BR102018006038A2

BR102018006038A2 - Método, aparelho, e, sistema.

Info

Publication number: BR102018006038A2
Application number: BR102018006038-4A
Authority: BR
Inventors: Andrew Klimovski; Karlgren Ka-Tsun Lai; Benjamin Stanislaw Zielinski
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2019-02-26
Also published as: JP2018183985A; JP7160548B2; BR102018006038B1; RU2760375C2; US20180311917A1; US11772337B2; KR102428736B1; RU2018104991A; CN108790220A; CN108790220B; EP3398760B1; PT3398760T; KR20220108758A; ES2906106T3; US20210308965A1; US11065830B2; RU2018104991A3; KR20180120080A; EP3398760A1

Abstract

são providos sistemas e métodos para aplicar curvatura longitudinal em partes compósitas. uma modalidade é um método que inclui fabricar uma preforma para um enchimento de lacuna curvo formada por pultrusão pelos atos de continuamente: aquecer material reforçado com fibra a uma temperatura do ponto de aderência para um material constituinte no material reforçado com fibra, e alimentar o material reforçado com fibra através de uma matriz que apresenta uma curvatura através da qual o material reforçado com fibra desloca enquanto o material reforçado com fibra é aquecido à temperatura do ponto de aderência, a matriz formando o material reforçado com fibra em uma preforma para um enchimento de lacuna. fabricar a preforma submetida a pultrusão curva inclui adicionalmente variar os comprimentos das trajetórias das fibras na preforma à medida que a preforma passa através da matriz, e puxam a preforma para fora da matriz.

Description

“MÉTODO, APARELHO, E, SISTEMA”

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A descrição se refere ao campo de materiais compósitos e, em particular, a preformas que aumentam a resistência de juntas em materiais compósitos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Laminados multicamadas de material constituinte (por exemplo, Polímero Reforçado com Fibra de Carbono (CFRP)), podem ser formados em qualquer de uma variedade de formatos antes de eles serem curados em uma parte composta integral. Por exemplo, matrizes e/ou outras ferramentas de formação podem ser utilizadas para alterar o formato de uma folha de laminado. Alguns tipos de laminado têm sido impregnados com uma resina curável, e são referidos como laminado “prepreg”. Outros tipos de laminado incluem “fibra seca” que não foi impregnada com resina, e fibra de carbono termoplástica que inclui uma resina termoplástica em vez de uma resina de termocura.

[003] Partes compósitas populares incluem as longarinas de uma aeronave. Entretanto, tais partes compósitas podem apresentar dobras/quinas vivas tendo raios apertados por causa do dobramento de camadas planas a fim de formar uma estrutura tridimensional para a longarina. Por exemplo, uma longarina tipo “chapéu” usada para uma aeronave pode ter juntas entre laminados, e essas juntas podem apresentar raios de cantos internos apertados. Um raio de canto interno apertado em uma junta pode fazer com que a junta apresente resistência de união bem aquém da desejada quando os laminados são co-curados. Um enchimento de lacuna (coloquialmente referido como um “noodle”) é portanto desejável para ocupar as lacunas deixadas quando laminados planos são dobrados e combinados com outros laminados dobrados ou planos. Enchimentos de lacuna podem ser fabricados e inseridos nas juntas para preencher lacunas deixadas por dobras para essas juntas. Enchimentos de

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 82/125

2/28 lacuna continuam desejáveis para longarinas que apresentam uma variedade de formatos complexos. Isto pode ser particularmente o caso para laminados que foram dispostos de forma plana e então dobrados em inúmeros formatos para formar estruturas com seção transversal nos formatos de C, I, J, Z, etc. Por exemplo, uma estrutura que forma um formato de “I” feito de dois canais “C” costa a costa e laminados planos tampando os canais “C” podem incluir múltiplos locais para os quais se desejam enchimentos de lacuna.

[004] Por meio disto, projetistas de partes compósitas continuam a procurar sistemas melhorados que são capazes de gerar enchimentos de lacuna de uma maneira barata, capazes de fabricar enchimentos de lacuna tendo resistência desejada, e que são também capazes de reduzir a incidência e severidade de enchimentos de lacuna que são fora da tolerância.

SUMÁRIO [005] Modalidades descritas aqui proporcionam técnicas e sistemas melhorados que são capazes de automaticamente formar por pultrusão enchimentos de lacuna curvos que apresentam um raio de curvatura ao longo de seu comprimento que corresponde com uma longarina curva. Especificamente, modalidades descritas aqui podem utilizar matrizes de pultrusão curvas com sistemas de resfriamento integrados para impor permanentemente uma geometria desejada em um material. Este processo automatizado aumenta a precisão e velocidade na qual um enchimento de lacuna curvo pode ser produzido.

