baseado, frequentemente, em sistemas de computador e, mais especificamente, em projeto auxiliado por computador (CAD) para o projeto de cada camada e o processo de assentamento geral. Fabricação aditiva é particularmente atrativa para partes complexas de baixo volume que são frequentemente usadas, por exemplo, em aplicações aeroespaciais. Litografia estéreo (SLA), sinterização a laser seletiva (SLS) e modelagem de deposição de em fusão (FDM) são atualmente três métodos primários usados para fazer componentes manufaturados aditivamente. Tipicamente, resinas puras, que são materiais sem qualquer suporte estrutural (por exemplo, fibras), são usadas para este fim. A incorporação de suportes estruturais na matéria-prima de fabricação aditiva provou ser difícil e geralmente limitada a partículas pequenas e fibras curtas. Entretanto, estes tipos de suportes estruturais não fornecem propriedades mecânicas associadas a fibras contínuas. Além disso, técnicas correntes usadas para a fabricação de matéria prima compósita, como extrusão, podem causar vazios e outros defeitos na matéria prima. Finalmente, extrusão e outras técnicas similares de fabricação de matéria prima compósita são propensas a entupimento com suportes estruturais.
Sumário [002] São providas tiras de matéria prima compósita para fabricação aditiva e métodos para formar tais tiras. Uma tira de matéria prima compósita pode incluir fibras unidirecionais contínuas se estendendo paralelas uma à outra e ao eixo geométrico principal da tira. Esta continuidade de fibra fornece propriedades mecânicas superiores, como resistência à tração ao longo do eixo geométrico principal da tira. Tiras de matéria prima compósita podem ser fabricadas pelo fendilhamento de um laminado compósito em uma direção paralela às fibras. Em algumas modalidades, a forma de seção transversal das tiras fendilhadas pode ser mudada pela reatribuição de material pelo menos sobre a superfície das tiras e/ou pelo revestimento das tiras fendilhadas com outro material. Esta mudança de forma de seção transversal pode ser realizada sem perturbar as fibras contínuas dentro das tiras. A distribuição na seção transversal de fibras dentro das tiras pode ser irregular com maior concentração de fibras próximo ao eixo geométrico principal das tiras, por exemplo, para ajudar com a fabricação aditiva.
[003] É provido um método para formar tiras de matéria prima compósita revestidas para fabricação aditiva. Em algumas modalidades, o método compreende o fendilhamento de uma lâmina nas tiras de matéria prima compósita e revestimento de uma superfície externa das tiras de matéria prima compósita. Por exemplo, a superfície externa pode ser revestida com um material compreendendo uma segunda resina. Este processo de revestimento forma uma camada de revestimento sobre a superfície das tiras de matéria prima compósita. Esta combinação da camada de revestimento e a tiras de matéria prima compósita é referida como uma tira de matéria prima compósita revestida.
[004] A lâmina usada para fendilhamento pode compreender uma primeira resina e fibras contínuas se estendendo paralelas uma à outra dentro desta lâmina. O fendilhamento pode ser realizado ao longo da direção paralela às fibras contínuas dentro da lâmina, preservando, desse modo, continuidade das fibras. O revestimento pode ser realizado pelo uso de uma técnica de revestimento por extrusão de cabeçote cruzado ou qualquer outra técnica adequada, como técnica de revestimento com pó e revestimento baseado em solução.
[005] Em algumas modalidades, a distribuição de fibras contínuas por toda a seção transversal das tiras de matéria prima compósita é uniforme antes do revestimento destas tiras. Esta distribuição de fibra é preservada durante o fendilhamento. Desse modo, a distribuição de fibras contínuas por toda a seção transversal da lâmina usada para fendilhamento também pode ser uniforme. Entretanto, uma vez que as tiras fendilhadas estejam revestidas, esta distribuição em seção transversal muda desde que fibras não contínuas podem ser usadas nos materiais de revestimento, por exemplo, a segunda resina. Em algumas modalidades, a segunda resina pode incluir tipos diferentes de fibras ou outros tipos de cargas, ou pode ser substancialmente livre de quaisquer fibras ou cargas. Por exemplo, a concentração de componentes não-resinas no material de revestimento pode ser menor do que 5% por volume, ou ainda menor do que 1% por volume.
[006] Altemativamente, o material de revestimento pode incluir uma carga selecionada do grupo consistindo de fibras, partículas e flocos. Por exemplo, a carga pode compreender fibras descontínuas, que são diferentes das fibras contínuas da lâmina e posteriores tiras de matéria prima compósita pelo menos baseadas em sua razão aparente. A carga pode ser selecionada do grupo consistindo de um aditivo sensitivo a calor, um reforço mineral, um estabilizador termal, um estabilizador de ultravioleta (UV), um lubrificante, um retardante de chama, um aditivo condutivo e um pigmento.
[007] Em algumas modalidades, uma dentre a primeira resina e a segunda resina compreende um ou mais materiais selecionados do grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilenossulfeto (PPS), poliéterétercetona (PEEK), poliétercetonacetona (PEKK), poliéterimida (PEI), e poliamida termoplástica (TPI). A primeira resina e a segunda resina podem ser ambas poliétercetonacetona (PEKK).
[008] Em algumas modalidades, a espessura da camada de revestimento formada sobre a superfície externa das tiras de matéria prima compósita é uniforme. Este tipo de revestimento pode ser referido como um revestimento conformai. A variação de espessura pode ser menor do que 20% ou mesmo menor do que 10%. Nestas modalidades, a seção transversal da tira de matéria prima compósita revestida pode representar uma variação de aumento da seção transversal das tiras de matéria prima compósita antes do revestimento.
[009] Em algumas modalidades, a concentração das fibras contínuas por toda a seção transversal das tiras de matéria prima compósita é de pelo menos cerca de 40% por volume antes do revestimento destas tiras. Uma vez que as fibras não adicionadas ou removidas durante a formação de fendas, a concentração de fibras da lâmina fendilhada nas tiras contínuas pode ser a mesma. Esta concentração pode ser controlada durante a fabricação da lâmina, por exemplo, através de seleção de lonas para laminação.
[0010] Em algumas modalidades, a seção transversal das tiras de matéria prima compósita ou, mais especificamente, o perfil da seção transversal permanece o mesmo enquanto o revestimento da superfície externa das tiras de matéria prima compósita com o material. Em outras palavras, o processo de revestimento pode não perturbar as tiras de matéria prima compósita.
[0011] Em algumas modalidades, o perfil de seção transversal das tiras de matéria prima compósita não revestidas é selecionado do grupo consistindo de um retângulo, um quadrado, e um trapezoidal. O perfil de seção transversal das tiras de matéria prima compósita revestidas é selecionado do grupo consistindo de um oval, um círculo, um retângulo, um quadrado e um retângulo de quinas arredondadas, e um quadrado de quinas arredondadas.
[0012] Em algumas modalidades, o método compreende adicionalmente formar a lâmina usada pela formação de fendas. Esta operação é realizada antes da formação de fendas na lâmina e pode envolver a formação de um assentamento compreendendo lonas contendo fibras seguidas pela laminação deste assentamento. Em algumas modalidades, todas as lâminas do assentamento são lonas contendo fibras. Nestas modalidades, a fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada pode ser constante. Altemativamente, o assentamento pode ser formado de uma ou mais lonas contendo fibras, bem como, uma ou mais lonas de resina. As lonas de resina podem ser livres de fibras ou de quaisquer outros carregamentos. Nestas modalidades alternativas, a fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada varia por toda a espessura da lâmina laminada. Por exemplo, a fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada é maior em um centro da lâmina laminada ao longo da espessura da lâmina laminada do que em uma das superfícies da lâmina laminada.
[0013] Em algumas modalidades, antes do revestimento da superfície externa das tiras de matéria prima compósita, o método pode envolver a mudança de um perfil de seção transversal de cada das tiras de matéria prima compósita. Por exemplo, as tiras de matéria prima compósita não revestidas podem incluir porções superficiais livres de fibras contínuas e materiais destas porções superficiais podem ser redistribuídas formando, desse modo, um novo perfil de seção transversal.
[0014] É provida também uma tira de matéria prima compósita revestida para fabricação aditiva. Em algumas modalidades, a tira de matéria prima compósita revestida compreende uma tira de matéria prima compósita e uma camada de revestimento disposta sobre a superfície externa da tira de matéria prima compósita. A tira de matéria prima compósita compreende uma primeira resina e fibras contínuas se estendendo paralelas uma à outra dentro da lâmina. A camada de revestimento pode ser formando uma concha completa ou parcial ao redor da tira de matéria prima compósita.
[0015] Estas e outras modalidades são descritas adicionalmente abaixo com referência às figuras.
Breve descrição dos desenhos [0016] A figura IA é um fluxograma de processo correspondente a um método para formar tiras de matéria prima compósita para fabricação aditiva, de acordo com algumas modalidades.
[0017] A figura 1B é um fluxograma correspondente a outro método para formar tiras de matéria prima compósita incluindo camadas de revestimento, de acordo algumas modalidades.
[0018] A figura 2A é uma representação de seção transversal esquemática de um assentamento incluindo múltiplas lonas de resina e lonas contendo fibra, de acordo algumas modalidades.
[0019] A figura 2B é uma representação de perspectiva esquemática de uma porção do assentamento mostrado na figura 2A ilustrando orientações de fibras em uma das lonas contendo fibra, de acordo algumas modalidades.
[0020] A figura 2C é uma representação de seção transversal esquemática de um assentamento incluindo apenas lonas contendo fibra, de acordo com algumas modalidades.
[0021] A figura 2D é uma representação de seção transversal esquemática de um assentamento incluindo lonas de resina e lonas contendo fibras, de modo que outras lonas externas do assentamento são camadas contendo fibras, de acordo algumas modalidades.
[0022] A figura 3A é uma representação de seção transversal esquemática de uma lâmina laminada formada do assentamento mostrado na figura 2A, de acordo algumas modalidades.
[0023] A figura 3B é um gráfico esquemático mostrando fração volumétrica de fibras em função de localização ao longo da espessura de uma lâmina laminada, de acordo algumas modalidades.
[0024] A figura 3C é outro gráfico mostrando uma fração volumétrica constante de fibras dento da lâmina laminada, de acordo com algumas modalidades.
[0025] A figura 3D é uma representação perspectiva esquemática da lâmina laminada mostrada na figura 3A ilustrando direções de formação de fendas, de acordo com algumas modalidades.
[0026] A figura 4A é uma representação perspectiva esquemática de tiras de matéria prima compósita formadas da lâmina laminada mostrada na figura 3D, de acordo com algumas modalidades.
[0027] A figura 4B é uma representação de seção transversal esquemática de uma tira de matéria prima compósita, de acordo com algumas modalidades.
[0028] A figura 4C é representação perspectiva esquemática da tira de matéria prima compósita mostrada na figura 4B, de acordo com algumas modalidades.
[0029] A figura 5A é uma representação esquemática de um liquefador usado para mudar o perfil de seção transversal de tiras de matéria prima compósita, de acordo com algumas modalidades.
[0030] A figura 5B é uma representação de seção transversal esquemática de uma tira de matéria prima compósita entrando no liquefador mostrado na figura 5A, de acordo com algumas modalidades.
[0031] A figura 5C é uma representação de seção transversal esquemática de uma tira de matéria prima compósita saindo do liquefador mostrado na figura 5A, de acordo com algumas modalidades.
[0032] As figuras 5D-5F são representações de seção transversal esquemáticas de diferentes exemplos de tiras de matéria prima compósita não revestidas.
[0033] As figuras 5G-5K são representações de seção transversal esquemáticas de diferentes exemplos de tiras de matéria prima compósita revestidas.
[0034] As figuras 5L-5N são representações de seção transversal esquemáticas de uma tira de matéria prima compósita em diferentes estágios de fabricação quando a tira de matéria prima compósita muda seu perfil de seção transversal antes do revestimento.
[0035] As figuras 50-5Q são representações de seção transversal esquemáticas de uma tira de matéria prima compósita em diferentes estágios de fabricação quando a tira de matéria prima compósita muda seu perfil de seção transversal após revestimento.
[0036] As figuras 6A e 6B são representações de seção transversal esquemáticas de uma tira de matéria prima compósita dobrada, de acordo com algumas modalidades.