[006] Uma modalidade é um método que inclui fabricar uma preforma para um enchimento de lacuna formado por pultrusão curvo pelos atos de continuamente: aquecer o material reforçado com fibra a uma temperatura do ponto de aderência para um material constituinte no material reforçado com fibra, e alimentar o material reforçado com fibra através de uma matriz que apresenta uma curvatura através da qual o material reforçado com fibra desloca enquanto o material reforçado com fibra é aquecido à

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 83/125

3/28 temperatura do ponto de aderência, a matriz, formando o material reforçado com fibra em uma preforma para um enchimento de lacuna. Fabricar a preforma submetida a pultrusão curva inclui adicionalmente variar os comprimentos das trajetórias das fibras na preforma à medida que a preforma atravessa a matriz, e puxar a preforma para fora da matriz.

[007] Uma modalidade adicional é um aparelho que inclui uma matriz de pultrusão. A matriz de pultrusão inclui um canal curvo que se estende intemamente na matriz de uma entrada da matriz até uma saída da matriz, uma câmara de resfriamento interna à matriz que é localizada a jusante da entrada, e múltiplas passagens que são localizadas em relação à câmara de resfriamento que facilitam a transferência de calor para a câmara em locais entre a entrada e a saída.

[008] Uma modalidade ainda adicional é um aparelho que inclui um fornecedor de noodle que fornece material reforçado com fibra para formação em uma preforma para um noodle, um aquecedor que aumenta a temperatura de material reforçado com fibra recebido do fornecedor de noodle, uma matriz que confere uma curvatura ao material que foi aquecido, formando a preforma, e um dispositivo de tensionamento de noodle que tensiona a preforma, por meio disto puxando a preforma através da matriz.

[009] Ainda uma outra modalidade é um sistema que inclui pelo menos um carretei para conter um rolo de material reforçado com fibra compreendendo um material constituinte, e um aquecedor a jusante do carretei que aquece o material reforçado com fibra a uma temperatura do ponto de aderência do material constituinte. Este sistema também inclui uma matriz de pultrusão, a jusante do aquecedor, que apresenta um canal tendo uma curvatura longitudinal que é imposto em um comprimento do material reforçado com fibra, e forma o material reforçado com fibra em uma preforma para um enchimento de lacuna, uma câmara de resfriamento que resfria a preforma, e rolos que são localizados a jusante da matriz de pultrusão e

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 84/125

4/28 formam uma abertura de passagem entre rolos em um formato seccional transversal da matriz de pultrusão.

[0010] Outras modalidades exemplares (por exemplo, métodos e mídia legível por computador relacionados com as modalidades apresentadas) podem ser descritas a seguir. Os recursos, funções e vantagens que foram discutidos podem ser alcançados independentemente em várias modalidades ou podem ser combinados em ainda outras modalidades, cujos detalhes adicionais podem ser vistos com referência à descrição seguinte e desenhos. DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0011] Algumas modalidades da presente descrição são agora descritas, apenas a título de exemplo, e com referência aos desenhos anexos. O mesmo número de referência representa o mesmo elemento ou o mesmo tipo de elemento em todos os desenhos.

[0012] FIGS. 1 ilustra uma longarina tipo chapéu em uma modalidade exemplar.

[0013] FIGS. 2A-2B ilustram vistas adicionais de uma longarina tipo chapéu em uma modalidade exemplar.

[0014] FIGS. 3-4 ilustram uma preforma para um enchimento de lacuna curvo em uma modalidade exemplar.

[0015] FIGS. 5A-5B são diagramas ilustrando um sistema de pultrusão para fabricar preformas paro enchimentos de lacuna curvos em uma modalidade exemplar.

[0016] FIGS. 6-8 ilustram vários arranjos de rolos para um sistema de pultrusão em uma modalidade exemplar.

[0017] FIGS. 9-11 ilustram arranjos adicionais de rolos para um sistema de pultrusão em uma modalidade exemplar.

[0018] FIG. 12 é um fluxograma ilustrando um método para operar um sistema de pultrusão em uma modalidade exemplar.

[0019] FIG. 13 é um diagrama de blocos de um sistema de pultrusão

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 85/125

5/28 em uma modalidade exemplar.

[0020] FIG. 14 é um fluxograma de metodologia de produção e serviço de aeronave em uma modalidade exemplar.

[0021] FIG. 15 é um diagrama de blocos de uma aeronave em uma modalidade exemplar.

DESCRIÇÃO [0022] As figuras e a descrição seguinte ilustram modalidades exemplares específicas da descrição. Percebe-se assim que versados na técnica poderão conceber vários arranjos que, embora não explicitamente descritos ou mostrados aqui, incorporam os princípios da descrição e são incluídos no escopo da descrição. Além disso, qualquer exemplo descrito aqui tem o objetivo de auxiliar no entendimento dos princípios da descrição, e devem ser interpretados como sendo sem limitação a tais exemplos e condições especificamente citados. Em decorrência disto, a descrição não está limitada às modalidades específicas ou exemplos descritos a seguir, mas pelas reivindicações e seus equivalentes.

[0023] A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de uma parte composta curva 100 em uma modalidade exemplar. Nesta modalidade, a parte composta 100 compreende uma longarina tipo “chapéu” para uma aeronave tendo uma base de laminado multicamadas 110, e um “chapéu” de laminado multicamadas 120. Nesta modalidade, cada laminado compreende múltiplas camadas de material constituinte, tal como fibra de carbono na forma de “fibra seca” (isto é, sem resina impregnada), que pode ser estabilizado por um agente de ligação (por exemplo, um agente de pegajosidade). Depois de ser disposta e conformada em um formato desejado (por exemplo, por meio de consolidação de uma preforma), a base 110 e chapéu 120 são co-curados (por exemplo, por meio da aplicação de calor em um vácuo) a fim de formar uma parte composta integral (por exemplo, uma longarina de fibra de carbono curado que apresenta a resistência desejada).

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 86/125

6/28 [0024] Pesquisando mais profundamente a geometria da parte composta 100, as FIGS. 2A-2B fornecem vistas de extremidade da parte composta 100 correspondentes com setas de vista 2 da FIG. 1. A FIG. 2A é uma vista de extremidade explodida, enquanto a FIG. 2B é uma vista de extremidade padrão. Como mostrado na FIG. 2B, o chapéu 120 e a base 110 se unem na junta 220. Sem uma preforma 250 para um enchimento de lacuna, a junta 220 apresentaria um raio de curvatura apertado. Consequentemente, a preforma 250 é desejada para formar a junta 220 sem vazios. Consequentemente, a parte 100 inclui a preforma 250 colocada no volume 210 na junta 220. A preforma 250 pode também ser referida como uma preforma para um “noodle” ou “espaçador”. A preforma 250 preenche os vazios na junta 220, por meio disto aumentando a resistência da junta 220 e impedindo desunião entre a base 110 e o chapéu 120. Um envoltório de laminado 230 é também ilustrado para prender adicionalmente a preforma 250 na parte composta 100. Os vários componentes mostrados para a parte composta 100 podem ser co-curado juntos a fim de unificá-los em uma única parte composta integral 100.

[0025] A FIG. 3 é uma vista frontal ampliada de uma preforma 250 para um enchimento de lacuna. Especificamente, a FIG. 3 corresponde às setas da vista 3 de FIG. 2B. Como mostrado na FIG. 3, a preforma 250 apresenta uma largura W e uma espessura T. Essas propriedades podem variar ao longo do comprimento da preforma 250, e a largura pode mesmo variar na preforma 250. Nesta modalidade, a preforma 250 inclui fibras 330 (por exemplo, fibras de carbono) integradas com (ou dentro) um aglutinante 340. O aglutinante 340 pode compreender um véu termoplástico, resina de termocura, ou ainda uma combinação dos mesmos. No entanto, as fibras de carbono podem ser contínuas e retas, ou podem mesmo ser tecidas, trançadas, ou compreender fibra picada em orientações aleatórias. Note que, em algumas modalidades, a preforma 250 pode ser feita de uma ou mais camadas/lonas de

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 87/125

7/28 material. Camadas/lonas individuais não estão ilustradas na FIG. 4 com propósitos de referência, já que uma modalidade de uma única lona está mostrada.

[0026] A FIG. 4 é uma vista de topo da preforma 250 da FIG. 3. A

FIG. 4 ilustra que a preforma 250 é curva ao longo de seu comprimento (L). A FIG. 4 ilustra adicionalmente que as fibras 330 na preforma 250 são orientada de maneira tal que elas se estendam ao longo do comprimento da preforma 250 à medida que a preforma 250 curva. Embora a preforma 250 esteja mostrada como sendo grosseiramente dez vezes mais o comprimento do que sua largura na FIG. 4, deve-se entender que a preforma 250 pode ser particularmente comprida (por exemplo, da ordem de dezenas de metros) e particularmente estreita (por exemplo, variando de largura, mas tendo em média alguns centímetros), e pode resultar de um processo de fabricação contínuo. Em modalidades em que fibras contínuas compridas são utilizadas para formar a preforma 250, as preformas 250 podem ser emendadas a fim de aumentar o comprimento.