[0037] A figura 7A é uma representação esquemática de um aparelho usado para formar uma lâmina laminada, de acordo com algumas modalidades.
[0038] A figura 7B é uma representação esquemática de um aparelho usado para formar uma tira de matéria prima compósita revestida, de acordo com algumas modalidades.
[0039] A figura 8A é uma foto de uma seção transversal de uma tira de matéria prima compósita usada em um teste.
[0040] A figura 8B é um gráfico de uma fração volumétrica de revestimento em uma matéria prima revestida com um revestimento circular sobre um núcleo laminado quadrado em função da espessura de laminado e espessura de revestimento.
[0041] A figura 8C é um gráfico do conteúdo em fibra em uma matéria prima revestida em função da espessura de laminado, espessura de revestimento, e forma de seção transversal de revestimento.
[0042] A figura 9 é um diagrama em bloco de produção de aeronave e metodologia de serviço que pode utilizar efetores terminais aqui descritos.
[0043] A figura 10 é uma ilustração esquemática de uma aeronave que pode incluir estruturais compósitas aqui descritas.
Descrição detalhada [0044] Na descrição a seguir, vários detalhes específicos são apresentados para prover um completo entendimento dos presentes conceitos.
Os presentes conceitos podem ser praticados sem alguns ou todos destes detalhes específicos. Em outros exemplos, operações de processo bem conhecidas não foram descritas em detalhe para desnecessariamente obscurecer os conceitos descritos. Embora alguns conceitos serão descritos em conjunto com as específicas modalidades, deverá ser entendido que estas modalidades não pretendem ser limitativas.
Introdução [0045] Muitas aplicações, como aeroespacial, exigem partes com geometrias complexas apesar de baixos volumes de produção. Embora muitas técnicas adequadas para altos volumes de produção, como moldagem, foram extraordinariamente desenvolvidas, e estas técnicas são de custo proibitivo e, frequentemente não produzem partes com necessárias características. Fabricação aditiva conquistou recentemente muita popularidade em tentativas de preencher este vazio. Entretanto, muitos requisitos estruturais (por exemplo, resistência de componentes fabricados) não podem ser obtidos facilmente com correntes técnicas de fabricação aditiva. Por exemplo, a incorporação de suportes estruturais, como fibras ou partículas, em matéria prima de fabricação aditiva tem sido um enorme desafio. Mesmo fibras e partículas pequenas tendem a entupir bicos de extrusão ao se tentar formar diretamente matéria prima com perfis de seção transversal pequenos. Apesar disso, pequenos perfis são essenciais para a fabricação de partes com geometrias complexas, tolerâncias dimensionais restritas, e /ou acabamento superficial uniforme.
[0046] Uma área de particular interesse para materiais compósitos em geral e para partes compósitas formadas usando fabricação aditiva em particular usa fibras contínuas. Fibras contínuas proveem altos níveis de resistência na direção da fibra. Por exemplo, uma tira de matéria prima compósita formada de uma resina de poliarilétercetona (PAEK) e carregada com 30% por volume de fibras cortadas de carbono pode ter um módulo de tração de cerca de 3 milhões de libras por polegada quadrada (MSI). Ao mesmo tempo, uma tira de matéria prima compósita formada da mesma resina e carregada com 35% por volume de fibras de carbono contínuas pode ter u módulo de tação maior do que 10 MSI. Além disso, partes compósitas produzidas com uso de matéria prima de fibra contínua são esperadas ter, grosseiramente, seis vezes a resistência e dez vezes a rigidez de partes não reforçadas comparáveis atualmente produzidas.
[0047] Entretanto, a incorporação de fibras contínuas em fabricação aditiva é ainda mais desafiadora do que a incorporação de fibras e partículas curtas. Técnicas correntes de fabricação aditiva mão são simplesmente capazes de produzir tira de matéria prima compósita com fibras contínuas em escala comercial. O manuseio de fibras contínuas, mantendo continuidade, e preservando orientações de fibras provaram ser principais obstáculos para técnicas convencionais de fabricação aditiva.
[0048] São aqui descritas tiras de matéria prima compósita para fabricação aditiva e métodos para formar tais tiras. Estas tiras de matéria prima compósita incluem fibras unidirecionais contínuas. Mais especificamente, as fibras se estendem paralelas uma à outra e aos eixos principais da tira. Estas tiras de matéria prima podem ser produzidas de lonas e filmes compósitos de alta classificação sem introdução de vazios ou outros tipos de defeitos.
[0049] Uma tira de matéria prima compósita é formada por laminação de um assentamento de uma ou mais lonas contendo fibra e uma ou mais lonas de resina. A posição destas lonas no assentamento é usada para controlar distribuição das fibras e outros materiais dentro da tira resultante. Além disso, a orientação de todas as lonas contendo fibras no assentamento é de modo que todas as fibras neste assentamento sejam unidirecionais. Após laminação, a lâmina laminada é fendilhada em múltiplas tiras de matéria prima compósita. O fendilhamento é realizado ao longo da direção paralela às fibras nestas tiras. Desse modo, a continuidade das fibras é preservada. Os métodos propostos para formar tiras de matéria prima compósita são de baixo custo, aplicáveis a uma ampla gama de materiais de resina (por exemplo, materiais termoplásticos) e materiais de fibra, e podem ser facilmente afinados para produzir diferentes quantidades e/ou distribuição de fibras dentro das tiras de matéria prima. A matéria prima pode ser usada para tecnologias de fabricação aditiva de modelagem de deposição em fusão (FDM) para produzir partes compósitas. Tiras de matéria prima compósita incluem fibras unidirecionais contínuas e também podem ser referidas como tiras de matéria prima reforçadas ou, mais especificamente, tiras ou hastes de matéria prima reforçadas por fibra contínua.
[0050] Quaisquer lonas planares podem ser usadas para formar um assentamento, incluindo, mas não limitado a lonas especialmente, coo lonas de classe aeroespacial contendo fibra, e similares. Além disso, diferentes arranjos de assentamento podem ser suados para se obter diferente distribuição de fibras e outros materiais dentro de tiras de matéria prima resultantes abrindo, desse modo, portas para novas e exclusivas configurações de tiras de matéria prima compósita. Além disso, esta ampla gama de opções de material e opções de arranjo permitem processamento econômico com perturbação ou amoldamento mínimo de fibra, bem como, funcionamento contínuo de equipamento. Várias técnicas de processamento contínuo, como processamento de rolo-para-rolo, podem ser usadas para operações individuais ou uma combinação de múltiplas operações, como uma combinação de formação de um assentamento e laminação do assentamento conforme mais descrito abaixo.
[0051] Um assentamento pode ser formado por rolos contínuos de lonas. Um destes rolos pode incluir uma lona contendo fibra. As fibras nesta lona podem ser contínuas e se estendem na direção de enrolamentos do rolo. Em algumas modalidades, múltiplos rolos das mesmas ou diferentes lonas contendo fibra podem ser usados para formar o mesmo assentamento. Outras lonas podem ser lonas de resina, que podem ser livres de fibras. Um método pode ser um processo contínuo no qual rolos contendo uma ou mais lonas contendo fibra e uma ou mais lonas contendo resina não enroladas, e as lonas são continuamente supridas ao equipamento de processamento (por exemplo, um laminador) para consolidar todas as lonas do assentamento em uma lâmina laminada. Em algumas modalidades, um fendilhador pode fazer também parte deste processo contínuo. O fendilhador corte a lâmina laminada em tiras de matéria prima compósita individuais, que poderíam ser formadas em rolos para armazenamento compacto e transporte. Este processo contínuo pode incluir também um liquefador, que muda o perfil de seção transversal das tiras de matéria prima compósita. Por exemplo, as tiras podem ter o perfil quadrado após o fendilhamento e, depois, o perfil circular após passar através do liquefador. Finalmente, fabricação aditiva pode fazer também parte do processo contínuo.
[0052] Em algumas modalidades, tiras de matéria prima compósita são revestidas. Adição do revestimento após as tiras de matéria prima compósita serem fendilhadas pode ser usada para mudar a seção transversal das mesmas, adicionando material sobre a superfície externa que é adequada para fabricação aditiva ou aplicação particular, e/ou usar tiras de matéria prima compósita que têm maiores concentrações de fibras contínuas unidirecionais (e têm uma maior concentração de fibra global mesmo considerando a camada de revestimento, que pode ser livre de fibras). Por exemplo, mudar o perfil de seção transversal pela redistribuição de algum material sobre a superfície externa pode requerer uma quantidade substancial de um material livre de fibra sobre a superfície para evitar perturbação de fibra. Algumas limitações podem ser impostas à composição destes materiais livres de fibras e/ou condições de processamento usadas durante redistribuição. Por outro lado, o revestimento das tiras fendilhadas com um material provê novas opções de material, como materiais tendo cargas, para formar camadas de revestimento uniformes, e outras características. Em algumas modalidades, redistribuição pode ser combinada com revestimento.
[0053] Durante a fabricação aditiva, as tiras de matéria prima compósita são suadas para formar partes compósitas, normalmente partes com formas geométricas complexas. Este processamento contínuo é geralmente mais rápido e mais controlado (por exemplo, melhor controle de orientação de fibra) do que processamento discreto convencional, especialmente quando algumas operações são efetuadas por mão. Alguém experiente na técnica entendería que nem todas as operações de processamento descritas acima precisam ser realizadas. Por exemplo, tiras de matéria prima compósita podem ser suadas sem mudança de seus perfis de seção transversal. Em algumas modalidades, as tiras podem ser depositadas e consolidadas em uma parte usando técnica de colocação de compósito termoplástico. Além disso, fabricação aditiva pode ser uma parte de um processo no geral diferente. Finalmente, agrupamento dessas operações de processamento pode diferir e pode não ser necessariamente uma parte de um grande grupo. Por exemplo, formação e laminação de assentamento pode ser uma parte de um grupo. Um rolo da lâmina laminada pode ser formado após completar todas as operações neste grupo. Este rolo pode ser, então, fendilhado nas tiras de matéria prima compósita durante uma operação de fendilhamento pertencente a outro grupo. Ainda outro grupo de processamento pode incluir operações de mudança de perfil de seção transversal.
[0054] No geral, tiras de matéria prima compósita providas têm baixo custo e alta qualidade de podem ser formadas a partir de uma grande gama de materiais compósitos, em uma grande faixa de configurações, bem como, uma larga gama de tamanhos e perfis de seção transversal. Estas tiras de matéria prima compósita podem ser produzidas em grandes volumes para suprir as necessidades de um mercado de fabricação aditiva reforçada com fibra contínua. Matéria prima comparável feita diretamente usando processos de pultrusão de compósito termoplástico não tem sido capaz de produzir eficientemente material de haste de pequeno diâmetro particularmente nos materiais termoplásticos de mar desempenho adequados para aplicações mais sofisticadas.
Exemplos de tiras de matéria prima compósita e sua formação [0055] A figura IA é um fluxograma de processo correspondente ao método 100 de formação de tiras de matéria prima compósita para fabricação aditiva, de acordo com algumas modalidades. O método 100 pode ser iniciado com a formação de um assentamento durante operação 102 seguida pela laminação do assentamento durante operação 110. Uma lâmina laminada é formada durante operação 110 e posterior fendilhamento nas tiras de matéria prima compósita durante operação 120. Em algumas modalidades, a forma de seção transversal das tiras de matéria prima compósita é mudada durante operação opcional 130. Esta operação 130 pode envolver aquecer as tiras de matéria prima compósita durante a operação opcional 132 e/ou redistribuir material durante a operação opcional 134. A redistribuição do material pode ser realizada sem impactar orientações relativas de fibras nas tiras de matéria prima compósita. Em algumas modalidades, o método 100 pode envolver a execução de fabricação aditiva durante por opcional 140. As tiras de matéria prima compósita podem ser consumidas durante esta operação para formar uma parte compósita. Cada uma destas operações será descrita agora em mais detalhe com referência a várias figuras ilustrando componentes a vários estágios do método 100, equipamento usado para realizar as operações descritas, e amostras de teste.
[0056] Com referência à operação 102, que envolve a formação e um assentamento, o assentamento formado durante esta operação pode incluir uma ou mais lonas contendo fibra e uma ou mais lonas de resina. Como amis descrito abaixo, a única ou mais das lonas de resina pode não incluir fibras.
Mesmo se fibras forem incluídas em uma ou mais das lonas de resina, estas fibras são diferentes de uma ou mais lonas contendo fibra, que incluem fibras unidirecionais contínuas.
[0057] Com referência à figura 2A ilustrando um exemplo de assentamento 200, este assentamento particular inclui quatro lonas contendo fibra 204a - 204d e seis lonas de resina 202a-202f. O número, espessura e arranjo de lonas contendo fibra 204 e lonas de resina 202 podem ser usadas para controlar, pelo menos parcialmente, a distribuição de seção transversal de materiais dentro de lâmina laminada 210 mostrada na figura 3 A (formada pela laminação de assentamento 200). Este material pode ser mantido, pelo menos por alguma extensão, nas tiras de matéria prima compósita 220, que são formadas fendilhamento de lâmina laminada 210 como mais descrito abaixo. Além disso, o número e espessura de lonas 202 e 204 podem ser suados para controlar espessura 210a da lâmina laminada que, por sua vez, controla a dimensão de seção transversal das tiras de matéria prima compósita 220.
[0058] Lonas de resina 202 usadas para formar assentamento 200 podem não conter fibras. Todas as fibras unidirecionais contínuas podem ser providas em lonas contendo fibra 204. Em algumas modalidades, lonas de resina 202 podem incluir outros tipos de cargas, como partículas e/ou fibras multidirecionais curtas. Com referência à figura 2A, em algumas modalidades, pele menos uma lona externa 208a do assentamento 200 é lona de resina 202. Mais especificamente, ambas as lonas externas 208a e 208b podem ser lonas de resina 202. Todas as outras lonas de assentamento 200, incluindo lonas contendo fibra 204 e, em algumas modalidades, outras lonas de resina 202, são dispostas entre lonas externas 208a e 208b. Em algumas modalidades, múltiplas lonas externas sobre cada lado de assentamento 200 são lonas de resina 202. O exemplo apresentado na figura 2A ilustra duas lonas de resina 202a e 202b sobre um lado de assentamento 200 e duas lonas de resina 202e e 202f sobre o outro lado do assentamento 200. Este tipo de arranjo pode ser suado para assegurar que porções superficiais suficientemente espessas de assentamento 200 e, depois, de lâmina laminada 210 e, eventualmente, de tiras de matéria prima compósita 200 não contém fibras para permitir mudança de formas de seção transversal de tiras de matéria prima compósita 200.
[0059] Em algumas modalidades, lonas de resina 202 compreendem um ou mais materiais selecionados do grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilenesulfeto (PPS), polieterimida (PEEK), polietercetonacetona (PEKK), poliéterimida (PEI), e polimida termoplástica (TPI). Mais especificamente, uma ou mais lonas de resina 202 compreendem poliétersulfona (PES). Todas as lonas de resina 202 formando o mesmo assentamento 202 podem ter a mesma composição. Altemativamente, diferentes lonas de resina 202 formando o mesmo assentamento podem ter composições diferentes.
[0060] Em algumas modalidades, lonas contendo fibra 204 compreendem um ou mais materiais selecionados do grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilenesulfeto (PPS), poliéterimida (PEI), poliétertétercetona (PEEK) poliétercetonacetona (PEKK), poliéterimida (PEI), e polimida termoplástica (TPI). Estes materiais podem ser referidos como resinas de matriz e devem ser distinguidas da resina de lonas de resina 202. Mais especificamente, lonas contendo fibra 204 podem compreender poliétercetonacetona (PEKK).
[0061] A resina usada nas lonas contendo fibra 204 podem ser iguais ou diferentes das resinas usadas nas lonas de resina 202. Por exemplo, lonas de resina 202 podem compreende poliétersulfona (PES), enquanto lonas de resina 204 podem compreender poliétercetonacetona (PEKK). Em algumas modalidades, lonas de resina 202 podem incluir poliétercetonacetona (PEKK), enquanto lonas contendo fibra 204 podem compreender polifenilenesulfeto (PPS). Em algumas modalidades, lonas de resina 202 podem incluir polieéercetonacetona (PEKK), enquanto lonas contendo fibra 204 podem compreender poliétercetonacetona (PEKK).
[0062] Uma ou mais resinas usadas em lonas contendo fibra 204 e em lonas de resina 202 podem ser resinas termoplásticas. Em algumas modalidades, uma ou mais resinas usadas em lonas contendo fibra 204 e em lonas de resina 202 podem incluir uma resina termorrígida. A resina termorrígida, caso suada, pode ser combinada com uma ou mais resinas termoplásticas (por exemplo, usadas coma carga). Além disso, quando a resina termorrígida é usada, lonas contendo fibra 204 e/ou lonas de resina 202 contendo esta resina podem ser aquecidas, por exemplo, acima da temperatura de transição de vidro desta resina termorrígida.
[0063] A espessura de cada camada de resina 202 pode estar entre cerca de 0,001 polegada e 0,020 polegada ou, mais especificamente, entre 0,002 polegada e 0,010 polegada. A espessura de cada lona contendo fibra 204 pode estar entre cerca de 0,003 polegada e 0,015 polegada ou, mais especificamente, entre 0,005 polegada e 0,010 polegada.
[0064] Com referência à figura 2B, fibras contínuas 206 de lonas contendo fibra 204 podem ser de qualquer componente fibroso adequado, como vidro (tipo -S ou tipo E), quartzo, aramida, fibras de carbono, ou suas combinações. Substancialmente todas as fibras (por exemplo, mais de 90%) dentro de cada lona contendo fibra 204 são contínuas e orientadas em um arranjo unidirecional como, por exemplo, mostrado na figura 2B ilustrando fibras 206 se estendendo ao longo do eixo Y. O arranjo unidirecional pode ser também referido como arranjo 0/0. Especificamente, todas as fibras 206 em todas as lonas contendo fibra 204 formando assentamento 200 são paralelas uma à outra. Alguém experiente na técnica entendería que o termo paralelo permite alguma tolerância como menor de +/- ou ainda menos do que cerca de +/- 2o.
[0065] Outros tipos de orientações de fibra (não unidirecional) podem interferir com o subsequente fendilhamento de lâmina laminada 210, mas pode, todavia, ser aplicável para formar tiras de matéria prima compósita 220 de acordo os métodos aqui descritos. Alguém experiente na técnica reconhecería que o tipo, dimensional de seção transversal, quantidade de fibras 206 dentro das lonas contendo fibra 204, bem como, o tipo de resina de matriz utilizada nas lonas contendo fibra 204 e a resina usada nas lonas de resina 202 podem variar, com base em vários fatores, incluindo custo e as propriedades finais físicas de mecânicas desejadas de tiras de matéria prima compósita 220.
[0066] Em algumas modalidades, todas as lonas contendo fibra 204 formando assentamento podem ser inicialmente providas em rolos, por exemplo, fitas prepegs. Fibras 206 nestas lonas contendo fibra 204 podem se estender ao longo da direção de enrolamento destes rolos. Quando múltiplas lonas contendo fibra 204 são usadas, todas as lonas são precisamente orientadas em relação uma à outra no assentamento 200 para assegurar que todas as fibras 206 no assentamento 200 sejam paralelas uma à outra (unidirecional).
[0067] Em algumas modalidades, a formação de assentamento 200 é efetuada em um processo de rolo-para-rolo. Com referência à figura 7A, lonas contendo fibra 204a e 204b e lonas de resina 202a e 202b podem ser desenroladas dos respectivos rolos 702 e formar assentamento 200 ao entrar na zona de preaquecimento 704. Estes processos de contínuos de formação de lâmina, com o manuseio de rolo-para-rolo, podem ser executados em uma prensa de correia dupla, máquina de pultrusão em rolo, ou comprimidos em máquinas de moldagem continuamente.
[0068] Voltando à figura IA, após completar a operação 102, o método 100 continua com laminação e assentamento 200 durante operação 110. Durante esta operação, lâmina laminada 210 é formada.
Especificamente, o material de todas as lâminas de resina 202 e todas as lâminas contendo fibra 204 pode ser consolidado durante esta operação. NO mesmo tempo, a orientação unidirecional de fibras 206 pode ser preservada. Fibras 206 podem se mover mais próximas entre si durante esta operação ou, de outro modo, mudar suas orientações dentro da seção transversal. Por exemplo, quando múltiplas lonas contendo fibra 204 são suadas para formar assentamento, as fibras 206 em uma destas lonas contendo fibra 204 podem se mover mais próximas às fibras em outra uma destas lonas contendo fibra 204. Em algumas modalidades, a orientação de fibras 206 provida em cada das lonas contendo fibra 204 pode permanecer substancialmente a mesma. Por exemplo, lonas contendo fibra 204 podem ser previamente consolidadas. Altemativamente, um assentamento 200 é formado, orientação relativa de fibras 206 pode permanecer a mesma durante operação de laminação 110.
[0069] Continuando com a figura IA e operação 110, esta operação de laminação 110 pode envolver aquecimento e compressão de assentamento 200. Em algumas modalidades, operação 110 pode ser efetuada de maneira contínua (por exemplo, de maneira rolo-para-rolo) usando, por exemplo, o aparelho 700 mostrado na figura 7A. Especificamente, o aparelho 700 pode incluir zona de preaquecimento 704 para pré-aquecer o assentamento até uma temperatura de laminação. Alguém experiente na técnica entendería que a temperatura de laminação pode depender das resinas suadas em lonas contendo fibra 204 e lonas de resina 202, espessura dessas lonas, e outros parâmetros de processo. Em geral, o limite inferior de temperatura deve ser suficiente para assegurar consolidação de fusão de diferentes lonas formando assentamento 200 e, por certa extensão fluxo de materiais (outros que não fibras 206) formando assentamento. Por outro lado, o limite superior de temperatura pode precisar ser controlado para manter orientação de fibras 206 durante consolidação das lonas na lâmina laminada 210 e impedir degradação termal.
[0070] Durante operação 110, assentamento aquecido 200 pode ser suprido da zona de preaquecimento 704 para a zona de laminação 710, que pode ser referida também como zona de consolidação. Na zona de laminação, o assentamento 200 é consolidado para formar única lâmina laminada Λ integrada 210. A medida que o assentamento 200 se move para frente através da zona de laminação 710, ele pode ser continuamente aquecido pelo menos através da parte inicial de zona de consolidação 710.
[0071] Um exemplo de lâmina laminada 210 está mostrado na figura 3A. Espessura 210a (mostrada como Ttotai na figura 3A) de lâmina laminada 210 se estende entre duas superfícies213 e 215 desta lâmina. Em algumas modalidades, a espessura de lâmina laminada 210 (Ttotai) é menor do que cerca de 0,060 polegada ou, mais especificamente, menor do que cerca de 0,050 polegada ou ainda menor do que cerca de 0,040 polegada. Deve ser notado que a espessura de lâmina laminada (Ttotai) determina a seção transversal de tiras de matéria prima compósita 220 como adicionalmente descrito abaixo com referência à figura 4B. Mostrado também na figura 3A, há o plano central 217 de lâmina laminada 210 posicionado a distâncias iguais entre duas superfícies 213 e 215 desta lâmina.
[0072] Em algumas modalidades, a fração volumétrica de fibras 206 dentro da lâmina laminada 210 varia por toda a espessura de lâmina laminada 210. Para fins deste documento, uma fração volumétrica é definida como uma razão do volume de um componente (por exemplo, fibras 206) em relação ao volume global da estrutura contendo este componente. Quando a fração volumétrica é explicada com uma referência à seção transversal de uma estrutura, a fração volumétrica pode ser apresentada como uma razão de áreas de seção transversal (ou seja, razão da área de seção transversal do componente em questão em relação à seção transversal global de toda a estrutura). A variabilidade da fração volumétrica de fibras 206 dentro da lâmina laminada 210 pode ser atribuída ao arranjo de uma ou mais lonas contendo fibra 204 e uma ou mais das lonas de resina 202 no assentamento 210, bem como, a composição de cada lona.