[0027] Com as propriedades da preforma 250 resumidamente aqui descritas, as FIGS. 5-11 ilustram sistemas que fabricam automaticamente preformas curvas. A FIG. 5A é um diagrama ilustrando um sistema de pultrusão 500 para fabricar preforma paro enchimentos de lacuna curvos em uma modalidade exemplar. O sistema de pultrusão 500 é capaz de produzir por pultrusão uma fita 520 de material a fim de permanentemente impor uma curvatura desejada na fita 520. A fita 520 é aquecida acima de uma temperatura do ponto de aderência durante pultrusão e então resfriada depois que a curvatura tiver sido imposta a fim de mudar permanentemente o formato em uma preforma. Ou seja, a temperatura de transição ativa as propriedades de união de um material constituinte (por exemplo, um agente de pegajosidade) da fita 520. A preforma pode então ser colocada em um laminado sem ondulação ou agrupamento no laminado. Dessa forma, a

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 88/125

8/28 resistência de uma parte composta curada resultante do laminado será intensificada.

[0028] O sistema de pultrusão 500 opera para desenrolar um rolo de fita 520 (compreendendo, por exemplo, um material reforçado com fibra de carbono) do carretei 510 (no local Ll), aquecer a fita 520 acima de uma temperatura do ponto de aderência para um material (por exemplo, um aglutinante termoplástico ou aglutinante de termocura) na fita 520 (no local L2), e alimentar a fita 520 através de uma matriz 550 (no local L3) tendo um canal que impõe uma curvatura na fita 520. O sistema de pultrusão 500 resfria adicionalmente a fita 520 à medida que a fita 520 desloca através da matriz 550 (no local L4), e puxa a fita 520 para fora da matriz 550 (no local L5). Isto resulta em uma preforma formada por pultrusão curva 250 deixando o sistema de pultrusão 500.

[0029] Nesta modalidade, o sistema de pultrusão 500 inclui carretei

510, que armazena fita enrolada 520 para modelamento em uma preforma 250 para um enchimento de lacuna curvo. O carretei 510 pode também ser referido como um “fornecedor de noodle”, já que ele supre material para formação em um “noodle”. A fita 520 pode compreender qualquer material adequado capaz de passar por deformação plástica antes da cura em uma parte composta. Nesta modalidade, um comprimento de fita 520 compreende fibras de carbono (por exemplo, 512, 514) que se estendem longitudinalmente na fita, além de um aglutinante termoplástico (por exemplo, aglutinante 340 da FIG. 3), um véu termoplástico, etc.

[0030] A fita 520 é desenrolada do carretei 510 é continua além dos aquecedores 530, que aplicam calor (Δ) na fita 520 que faz com que o véu termoplástico (ou uma resina de termocura) atinja ou exceda a temperatura do ponto de aderência e/ou temperatura de transição vítrea (por exemplo, 80-160° Celsius (°C) para resinas de termocura, ou 140-240° C para véus termoplásticos). O aquecimento assegura que a fita 520 é capaz de ser

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 89/125

9/28 remodelada pela matriz 550 sem fraturar ou romper. Os aquecedores 530 podem compreender qualquer componente de aquecimento adequado, tais como aquecedores radiantes que utilizam um elemento de aquecimento radiante infravermelho. Em modalidades adicionais, múltiplas lonas (por exemplo, múltiplos carreteis de fita de múltiplos carreteis 510) são desenrolados, aderidos um no outro e aquecidos a fim de preparar a batelada de lonas para pultrusão em uma única preforma 250.

[0031] Depois que a fita 520 passa pelos aquecedores 530, a fita 520 é alimentada na entrada 552 da matriz 550, que inclui uma curva 554 que facilita a entrada da fita 520 na matriz 550. A matriz 550 inclui um canal curvo 556 através do qual a fita 520 é extraída. O canal 556 apresenta uma curvatura que é aplicada à fita 520 no momento em que a fita 520 sai da matriz 550. Nesta modalidade, a matriz 550 é formada da peça 560, que define um raio interno 562, e a peça 570, que define um raio externo 572. A peça 560 forma uma metade inferior do canal 556, e a peça 570 forma uma metade superior do canal 556. A entrada 552 da matriz 550 pode apresentar uma geometria de entrada circular em algumas modalidades. Em tais modalidades, o canal 556 pode transicionar ao longo de seu comprimento, cobrindo de uma grande seção transversal líquida até uma menor seção transversal líquida, ou o canal 556 pode ser formado cobrindo uma seção transversal líquida ao longo de um raio desejado.