[0073] O exemplo de lâmina laminada 210 apresentado na figura 3A inclui duas porções superficiais 211 e 216. Especificamente, a porção superficial 212 forma a primeira superfície 213 de lâmina laminada 210, enquanto a porção superficial 216 forma a segunda superfície 215. Ambas as porções 212 e 216 podem ser substancialmente livres de fibras 206. A porção central 214 pode incluir todas as fibras 206 de lâmina laminada 210. Por clareza, a porção central 214 é disposta entre duas porções superficiais 212 e 216. Este é um exemplo de concentração de fibras 206 ao redor do plano central 217 de lâmina laminada 210. Este tipo de distribuição pode ser obtido pela formação de porções superficiais 212 e 216 de lonas de resina 202 apenas. Neste exemplo, lonas de resina 202 são livres de fibras. No mesmo instante, a porção central 214 pode ser formada de várias uma ou mais lonas contendo fibra 204. Em algumas modalidades, uma ou mais lonas de resina 202 pode ser também usada para formar a porção central. Com referência ao exemplo de assentamento 200 mostrado na figura 2A, a primeira porção superficial 212 pode ser formada de lonas de resina 202a e 202b, enquanto segunda porção superficial 216 pode ser formada de lonas de resina 202e e 202f. A porção central 214 pode ser formada de lonas contendo fibra 204a-204d, bem como, lonas de resina 202c e 202d. Este arranjo de número de lonas contendo fibra 204 e lonas de resina 202 são selecionados para se obter uma desejada espessura de porção central 214, bem como, distribuição de fibras dentro da porção central 214 e lâmina laminada 210 no geral.
[0074] Com referência à figura 3A, uma razão de espessura 212a de porção superficial 212, que pode ser livre de fibras 206, em relação à espessura total 210a de lâmina laminada 210 (TPorção/Ttotai) pode ficar entre cerca de 5% e 45% ou, mais especificamente, entre cerca de entre 10% e 30%. Esta porção livre de fibra 212 permite a mudança do perfil de seção transversal de tiras de matéria prima compósita 220 sem perturbar fibras 206, como adicionalmente descrito abaixo com referência às figuras 5B-5C.
[0075] A figura 8A ilustra uma imagem de seção transversal de uma lâmina laminada de teste (tendo arranjos de lonas similares ao exemplo mostrado na figura 2A e descritos acima). Esta imagem de seção transversal da figura 8A ilustra uma distribuição real de fibras por toda a seção transversal da amostra de teste. Especificamente, esta lâmina laminada de teste foi preparada pelo uso do seguinte assentamento: duas lonas de PES / lona de carbono-PEKK / lona de PES / duas lonas de carbono-PEKK / lona de PES / lona de carbono-PEKK / duas lonas de PES. As lonas de carbono-PEKK incluíam mais do que 60% de fibras de carbono e cada uma tinha uma espessura de cerca de 0.054 polegada. As lonas de PES tinha cada uma 0,005 polegada em espessura. Os segmentos brancos horizontais são seções transversais de fibras 206 providas pelas lonas de carbono-PEKK. Há quatro agrupamentos distintos destes segmentos brancos horizontais, cada agrupamento correspondente a uma lona de carbono-PEKK separada. Os segmentos são claramente posicionados afastados das superfícies 213 e 215 desta lâmina laminada de teste correspondentes ao modelo apresentado na figura 3A e descrito acima.
[0076] Com referência às figuras 3A-B e figura 8A, a fração volumétrica de fibras 206 dentro de lâmina laminada 210 é maior no plano central 217 de lâmina laminada 210 do que em uma de ambas as superfícies 213 e 215. Especificamente, a figura 3B ilustra um exemplo de perfil de fração volumétrica 219 baseado na localização ao longo da direção de espessura (o eixo geométrico Z). Esta figura identifica porções superficiais 212 e 216, sendo livres de fibras, e porção central 214, contendo todas as fibras 206. Uma vez que as porções superficiais 212 e 216 são livres de fibras, a fração volumétrica nestas porções fica a um nível zero. Em algumas modalidades, o perfil de fração volumétrica 219 é simétrico em relação ao plano central 217 de lâmina laminada 210 como, por exemplo, mostrado na figura 3B. Este perfil simétrico pode ser obtido por uma posição simétrica de lonas no assentamento 200, como no exemplo ilustrado na figura 2A.
[0077] Em algumas modalidades, a média de fração volumétrica de fibras 206 dentro de toda a lâmina laminada 210 fica entre de cerca de 1% e 60% na média ou, mais especificamente, entre cerca de 10% e 50% ou mesmo entre cerca de 20% e 40%. Esta característica pode ser também referida como carregamento total e fibra. Todavia, diferente da maior parte de materiais compósitos convencionais, a lâmina laminada 210 tem uma distribuição irregular de fibras 206.
[0078] Retomando à figura IA, o método 100 pode continuar com fendilhamento de lâmina laminada 210 em tiras de matéria prima compósita 220 durante operação 120. Durante esta operação, a lâmina laminada 210 é virada em tiras de matéria prima compósita 220. O fendilhamento pode ser efetuado pelo uso de um dentre fendilhamento por jato de água, corte rotacional, fendilhamento por roda de pressão, ou fendilhamento por rolagem. Além disso, fendilhamento da lâmina laminada 210 em tiras de matéria prima compósita 220 é efetuado em um processo de rolo-para-rolo.
[0079] Com referência às figuras 3D e 4A, o fendilhamento pode ser efetuado ao longo da direção 230 paralela a todas as fibras 206 com a lâmina laminada 210. Desse modo, o fendilhamento não perturba a continuidade de fibras 206, ou seja, não corta fibras. O perfil de seção transversal 221 de cada das tiras de matéria prima compósita 220 formado durante operação 120 pode ser um quadrado como, por exemplo, mostrado nas figuras 4A-4C. Mais geralmente, o perfil de seção transversal 221 pode ser um retângulo. Este tipo de perfil 221 é um resultado de fendilhamento na direção substancialmente perpendicular às superfícies 213 e 215 de lâmina laminada 210. Este perfil quadrado ou retangular pode ser, em seguida, convertido em um perfil arredondado, por exemplo, um perfil circular ou um perfil oval.
[0080] Com referência às figuras 4B e 4C, todas as fibras 206 em cada tira de matéria prima compósita 220 são paralelas ao eixo primário 223 desta tira. Para fins deste documento, o eixo primário 223 é definido como um eixo se estendendo ao longo da maior dimensão de tira de matéria prima compósita 220, como seu comprimento 220c mostrado na figura 4C. Como descrito acima, todas as fibras 206 são paralelas na lâmina laminada 210 antes de seu fendilhamento. Além disso, fendilhamento é efetuado ao longo da direção paralela às fibras. Como resultado, todas as fibras 206 permanecem paralelas (como definido acima) uma à outra na tira de matéria prima compósita 220 e se estendem paralelas ao eixo primário 223 da tira. Esta orientação unidirecional e contínua de fibras resulta em maior resistência à tração e outras características mecânicas da tira de matéria prima compósita 220. Por exemplo, a resistência à tração de mais de 90 ksi (0,62 Mpa) foi medida em algumas tiras de teste representativas.
[0081] No mesmo instante, a tira de matéria prima compósita 220 pode ser dobrável em direções perpendiculares a seu eixo primário 223. Esta capacidade de dobramento é provida pela orientação unidirecional de fibras 206 e, em algumas modalidades, pela distribuição irregular de fibras 206 dentro da tira de matéria prima compósita 220. Especificamente, as figuras 6A e 6B ilustram uma seção transversal de dobramento de tira de 90°. A segunda porção superficial 226 experimenta um raio de curvatura mais agudo (Rl) do que o raio de curvatura (R2) da porção central 224. No mesmo instante, as porções superficiais 226 podem ser livres de fibras 206 e, como resultado, podem ser mais maleáveis do que a porção central 204. A distribuição de fibras permite que a tira de matéria prima compósita 220 seja embobinada em pacotes de pequeno diâmetro para armazenamento, transporte e subsequente uso em fabricação aditiva.
[0082] Em algumas modalidades, fibras 206 podem ter um comprimento médio de pelo menos 100 pés ou ainda pelo menos de cerca de 1000 pés nas tiras de matéria prima compósita 220. Isto reflete o aspecto de continuidade de fibras nas tiras de matéria prima compósita 220. Ao mesmo tempo, a dimensão principal de seção transversal 220d de tiras de matéria prima compósita 220 após a reforma, como, por exemplo, mostrado na figura 5C, pode ser menor do que cerca de 0,060 polegada ou, mais especificamente, menor do que cerca de 0.050 polegada ou mesmo menor do que cerca de 0,040 polegada. Esta dimensão de seção transversal pequena 220d pode ser necessária para fabricação aditiva. Se o perfil de seção transversal de tira de matéria prima compósita 220 for um círculo, então sua dimensão de seção transversal principal 220d é o diâmetro do círculo como mostrado na figura 5C. Entretanto, se o perfil de seção transversal de tira de matéria prima compósita 220 for um quadrado, então suas dimensões principais de seção transversal são a largura 220b e espessura 220a, que são as mesmas mostradas na figura 4B.
[0083] Retomando à figura IA, o método 100 pode envolver a mudança de perfil de seção transversal de cada tira de matéria prima compósita durante operação opcional 130. Por exemplo, o perfil de seção transversal de cada tira de matéria prima compósita pode ser mudado de um quadrado (após fendilhamento da lâmina laminada) para um círculo ou um hexágono. Presentemente, os bocais usados pela fabricação aditiva têm perfis arredondados para ajudar as mudanças direcionais enquanto aplicando materiais. Desse modo, tendo perfil de seção transversal arredondado ou similar (próximo a arredondado) de tiras de matéria prima compósita 220 pode ajudar durante a fabricação aditiva. Entretanto, técnicas de fabricação aditiva podem ser desenvolvidas para usar outras tiras de matéria prima com outros tipos de perfis de seção transversal. Os métodos correntes permitem a formação de muitos tipos diferentes de perfis sem perturbar orientação de fibras contínuas ou continuidade das mesmas.
[0084] Operação 130 pode envolver aquecimento (bloco 132 na figura IA) de tira de matéria prima compósita 220 e redistribuir (bloco 134 na figura IA) material 229 para fora das quinas 228 do perfil de seção transversal 221a como mostrado nas figuras 5B e 5C. Especificamente, a figura 5B ilustra tira de matéria prima compósita 220 disposta dentro de forma 510. O perfil de seção transversal de forma pode ser arredondado. Entretanto, o diâmetro de forma 510 nesta localização (identificada como A-A e referência à figura 5A) é maior do que o diâmetro do perfil de seção transversal final 221b identificado por uma linha tracejada na figura 5B. Nesta localização, as quinas 228 da tira de matéria prima compósita 220 contatam a forma 510. Deve ser notado que as quinas 228 se estendem para fora do limite do perfil de seção transversal 221b e qualquer tal material externo será trazido para dentro dos limites (por exemplo, por carregamento de vazios) durante operação 130. Em algumas modalidades, material 229 redistribuído para fora das quinas 228 é livre de fibras 206.
[0085] Esta redistribuição do material externo durante operação 130 pode ser efetuada sem substancial impacto sobre o material que está dentro do imite de perfil de seção transversal 221b. Especificamente, a posição de fibras contínuas 206 dentro da tira de matéria prima compósita 220 fica retida durante operação 130 como, por exemplo, ilustrado nas figuras 5B e 5C mostrando perfil de seção transversal estático de porção central 224 da tira de matéria prima compósita 220. Isto pode ser obtido pelo aquecimento seletivo de quinas 228 de tira de matéria prima compósita 220 atribuível ao contato direto de quinas 228 com forma aquecida 510. A porção remanescente de tira de matéria prima compósita 220 pode ser aquecida menos do que quinas, devido à natureza de isolamento de calor dos materiais formando tira de matéria prima compósita 220 e velocidade com a qual a operação 130 é efetuada. Especificamente, durante a operação 130, a porção central 224 compreendendo fibras contínuas 206 pode ter uma temperatura menor do que o material 229 sendo redistribuído para fora das quinas 228. Como notado acima, material 229 pode ser livre de fibras contínuas 206.
[0086] A operação de mudança de perfil de seção transversal 130 pode ser efetuada pelo uso de liquefador 500, cujo exemplo está mostrado na figura 5A. O liquefador 500 pode incluir forma 510 com um perfil de seção transversal afunilado e aquecedor 512 para aquecer forma 510. Devido às fibras contínuas 206 de tira de matéria prima compósita 220 serem unidirecionais e contínuas, tira de matéria prima compósita 220 pode ser facilmente suprida através do liquefador 500 sem entupimento do mesmo (que é um problema comum com fibras contínuas cortadas e partículas usadas como suportes estruturais em compósitos). Além disso, tira de matéria prima compósita 220 pode reter substancialmente sua resistência à tração enquanto sendo suprida através do liquefador 500 novamente devido à natureza contínua de fibras contínuas 206, o que simplifica manuseio de tira de matéria prima compósita 220 durante a operação 130.
[0087] Em algumas modalidades, operação 130 não é efetuada. Tiras de matéria prima compósita 220 tendo um perfil retangular ou quadrado podem ser usadas para processamento subsequente. O método 100 pode envolver ainda a execução 140de fabricação aditiva usando tiras de matéria prima compósita 220.
[0088] A figura 1B é um fluxograma de processo correspondente a outro exemplo de método 100. Este exemplo envolve uma operação de revestimento efetuada sobre tiras fendilhadas e, desse modo, tiras de matéria prima compósita formadas pelo uso deste método podem ser referidas como tiras de matéria prima compósita revestidas 520. Vários exemplos de tiras de matéria prima compósita revestidas 520 estão mostrados nas figuras 5G-5K e descritos adicionalmente abaixo com referências a estas figuras e à operação de revestimento. A não ser mencionada especificamente, uma tira de matéria prima compósita identificada com número 220 pode ser referida a uma tira de matéria prima compósita não revestida para distinguir a mesma em relação à tira de matéria prima compósita revestida 520. Tiras de matéria prima compósita não revestidas 220 são convertidas em tiras de matéria prima compósita revestidas 520 durante a operação de revestimento.
[0089] Retomando à figura 1B, muitas operações de método 100 de formar tiras de matéria prima compósita revestidas 520 podem ser similares às correspondentes operações de método 100 de formar tiras de matéria prima compósita não revestidas 220, descrito acima com referência à figura IA. Várias referências ao fluxograma na figura IA e a correspondente descrição acima são feitas quando apropriadas.
[0090] A principal diferença entre os fluxogramas nas figuras IA e 1B é a operação de revestimento 136 do último fluxograma. Especificamente, operação de revestimento 136 pode ser efetuada após formar tiras de matéria prima compósita não revestidas 220. Como lembrança, tiras de matéria prima compósita não revestidas 220 podem ser formadas pelo fendilhamento de uma lâmina laminada durante a operação 120.
[0091] Em algumas modalidades, operação de revestimento 136 elimina a necessidade de mudar a forma de seção transversal da tira de matéria prima compósita durante a operação 130 pela redistribuição de pelo menos algum material sobre a superfície da tira. Nestas modalidades, a operação 130 não é efetuada. Altemativamente, quando operação 130 é efetuada, operação de revestimento 136 pode ser efetuada antes ou depois de operação 130. Em outras palavras, a operação de mudança de forma de seção transversal 130 pode ser efetuada sobre tiras de matéria prima compósita não revestidas 220 (seguidas pelo revestimento) ou sobre tiras de matéria prima compósita revestidas 520.
[0092] Outra diferença entre fluxogramas apresentados nas figuras IA e 1B ou, mais especificamente, uma diferença entre materiais usados nestes dois exemplos pode ser de distribuição de fibras em tiras de matéria prima compósita não revestidas 220. Esta distribuição de fibras corresponde àquela lâmina laminada usada para formar tiras de matéria prima compósita 220. No exemplo de método 100 apresentado na figura 1B, a operação de revestimento pode ser suada para mudança de forma de seção transversal em vez do rearranjo de porções das tiras de matéria prima compósita 220. Especificamente, tiras de matéria prima compósita 220 podem permanecer imperturbadas enquanto mudando a forma de seção transversal, por exemplo, pela adição do material de revestimento sobre a superfície externa de tiras de matéria prima compósita 220. Desse modo, toda a seção transversal das tiras de matéria prima compósita 220 pode incluir fibras contínuas. Porções livres de fibras não são necessárias em tiras de matéria prima compósita 220 neste exemplo particular, uma vez que tiras de matéria prima compósita 220 permanecem imperturbadas. As fibras contínuas podem ser posicionadas próximas a todas as superfícies de tiras de matéria prima compósita não revestidas 220. A lâmina laminada usada para formar tiras de matéria prima não revestidas 220 pode ser formada de lonas contendo fibra apenas e podem não incluir lona de resina externa.
[0093] Com referência à figura 1B, o método 100 pode compreender a formação de lâmina laminada 210 durante a operação 104. A operação 104 pode envolver a formação de assentamento 200 durante operação 102 seguida por assentamento de laminação 200 durante a operação 110. Alguns exemplos de operações 102 e 110 são descritos acima com referência à figura IA. Exemplos de assentamento 200 e lâmina laminada 210 estão ilustrados nas figuras 2A-2D, 3A e 3D. O assentamento 200 pode incluir uma ou mais lonas contendo fibra 204 e, em algumas modalidades, lonas de resina 202. Lonas de resina 202 podem ser suadas como lonas externas 208a e 208 (como, por exemplo, mostrado na figura 2A).
[0094] Em algumas modalidades, e diferentes do exemplo de método 100 descrito acima com referência à figura IA, o assentamento 200 formado de acordo com o método 100 da figura 1B pode ser formado apenas de lonas contendo fibra 204. A figura 2C ilustra exemplos desse assentamento 200 incluindo lonas contendo fibra 204a-204d. Deve ser notado que ambas as lonas externas 208a-208b, neste exemplo, são também lonas contendo fibra. Neste exemplo, a mudança de seção transversal de tiras de matéria prima compósita 202 pode ser obtida pelo revestimento destas tiras de matéria prima compósita 202 em vez da redistribuição do material.
[0095] Altemativamente, o assentamento 200 pode incluir uma ou maus lonas de resina em adição a uma ou mais lonas contendo fibra. Entretanto, lonas externas 208a-208b podem ser lonas contendo fibra. A figura 2D ilustra um exemplo deste assentamento, no qual lonas de resina 202a e 202b são posicionadas no interior do assentamento, enquanto lona contendo fibra 204a serve como uma lona externa 208a e lona contendo fibra 208a e lona contendo fibra 204d serve como outra lona externa 208b.
[0096] Como mencionado acima, a operação de revestimento pode ser usada para mudança de forma de seção transversal. Pelo menos nenhuma redistribuição de material pode ser efetuada sobre tira de matéria prima compósita não revestida 22 e nenhuma material livre de fibra é necessário sobre suas superfícies. Desse modo, lonas externas 208a-208b de assentamento 200 podem conter fibras contínuas.
[0097] Nestas modalidades, a fração volumétrica das fibras contínuas dento do assentamento 200 e, depois, na lâmina laminada 210 pode ser constante por toda a espessura, como, por exemplo, mostrado na figura 3C. Especificamente, a figura 3C ilustra perfil de fração volumétrica de fibra 219 por too a espessura da lâmina laminada 210 (ou matéria prima compósita não revestida 200). Entretanto, quando a camada de revestimento é formada, a distribuição de seção transversal muda, uma vez que as fibras contínuas não são geralmente providas nesta camada de revestimento.
[0098] Quando uma ou mais lonas de resina são suadas para formar assentamento 200, estas lonas podem ser livres de fibras contínuas e, em algumas modalidades, livres de outras cargas. Devido a algumas lonas terem fibras contínuas enquanto outras não as tenham, a fração volumétrica das fibras contínuas (dentro do assentamento 200 e, depois, com lâmina laminada 210) varia completamente. Tal exemplo está descrito acima com referência à figura 3B, onde a fração volumétrica das fibras contínuas pode ser maior na porção central 214 do que em ambas as porções superficiais 212 e 216. A comparação de perfis de fração volumétrica 219 nas figuras 3B e 3C, alguém experiente na técnica entendería que um maior carregamento de fibras contínuas pode ser possível quando o número de lonas de resina é reduzido ou mesmo completamente eliminadas do assentamento 200.
[0099] Retomando à figura 1B, o método 100 de formar tiras de matéria prima compósita revestidas 520 pode compreender fendilhamento de lâmina laminada 210 em tiras de matéria prima compósita durante a operação 120. Deve ser notado que as tiras de matéria prima compósita formadas durante a operação 120 são inda não revestidas. Vários exemplos de operação de fendilhamento 120 estão descritos acima com referência {a figura IA e são ainda mostrados nas figuras 3D e 4A.
[00100] Lâmina laminada 210 e, como resultado, tiras de matéria prima compósita fendilhadas 220 podem compreender resina 207 e fibras contínuas 206 se estendendo paralelas entre si ao longo do eixo primário 223 de tira 220 (ou seja, na direção-Y) como esquematicamente mostrado nas figuras 4B e 4C. O fendilhamento pode ser efetuado ao longo da direção paralela a todas as fibras contínuas 206, preservando, desse modo, continuidade de fibras 206.
[00101] Em algumas modalidades, a concentração de fibras contínuas 206 por toda a seção transversal de tiras de matéria prima compósita não revestidas 220 fica, pelo menos a cerca de 30% por volume ou mesmo pelo menos a cerca de 40%, pelo menos a cerca de 50%, ou ainda pelo menos a cerca de 60%. Tal alta concentração de fibras 206 pode prover excelentes propriedades mecânicas, como resistência à tração na direção de fibras 206.
Esta concentração pode ser atingida pela eliminação de porções livres de fibras contínuas 206, como porções superficiais 222 e 226 mostradas na figura 4B. Como descrito acima, porções superficiais livres de fibras 222 e 226 são necessárias, quando um revestimento não é usado, para redistribuir material nestas porções sem perturbar as fibras. Uma vez que as fibras 206 não sejam adicionadas ou removidas durante operação de fendilhamento 120, a concentração de fibras de lâmina laminada 210 e tiras de matéria prima compósita não revestidas 220 pode ser a mesma. Esta concentração pode ser controlada durante fabricação de lâmina laminada 210 ou, mais particularmente, enquanto formando assentamento 200 durante a operação.
[00102] Em algumas modalidades, o perfil de seção transversal de tiras de matéria prima compósita não revestidas 220 é selecionado do grupo consistindo de um retângulo, um quadrado, um círculo e um trapezoide. Alguns destes exemplos estão mostrados nas figuras 5D-5F. O perfil de seção transversal circular pode ser formado de um perfil retangular ou quadrado inicialmente pela redistribuição de material antes de revestimento como mais descrito abaixo com referência às figuras 5L e 5M. O perfil de seção transversal trapezoidal pode ser formado, por exemplo, quando uma ferramenta de fendilhamento em forma de cunha empurra parte do material na direção de fenda. Deve ser notado que a formação de um perfil circular a partir da seção transversal trapezoidal pela redistribuição de material sobre as superfícies de topo e de fundo pode ser desafiadora. A formação de uma camada de revestimento pode auxiliar a superar estes desafios.
[00103] Retomando à figura 1B, o método 100 pode prosseguir com revestimento de superfície externa 225 de tiras de matéria prima compósita 220 durante a operação 136. A operação de revestimento pode envolver uma técnica de revestimento por extmsão de cabeça cmzada, revestimento com pó, e técnica de revestimento baseada em solução. A figura 7B ilustra um exemplo de aparelho 720 para revestir tiras de matéria prima compósita 220 e formar tiras de matéria prima compósita 520.
[00104] Durante a operação 136, a camada de revestimento 522 é formada sobre a superfície externa 225 com mostrado esquematicamente nas figuras 5D e 5G. A camada de revestimento 522 pode incluir uma resina. Esta resina pode ser igual ou diferente da resina de tiras de matéria prima compósita não revestidas 220, que podem ser uma parte de lonas formando o assentamento 200. Por clareza, a resina de tiras de matéria prima compósita não revestidas 220 pode ser referida como primeira resina 207, enquanto a resina 522 pode ser referida como segunda resina 523 (referência à figura 5G. por exemplo. Em algumas modalidades, uma da primeira resina e segunda resina 522 compreende um ou mais materiais selecionados do gruo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilsulfeto (PPS), poliéterétercetona (PEEK), poliétercetonacetona (PEKK), poliéterimida (PEI), e poliimida termoplástica (TPI). Por exemplo, primeira resina 207 e segunda resina 523 podem ser ambas de poliétercetonacetona (PEKK).
[00105] Em algumas modalidades, o método usado para revestir camada 522 compreende uma carga adicionalmente à segunda resina 523. A carga pode ser selecionada do grupo consistindo de fibras, partículas e flocos. Por exemplo, a carga pode compreender fibras descontínuas, que são diferentes das fibras contínuas da lâmina e, depois, das tiras de matéria prima compósita pelo menos baseadas em sua relação de aspecto. A carga pode ser selecionada do grupo consistindo de um aditivo sensitivo a calor, um reforço mineral, um estabilizador termal, um estabilizador de ultravioleta (UV), um lubrificante, um retardante de chama, um aditivo condutor, um pigmento, e várias combinações dos mesmos. Em um exemplo, a carga é um aditivo sensitivo a calor. NO mesmo outro exemplo, a carga é um estabilizador termal. No mesmo ou em outro exemplo, a carga é um reforço mineral. No mesmo ou em outro exemplo, a carga é um estabilizador termal. No mesmo e outro exemplo, a carga é um estabilizador de ultravioleta (UV). No mesmo e em outro exemplo, a carga é um lubrificante. No mesmo ou em outro exemplo, a carga é um retardante de chama. No mesmo ou em outro exemplo, a carga é um aditivo condutor. No mesmo ou em outro exemplo, a carga é um pigmento.
[00106] Em algumas modalidades, a espessura de camada de revestimento 522 é uniforme. Este tipo de camada de revestimento pode ser ainda referido como revestimento conformai. Por exemplo, a variação de espessura pode ser menor do que 20% ou ainda menor do que 10%. Nestas modalidades, a seção transversal de tira de matéria prima compósita revestida 520 pode representar uma variação escalada da seção transversal de tiras de matéria prima compósita 220 antes de seu revestimento, por exemplo, como esquematicamente mostrado nas figuras 5H e 5K.
[00107] Em algumas modalidades, a seção transversal de tiras de matéria prima compósita 220 ou, mais especificamente, o perfil de seção transversal de tiras de matéria prima compósita 220 permanece a mesma durante operação de revestimento 136. Esta retenção de forma está esquematicamente mostrada nas figuras 5D e 5G. Nestas modalidades, o processo de revestimento não perturba tiras de matéria prima compósita 220.
[00108] A despeito do perfil de seção transversal de tiras de matéria prima compósita 220 permanecer o mesmo durante a operação de revestimento 136, o perfil de seção transversal de tiras de matéria prima compósita revestidas 520 pode ser diferente do que o das tiras de matéria prima compósita não revestidas 220. Por exemplo, tiras de matéria prima compósita não revestidas 220 podem ter um perfil retangular, quadrático ou trapezoidal conforme descrito acima. Tira de matéria prima compósita revestida 520 formada de esta tira de matéria prima compósita não revestida 220 pode ter um perfil circular ou um perfil oval como, por exemplo, esquematicamente mostrado nas figuras 5D e 5G.
[00109] Vários exemplos de tira de matéria prima compósita revestida 520 estão mostrados nas figuras 5G-5K. Em algumas modalidades, o perfil de seção transversal de tiras de matéria prima compósita não revestidas 520 pode ser o mesmo das tiras de matéria prima compósita revestidas 220, ver, por exemplo, figura 5H ou 5K. Alguém experiente na técnica entendería que dimensão principal do perfil de seção transversal aumentará ainda nestes exemplos. Em geral, o perfil de seção transversal de tira de matéria prima compósita revestida 52 é selecionado do grupo consistindo de um oval, um círculo, um retângulo, um quadrado, e um retângulo de quinas arredondadas, e um quadrado de quina arredondada.
[00110] Em algumas modalidades, antes da operação de revestimento 136, o método 100 pode envolver mudança do perfil de seção transversal de tira de matéria prima compósita não revestida 220 durante a operação 130. Este exemplo está esquematicamente mostrado nas figuras 5L-5N. Especificamente, a figura 5L ilustra tira de matéria prima compósita não revestida 220 tendo uma forma de seção transversal quadrada. Esta forma pode ser u resultado de operação de fendilhamento 120, por exemplo. Durante a operação 130, esta forma de seção transversal quadrada é mudada pela redistribuição de material de tira de matéria prima compósita não revestida 220. Esta operação está descrita com mais detalhe com referência à figura IA. A figura 5M ilustra ainda tira de matéria prima compósita não revestida 220 tendo uma forma de seção transversal circular após esta operação. Subsequentemente, esta tira de matéria prima compósita circular 220 pode ser revestida formando, desse modo, tira de matéria prima compósita revestida 520 como, esquematicamente, mostrado na figura 5N.
[00111] Em algumas modalidades, o método 100 pode envolver a mudança de perfil de seção transversal de tira de matéria prima compósita revestida 520. Em outras palavras, operação de mudança de forma 130 é efetuada após operação de revestimento 136. Este exemplo está esquematicamente mostrado nas figuras 50-5Q. Especificamente, a figura 50 ilustra tira de matéria prima compósita não revestida 220 tendo uma forma de seção transversal quadrada. Esta tira de matéria prima compósita quadrada 220 pode ser revestida formando, desse modo, tira de matéria prima compósita revestida 520, como mostrado esquematicamente na figura 5P. Durante a operação 130, esta forma de seção transversal quadrada é mudada pela redistribuição de material de camada de revestimento 522 de tira de matéria prima compósita revestida 220. Sem ser restrita a qualquer teoria em particular, acredita-se que a abordagem mostrada nas figuras 50-5Q pode ser menos impactante a fibras contínuas 206 do que a abordagem mostrada nas figuras 5L-5N.
[00112] Características de várias modalidades de tiras de matéria prima compósita revestidas para uso em fabricação aditiva foram exploradas pelo uso de uma análise ilustrativa. Nesta análise, um revestimento de resina limpa (livre de fibras) ou um revestimento de resina contendo 30%, em peso, de fibras descontínuas é aplicado a um núcleo laminado quadrado constituído por lonas contendo fibra. Este núcleo tem uma fração volumétrica constante de fibras contínuas de cerca de 60% por toda sua espessura. A figura 8B é um gráfico de fração volumétrica de revestimento para um revestimento circular em função da espessura de laminado e da espessura de revestimento. Para um núcleo de laminado quadrado, a largura laminada é igual à espessura do laminado, e a espessura do laminado aumenta discretamente com base no número de lonas contendo fibra usados no assentamento. As espessuras de laminado descritas na figura 8B correspondem a lonas contendo 4-9 fibras. O tamanho relativo de pontos de dados corresponde ao diâmetro de haste revestida final, com linhas contínuas conectando modalidades com o mesmo diâmetro igual ao dado para a esquerda da série. A espessura de revestimento é dada pela espessura de revestimento mínima medida radialmente da quina do núcleo de laminado como mostrado no inserto da figura. Linhas pontilhadas conectam modalidades com a mesma espessura mínima de revestimento igual àquela listada para a direita da série. Para estreitar a faixa de possibilidades àquelas de significativo técnico para fabricação e uso práticos, as restrições a seguir foram colocadas a estas modalidades e àquelas que seguem com outras formas de seção transversal de revestimento : (1) a espessura de laminado é maior do que 0,030 polegada para operações de fendilhamento práticas; (2) a espessura de revestimento mínima em qualquer localização na seção transversal é de 0,040 polegada ou maior, para permitir tolerância de fabricação na operação de revestimento; (3) a maior dimensão na seção transversal deve ser menor do que 0,070 polegada para permitir que matéria prima entre em um liquefador com um dispositivo d entrada de 0,070 polegada; e (4) para assegurar que nenhuma interferência de fibra contínua ocorra com a parede do liquefador, um mínimo de 0,001 polegada de material de revestimento é mantido entre o núcleo de laminado contendo fibra contínua e a parede do liquefador após qualquer conversão de forma. Com estas restrições, o espaço de solução para modalidade satisfatória é denotado pela região triangular iluminada na figura 8B. Frações volumétricas relativamente grandes de revestimento são necessárias, de 51%-65%. Isto se traduz em 20-28% de teor de fibras por volume na haste revestida final para um revestimento de resina pura e 36-40% para um revestimento com 30% em peso de fibras descontínuas.
[00113] O teor de fibras no material revestido final está em gráfico na figura 8C em função da espessura de laminado, forma de seção transversal de matéria prima revestida final, e material de revestimento. Os espaços de solução iluminados satisfazem as quatro restrições listadas previamente para núcleos laminados quadrados com revestimentos das formas a seguir: circular, quadrada e quadrada com quinas arredondadas. Os espaços de solução correspondentes a revestimentos com resina pura e com 30% em peso de fibras descontínuas são dados pelas regiões com bordas sólidas e aquelas com bordas pontilhadas, respectivamente. Revestimentos circulares não exigem conversão de forma no liquefador durante fabricação aditiva, enquanto revestimentos quadrados e quadrados arredondados exigem conversão de forma para circular no liquefador ou antes ao liquefador. A área de seção transversal da saída do liquefador é igual à área de seção transversal da matéria prima revestida de entrada para assegurar fluxo firme e estável através do liquefador seja mantido.
[00114] Os espaços de solução para matérias primas revestidas circulares na figura 8C correspondem à região triangular iluminada na figura 8B. A espessura de núcleo laminado máxima ~e limitada para assegurar que a matéria prima revestida final possa ser suprida confiavelmente em 0.070 polegada de entrada de liquefador, e o teor de fibras poder ser obtido é limitado pela quantidade de revestimento necessária para assegurar que a espessura mínima de revestimento seja de pelo menos 0,040 polegada para a praticabilidade da operação de revestimento.
[00115] A fração volumétrica de revestimento podería ser, conceitualmente, diminuída e, portanto, o teor global de fibras aumentado pelo revestimento com um revestimento quadrado e permitindo que a forma seja mudada no liquefador como ilustrado nas figuras 50-5Q. O espaço de solução de revestimento quadrado é limitado a pequenas espessuras de laminado para permitir que a matéria prima entre em 0,070 polegada de entrada de liquefador. A faixa de troe e fibra para a matéria prima revestida resulta da variação de espessura de revestimento, como medida do lado do núcleo e laminado, com maior teor de fibra resultante de espessuras de revestimento mais finas. Um mínimo de 0,005 polegada espessura de revestimento é necessário para assegurar que a fração volumétrica de revestimento geral seja grande o suficiente que pelo menos 0,001 polegada de material de revestimento seja mantido entre as quinas do núcleo de laminado e da parede do liquefador após a conversão de forma para círculo. Esta espessura de revestimento fornece o máximo teor de fibra de 34% para um revestimento de resina pura e 44% para 30% em peso de revestimento carregado por fibra descontínua.
[00116] O espaço de solução pode ser expandido para maiores espessuras de laminado enquanto maximizando ainda o teor global de fibra pelo uso de um revestimento de quadrado com quina arredondada, como ilustrado na figura 51. Maiores espessuras de núcleo de laminado são capazes de serem usadas devido à maior dimensão na seção transversal, a distância diagonal a quinas opostas, é reduzida. Casos em que a maior dimensão é 0,070 polegada são também aceitos devido à menor área de contato com as paredes de liquefador na entrada permite mais suprimento confiável em comparação com espessuras circulares que têm completo contato com as paredes. Para dada espessura de laminado, o teor de fibra na matéria prima revestida pode ser aumentado pelo uso de revestimentos mais finos, medidas a partir do lado do laminado, com quinas arredondadas de modo que a distância diagonal seja de 0,070 polegada. O máximo teor de fibra que pode ser obtido é também plotado para cada espessura de laminado na qual a espessura de revestimento na quina arredondada, medida radialmente da quina do laminado, é mantida no valor mínimo aceitável de 0,004 polegada para operação de revestimento prática. Com estas máximas quinas arredondadas, a espessura de revestimento medida do lado do laminado deve ser 0,005 polegada, 0,0006 polegada e 0,007 polegada para espessuras de laminado de 0,033 polegada, 0,039 polegada, e 0,044 polegada, respectivamente, fornecendo teores de fibra de 34-35% por volume usando um revestimento de resina pura e 44% por volume usando um revestimento com 30% em peso de fibras descontínuas.
Exemplos de aeronaves e métodos de fabricação e operação de aeronave.
[00117] As modalidades ilustradas proveem um método de fabricação inédito de formar tiras de matéria prima compósita com orientações unidirecionais contínuas de fibras contínuas e feito de medida a distribuição destas fibras contínuas por toda a seção transversal das tiras. Além disso, estes métodos proveem diferentes perfis de seção transversal e/ou dimensões das tiras. Processamento contínuo usado nestes métodos não apenas aumenta rendimento de processamento, mas também provê alto nível de controle de várias características das tiras de matéria prima compósita. As modalidades encontram usos aplicáveis em uma ampla variedade de aplicações potenciais, incluindo, por exemplo, na indústria aeroespacial. O método revelado é idealmente adequado para fabricação aditiva de partes tendo geometrias complexas, como colchetes, suportes de grampo, alavancas de ligação, ou mais geralmente, qualquer estrutura de seção transversal irregular, que são atualmente formadas de metal (por exemplo, travetas, acessórios finais). As partes devem ser geralmente distinguidas de partes tendo geometrias simples (por exemplo, linear) como vigas (como de seções transversais não variáveis). O método revelado é também adequado para segmentos de parte de tipos exclusivos, padronizados, muito limitados com seção transversal não variável, que poderíam ser fabricados pelo uso de fabricação aditiva.
[00118] Exemplos da presente invenção podem ser descritos no contexto de fabricação de aeronave e método de serviço 1100, como mostrado na figura 9, e aeronave 1102, como mostrada na figura 10. Durante pré-produção, o método 1100 pode incluir especificação e projeto (bloco 1104) de aeronave 1102 e aquisição de material (bloco 1106). Durante produção, fabricação de componentes e subconjunto (bloco 1108) e integração de sistema (bloco 1110) de aeronave 1102 podem ocorrer. Tiras de matéria prima compósita podem ser formadas e usadas em fabricação aditiva durante uma destas etapas, por exemplo, especificação e projeto (bloco 1104) de aeronave 1102, aquisição de material (bloco 1106), fabricação de componentes e subconjunto (bloco 1108) e integração de sistema (bloco 1110) de aeronave 1102. Em seguida, aeronave 1102 pode passar por certificação e despacho (bloco 1112) para ser colocada em serviço (bloco 1114). Enquanto em serviço, a aeronave 1102 pode ser programada para manutenção e serviço de rotina (bloco 1116). Manutenção e serviço de rotina podem incluir modificação, reconfiguração, renovação etc. de um ou mais sistemas de aeronave 1102.
[00119] Cada um dos processos de método 1100 pode ser realizado ou executado por um integrador de sistema, uma terceira empresa, e/ou um operador (por exemplo, um freguês). Para os fins desta descrição, um integrador de sistema pode incluir, sem limitação, qualquer número de fabricantes e principais subcontratados de sistemas de aeronave; uma terceira empresa pode incluir, sem limitação, qualquer número de vendedores, subcontratados e fornecedores; e um operador pode ser uma linha aérea, empresa de leasing, entidade militar, organização e serviço etc.
[00120] Como mostrado na figura 10, a aeronave 1102 produzida pelo método 1100 pode incluir carcaça de aeronave 1118 com uma pluralidade de sistemas de alto nível 1120 e interior 1122. Exemplos de sistemas de alto nível 1120 incluem um ou mais de sistema de propulsão 1124, sistema elétrico 1126, sistema hidráulico 1128, e sistema ambiental 1130. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído. Embora o exemplo de aeroespaço esteja mostrado, os princípios aqui revelados podem ser aplicados a outras indústrias, como indústria automotiva. Consequentemente, em adição à aeronave 1102, os princípios aqui revelados podem ser aplicados a outros veículos, por exemplo, veículos terrestres, marinhos, espaciais etc.
[00121] Aparelho(s) e método(s) mostrados ou descritos aqui podem ser empregados durante qualquer um ou mais dos estágios de método 1100. Por exemplo, componentes ou subconjuntos correspondentes à fabricação de componente e subconjunto (bloco 1108) podem ser fabricados ou manufaturados de maneira similar aos componentes e subconjuntos produzidos enquanto aeronave 1102 está em serviço (bloco 1114). Além disso, um ou mais exemplos dos aparelhos e métodos, ou de suas combinações podem ser utilizados durante estágios de produção (bloco 1108 e bloco 1110), por exemplo, por substancialmente expedir montagem de, ou, reduzir o custo de aeronave 1102. Similarmente, um ou mais exemplos de realizações dede aparelho ou método, ou uma combinação dos mesmos, pode ser utilizado, por exemplo, e sem limitação, enquanto a aeronave 1102 estiver em serviço (bloco 1114) e/ou durante manutenção e serviço (bloco 1116). Conclusão [00122] Diferentes exemplos dos aparelhos e métodos aqui revelados incluem uma variedade de componentes, características e funcionalidades. Deve ser entendido que os vários exemplos dos aparelhos e métodos aqui revelados podem incluir qualquer dos componentes, características, e funcionalidades de qualquer de outros exemplos dos aparelhos e métodos aqui revelados em qualquer combinação, e todas essas possibilidades se destinam a ficar incluídas no espírito e escopo da presente invenção.
[00123] Muitas modificações de exemplos aqui apresentados poderão ser vislumbradas por alguém experiente na técnica à qual a presente invenção pertence tendo o benefício dos ensinamentos apresentados nas descrições a seguir e desenhos anexos.
[00124] Desse modo, em resumo, de acordo um primeiro aspecto da presente invenção, é provido: Al. Um método para formar tiras de matéria prima compósita revestidas para fabricação aditiva, o método compreendendo: fendilhar uma lâmina em tiras de matéria prima compósita, a lâmina compreendendo uma primeira resina e fibras se estendendo paralelas uma à outra dentro da lâmina, o fendilhamento sendo realizado ao longo de uma direção paralela a todas as fibras dentro da lâmina, e revestir uma superfície externa das tiras de matéria prima compósita com um material compreendendo uma segunda resina com a qual formar as tiras de matéria prima compósita compreendendo uma camada de revestimento disposta sobre as tiras de matéria prima compósita. A2. É também provido o método do parágrafo Al, no qual as fibras se estendem paralelas uma à outra dentro da lâmina são fibras contínuas. A3. É também provido o método do parágrafo Al, no qual uma distribuição das fibras por toda uma seção transversal das tiras de matéria prima compósita é uniforme. A4. É também provido o método do parágrafo Al, no qual uma concentração das fibras por toda uma seção transversal das tiras de matéria prima compósita é, de pelo menos, cerca de 40% por volume. A5. É também provido o método do parágrafo Al, no qual uma seção transversal das tiras de matéria prima compósita permanece a mesma enquanto o revestimento da superfície externa das tiras de matéria prima compósita com o material. r A6. E também provido o método do parágrafo Al, no qual uma espessura da camada de revestimento sobre a superfície externa das tiras de matéria prima compósita é uniforme. r A7. E também provido o método do parágrafo Al, no qual o material usado para camada de revestimento compreende adicionalmente uma carga selecionada do grupo consistindo de fibras, partículas e flocos. r A8. E também provido o método do parágrafo 7, no qual a carga compreende fibras descontínuas. r A9. E também provido o método do parágrafo 7, no qual a carga é selecionada do grupo consistindo de um aditivo sensitivo a calor, um reforço mineral, um estabilizador termal, um estabilizador de ultravioleta (UV), um lubrificante, um retardante de chama, um aditivo condutivo, e um pigmento. A10. É também provido o método do parágrafo Al, no qual o revestimento é realizado pelo uso de um de uma técnica de revestimento por extrusão de cabeçote cruzado, revestimento com pó, ou uma técnica de revestimento baseada em solução.
All. É também provido o método do parágrafo Al, no qual um perfil de seção transversal das tiras de matéria prima compósita é selecionado do grupo consistindo de um retângulo, um quadrado e um trapezoide, e no qual um perfil de seção transversal das tiras de matéria prima compósita revestidas é selecionado do grupo consistindo de um oval, um círculo, um retângulo, um quadrado, e um retângulo com quina arredondada, e um quadrado com quina arredondada. A12. É também provido o método do parágrafo Al, no qual no qual uma da primeira resina e da segunda resina compreende um ou mais materiais selecionados do grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilsulfeto (PPS), poliéterétercetona (PEEK), poliétercetona cetona (PEKK), poliéterimida (PEI), e poliimida termoplástica (TPI). r Al3. E também provido o método do parágrafo Al, no qual a primeira resina e a segunda resina são as mesmas. A14. E também provido o método do parágrafo A13, no qual a primeira resina e a segunda resina são ambas poliétercetonacetona (PEKK). r Al5. E também provido o método do parágrafo Al, compreendendo ainda antes de fendilhar a lâmina, formar um assentamento compreendendo lonas contendo fibra e laminar o assentamento formando, desse modo, a lâmina.
Al6. E também provido o método do parágrafo Al5, no qual todas as lâminas do assentamento são as lonas contendo fibra. r Al7. E também provido o método do parágrafo Al, compreendendo ainda, antes do fendilhamento da lâmina, formar um assentamento compreendendo uma ou mais lonas contendo fibra e uma ou mais de lonas de resina e laminar o assentamento formando, desse modo, a lâmina.
Al8. É também provido o método do parágrafo Al7, no qual uma fração volumétrica das fibras dentro da lâmina laminada varia por toda uma espessura da lâmina laminada.
Al9. É também provido o método do parágrafo Al8, no qual a fração volumétrica das fibras dentro da lâmina laminada é maior em um centro da lâmina laminada ao longo da espessura da lâmina laminada do que em uma de superfícies da lâmina laminada. A20. É também provido o método do parágrafo A19, compreendendo ainda, antes do revestimento da superfície externa das tiras de matéria prima compósita, mudar um perfil de seção transversal de cada uma das tiras de matéria prima compósita. A21. É também provido o método do parágrafo Al, compreendendo ainda efetuar fabricação aditiva pelo uso de tiras de matéria prima compósita.
[00125] De acordo outro aspecto da presente invenção, é provido: B1. Uma tira de matéria prima compósita revestida, a tira de matéria prima compósita revestida compreendendo: uma tira de matéria prima compósita compreendendo uma primeira resina e fibras se estendendo paralelas uma à outra dentro da lâmina, e uma camada de revestimento compreendendo uma segunda resina e disposta sobre uma superfície externa das tiras de matéria prima compósita e formar uma concha ao redor da tira de matéria prima compósita, a camada de revestimento compreendendo uma segunda resina. r B2. E também provida a tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo Bl, em que as fibras se estendendo paralelas uma à outra dentro da lâmina são fibras contínuas. Β3. É também provida a tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo Bl, em que as fibras se estendendo paralelas uma à outra dentro da lâmina são fibras contínuas. B3. É também provida a tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo B1, em que uma distribuição das fibras por toda uma seção transversal da tira de matéria prima compósita é uniforme. B4. É também provida a tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo B1, em que uma concentração das fibras por toda uma seção transversal da tira de matéria prima compósita é, de pelo menos, cerca de 40% por volume. B5. É também provida a tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo B1, em que uma espessura da camada de revestimento sobre a superfície externa da tira de matéria prima compósita é uniforme. r B6. E também provida a tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo Bl, em que a camada de revestimento compreende adicionalmente uma carga selecionada do grupo consistindo de fibras, partículas e flocos. B7. A tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo B6, em que o carregamento compreende fibras descontínuas. B8. A tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo B6, em que o carregamento é selecionado do grupo consistindo de um aditivo sensitivo a calor, um reforço mineral, um estabilizador termal, um estabilizador de ultravioleta (UV), um lubrificante, um retardante de chama, um aditivo condutivo e um pigmento. B9. A tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo B1, em que um perfil de seção transversal da tira de matéria prima compósita é selecionado do grupo consistindo de um retângulo, um quadrado e um trapezoide, e no qual um perfil de seção transversal das tiras de matéria prima compósita revestidas é selecionado do grupo consistindo de um oval, um círculo, um retângulo, um quadrado, e um retângulo com quina arredondada, e um quarado com quina arredondada. ΒΙΟ. A tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo B1, em que uma da primeira resina e segunda resina compreende um ou mais materiais selecionados do grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilsulfeto (PPS), poliéterétercetona (PEEK), poliétercetonacetona (PEKK), poliéterimida (PEI), e poliimida termoplástica (TPI). B11. A tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo Bl, em que a primeira resina e a segunda resina são as mesmas. B12. A tira de matéria prima compósita revestida do parágrafo B11, em que a primeira resina e a segunda resina são ambas poliétercetonacetona (PEKK).
Cl. Um método para formar tiras de matéria prima compósita para fabricação aditiva, o método compreendendo: formar um assentamento compreendendo uma ou mais lonas contendo fibra e uma ou mais lonas de resina, todas as fibras contínuas em todas de uma ou mais lonas contendo fibra formando o assentamento sendo paralelas uma à outra, laminar o assentamento formando, desse modo, uma lâmina laminada; e fendilhar a lâmina laminada em tiras de matéria prima compósita, o fendilhamento sendo realizado ao longo de uma direção paralela a todas as fibras contínuas dentro da lâmina laminada. C2. E também provido o método do parágrafo Cl, em que uma fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada varia por toda uma espessura da lâmina laminada. r C3. E também provido o método do parágrafo C2, em que a fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada é maior em um centro da lâmina laminada ao longo da espessura da lâmina laminada do que uma das superfícies da lâmina laminada. C4. É também provido o método do parágrafo C3, em que a fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada é maior no centro da lâmina laminada do que em ambas as superfícies da lâmina laminada. C5. É também provido o método do parágrafo C4, em que um perfil de fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada é simétrico em relação ao centro da lâmina laminada. C6. É também provido o método do parágrafo C3, em que uma porção da lâmina laminada formando a uma das superfícies da lâmina laminada é livre de fibras contínuas. C7. É também provido o método do parágrafo C6, em que uma razão de uma espessura da porção livre de fibras contínuas e uma espessura total da lâmina laminada é entre cerca de 5% e 45%. C8. É também provido o método do parágrafo Cl, em que uma média de uma fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada é entre cerca de 1 % e 60% na média. r C9. E também provido o método do parágrafo Cl, em que um perfil de seção transversal de cada uma das tiras de matéria prima compósita é um quadrado. r CIO. E também provido o método do parágrafo Cl, em que todas as fibras contínuas em cada das tiras de matéria prima compósita são paralelas a um eixo primário desta tira de matéria prima compósita.
Cll. E também provido o método do parágrafo Cl, compreendendo ainda mudar um perfil de seção transversal de cada das tiras de matéria prima compósita. r Cl2. E também provido o método do parágrafo Cl 1, em que a mudança do perfil de seção transversal de cada das tiras de matéria prima compósita compreende aquecer cada das tiras de matéria prima compósita e redistribuir um material fora das quinas do perfil de seção transversal. 04. É também provido o método do parágrafo 03, em que o material redistribuído fora das quinas é livre de fibras contínuas. 05. É também provido o método do parágrafo 03, em que a posição das fibras contínuas dentro de cada das tiras de matéria prima compósita é retida enquanto redistribuindo o material fora das quinas de perfil de seção transversal. 06. É também provido o método do parágrafo 05, em que, durante a mudança do perfil de seção transversal de cada das tiras de matéria prima compósita, uma porção de cada das tiras de matéria prima compósita compreendendo fibras contínuas tem uma temperatura menor do que a do material redistribuído fora das quinas que é livre de fibras contínuas. r 07. E também provido o método do parágrafo 01, em que a mudança do perfil de seção transversal de cada das tiras de matéria prima compósita é realizada pelo uso de um liquefador. 08. É também provido o método do parágrafo O, em que pelo menos uma lona externa do assentamento é uma de uma ou mais lonas de resina. 09. É também provido o método do parágrafo 08 em que ambas as lonas externas do assentamento são duas da uma ou mais lonas de resina r C20. E também provido o método do parágrafo 08, em que a uma ou mais lonas de resina são livres das fibras contínuas. C21. É também provido o método do parágrafo O, em que a uma ou mais lonas de resina compreende um ou mais materiais selecionados do grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilenossulfeto (PPS), poliéterétercetona (PEEK), poliétercetonacetona (PEKK), poliéterimida (PEI), e poliamida termoplástica (TPI). C22. É também provido o método do parágrafo Cl, em que a uma ou mais lonas de resina compreende poliétersulfona (PES). C23. É também provido o método do parágrafo Cl, em que grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilsulfeto (PPS), poliéterétercetona (PEEK), poliétercetonacetona (PEKK), poliéterimida (PEI). C24. E também provido o método do parágrafo Cl, em que a uma ou mais lonas contendo fibra compreende poliétercetonacetona (PEKK). C25. E também provido o método do parágrafo Cl, em que as fibras contínuas têm um comprimento médio de pelo menos 100 pés nas tiras de matéria prima compósita. C26. E também provido o método do parágrafo Cl, em que as tiras de matéria prima compósita têm uma dimensão principal de seção transversal de menos do que 0,050 polegada. C27. E também provido o método do parágrafo Cl, em que a formação de assentamento e laminar lâmina são realizadas em um processo de rolo-para-rolo. C28. E também provido o método do parágrafo Cl, em que o fendilhamento da lâmina laminada em tiras de matéria prima compósita é realizado pelo uso de um de fendilhamento por jato de água, corte rotacional, fendilhamento por roda de pressão, ou fendilhamento por rolo. C29. E também provido o método do parágrafo Cl, em que o fendilhamento da lâmina laminada em tiras de matéria prima compósita é realizado em um processo de rolo-para-rolo. C30. E também provido o método do parágrafo Cl, compreendendo ainda efetuar fabricação aditiva pelo uso de tiras de matéria prima compósita.
Dl. Uma tira de matéria prima compósita para fabricação aditiva, a tira de matéria prima compósita compreendendo: uma resina; e fibras contínuas sendo paralelas uma à outra e se estendendo ao longo de pelo menos uma direção perpendicular ao eixo primário da tira de matéria prima compósita; uma fração volumétrica das fibras contínuas variando ao longo de pelo menos uma direção perpendicular ao eixo primário da tira de matéria prima compósita, uma fração volumétrica das fibras contínuas variando ao longo de pelo menos uma direção perpendicular ao eixo primário da tira de matéria prima compósita. D2. É também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que a fração volumétrica das fibras contínuas dentro da tira de matéria prima compósita é maior em um centro da tira de matéria prima compósita ao longo do eixo primário do que em uma superfície da tira de matéria prima compósita. r D3. E também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que a fração volumétrica das fibras contínuas varia ao longo de ambas as direções perpendiculares ao eixo primário da tira de matéria prima compósita. r D4. E também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que a tira de matéria prima compósita é livre de vazios. r D5. E também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que uma fração volumétrica das fibras contínuas dentro da lâmina laminada é entre cerca de 1 % e 60% na média. r D6. E também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que as fibras contínuas são contínuas ao longo de u comprimento da tira de matéria prima compósita. r D7. E também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que todas as fibras contínuas são paralelas a um eixo primário da tira de matéria prima compósita. D8. É também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que um perfil de seção transversal da tira de matéria prima compósita é um quadrado. D9. É também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que um perfil de seção transversal da tira de matéria prima compósita é um círculo. D10. É também provida tira de matéria prima compósita do parágrafo Dl, em que a resina compreende um ou mais materiais do grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilenossulfeto (PPS), poliéterétercetona (PEEK), poliétercetonacetona (PEKK), poliéterimida (PEI), e poliamida termoplástica (TPI).
[00126] Por conseguinte, deve ser entendido que a presente invenção não está limitada aos exemplos específicos ilustrados e que modificações e outros exemplos são pretendidos como incluídos no escopo das reivindicações apensas. Além disso, embora a descrição acima e as reivindicações descrevem exemplos da presente invenção no contexto de certas combinações ilustrativas de elementos e/ou funções, deve ser apreciado que diferentes combinações de elementos e/ou funções podem ser providas por implementações alternativas sem se afastar do escopo das reivindicações apensas. Consequentemente, números de referência entre parênteses nas reivindicações apensas são apresentados para fins ilustrativos apenas e não têm a intenção de limitar o escopo do assunto reivindicado aos exemplos específicos providos na presente invenção.
REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Método para formar tiras de matéria prima compósita para fabricação aditiva, o método caracterizado pelo fato de que compreende: fendilhar uma lâmina em tiras de matéria prima compósita, a lâmina compreendendo uma primeira resina e fibras se estendendo paralelas uma à outra dentro da lâmina; fendilhamento sendo realizado ao longo de uma direção paralela a todas as fibras dentro da lâmina; e revestir uma superfície externa das tiras de matéria prima compósita com um material compreendendo uma segunda resina formando, desse modo, as tiras de matéria prima compósita revestidas compreendendo uma camada de revestimento disposta sobre as tiras de matéria prima compósita.
2. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras se estendendo paralelas uma à outra dentro da lâmina são fibras contínuas.
3. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma distribuição das fibras por toda uma seção transversal das tiras de matéria prima compósita é uniforme.
4. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma concentração das fibras por toda uma seção transversal das tiras de matéria prima compósita é, pelo menos de cerca de 40% por volume.
5. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma seção transversal das tiras de matéria prima compósita permanece a mesma enquanto revestindo a superfície externa das tiras de matéria prima compósita com o material.
6. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma espessura da camada de revestimento sobre a superfície externa das tiras de matéria prima compósita é uniforme.
7. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um perfil de seção transversal das tiras de matéria prima compósita é selecionado do grupo consistindo de um retângulo, um quadrado e um trapezoide, e em que um perfil de seção transversal das tiras de matéria prima compósita revestidas é selecionado do grupo consistindo de um oval, um círculo, um retângulo, um quadrado, e um retângulo com quina arredondada, e um quadrado com quina arredondada.
8. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, antes do fendilhamento da lâmina, formar um assentamento compreendendo lonas contendo fibra e laminar o assentamento formando, desse modo, a lâmina.
9. Método de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente, antes de fendilhamento da lâmina, formar um assentamento compreendendo uma ou mais lonas contendo fibra e uma ou mais de lonas de resina e laminar o assentamento formando, desse modo, a lâmina.
10. Tira de matéria prima compósita revestida, a tira de matéria prima compósita revestida caracterizada pelo fato de que compreende: uma tira de matéria prima compósita compreendendo uma primeira resina e fibras se estendendo paralelas uma à outra dentro da lâmina; e uma camada de revestimento compreendendo uma segunda resina e disposta em uma superfície externa da tira de matéria prima compósita e formando uma casca em tomo da tira de matéria prima compósita, a camada de revestimento compreendendo uma segunda resina.
11. Tira de matéria prima compósita revestida de acordo a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que as fibras se estendem paralelas uma à outra dentro da lâmina são fibras contínuas.
12. Tira de matéria prima compósita revestida de acordo a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que uma concentração das fibras por toda uma seção transversal da tira de matéria prima compósita é, pelo menos de cerca de 40% por volume.
13. Tira de matéria prima compósita revestida de acordo a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a camada de revestimento compreende adicionalmente uma carga selecionada do grupo consistindo de fibras, partículas e flocos.
14. Tira de matéria prima compósita revestida de acordo a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que um perfil de seção transversal da tira de matéria prima compósita é selecionado de um grupo que consiste de um retângulo, um quadrado, e um trapezoide e em que um perfil de seção transversal da tira de matéria prima compósita revestida é selecionado do grupo consistindo de um oval, um círculo, um retângulo, um quadrado e um retângulo de quinas arredondadas, e um quadrado de quinas arredondadas.
15. Tira de matéria prima compósita revestida de acordo a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que uma da primeira resina e da segunda resina compreende um ou mais materiais selecionados do grupo consistindo de poliétersulfona (PES), polifenilenossulfeto (PPS), poliéterétercetona (PEEK), poliétercetonacetona (PEKK), polieterimida (PEI), e poliamida termoplástica (TPI).
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