[0032] A medida que a fita 520 é alimentada através da matriz 550, a fita 520 é forçada para um formato seccional transversal (557, mostrado na FIG. 5B) definido pela matriz 550 (por exemplo, a centenas de fibras de pressão). A fita 520 é adicionalmente ativamente curva em um formato desejado pelo canal 556. Em virtude de uma curvatura ser imposta na fita 520, as fibras 512 e 514 na fita 520 deslizarão uma com relação à outra dentro da matriz 550. Ou seja, a fibra 512 a um raio externo 572 utilizará mais comprimento de fibra do que a fibra 514 que está a um raio interno 562. Este

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 90/125

10/28 deslizamento ocorre entre fibras de fita 520. Em modalidades em que múltiplas lonas de fita 520 são produzidas por pultrusão para formar uma única preforma 250, as camadas de fita individual podem deslizar uma em relação à outra quando formadas por pultrusão, fazendo com que as fibras em lonas externas formem um raio de maior comprimento do que o raio interno, similar às pistas externas de uma pista de corrida quando comparada às pistas internas. O deslizamento pode existir mesmo quando o raio de curvatura médio é grande (por exemplo, cinquenta a cem polegadas) e a diferença entre o raio interno e externo é pequena (por exemplo, um quarto de polegada). Dessa forma, pela alimentação da fita 520 através do canal 556 da matriz 550, o sistema de pultrusão 500 impõe comprimentos da trajetória variados entre as fibras na fita 520. Pela imposição do deslizamento entre as fibras umas em relação às outras enquanto as estão sendo ativamente modelado por pultrusão através da matriz 550, o sistema de pultrusão 500 impede a formação de ondulações na preforma resultante 250. A matriz 550 pode ser construída, por exemplo, a partir de metal ou de um plástico resiliente.

[0033] Cada peça de matriz 550 também inclui uma câmara de resfriamento 564 através da qual fluido pressurizado 566 (por exemplo, ar comprimido gasoso, água líquida, ou um refrigerante) pode deslocar. O fluido pressurizado 566 é resfriado abaixo da temperatura desejada (por exemplo, à temperatura ambiente, ou abaixo), e o fluido pressurizado 566 é soprado através das passagens 568 na fita 520 à medida que a fita 520 desloca na matriz 550. Em algumas modalidades, líquidos e refrigerantes químicos são usados para resfriar a fita 520 por condução através de um evaporador ou circuito de refrigeração convencional. Em tais modalidades, a matriz 550 pode ser dimensionada de maneira tal que esses líquidos não façam contato diretamente com a fita 520 durante resfriamento.

[0034] Desta maneira, a fita 520 (e/ou matriz 550) é rapidamente resfriada abaixo da temperatura do ponto de aderência por meio de

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 91/125

11/28 transferência de calor convectiva forçada com o fluido pressurizado 566, enquanto desloca através da matriz 550. Isto faz com que a fita 520 solidifique ao sair da matriz 550. Nesta modalidade, fluido pressurizado 566 é suprido às câmaras 564 a partir de suprimentos 540 através de portas 542. Além disso, as câmaras 564 são a jusante da entrada 552. A FIG. 5B ilustra uma seção transversal de matriz 550 ilustrando adicionalmente as portas 542, câmaras 564, canal 556, e formato seccional transversal 557. A FIG. 5B corresponde às setas de vista 5B da FIG. 5A.

[0035] Em uma modalidade adicional, cada peça de matriz 550 é montada de forma removível no lugar (por exemplo, por meio de parafusos, grampos, etc.). Desta maneira, as peças de matriz 550 podem ser removidas e substituídas com peças tendo diferentes raios de curvatura. O processamento pode então ser retomado (por exemplo, para o mesmo carretei 510 de fita 520) para aplicar a nova curvatura a uma seção diferente de fita 520.

[0036] A fita 520 é puxada para fora da saída 558 da matriz 550 por meio de rolos na região 10. Nesta modalidade, os rolos incluem o rolo 590 e o rolo 580. O rolo 590 roda na direção 592, e o rolo 580 roda na direção 582. O rolo 590 e o rolo 580 podem conjuntamente ser referidos como um “dispositivo de tensionamento de noodle”. Uma abertura de passagem entre rolos 584 entre o rolo 590 e o rolo 580 fornece ação de pega e tração à fita 520. Os rolos aplicam uma força de tração (por exemplo, cem libras de força) a fim de puxar a fita 520 (que foi agora formada na preforma 250) para fora da matriz 550. Esta força também aplica tensão na fita 520, assegurando que a fita 520 permanece esticada. Em modalidades adicionais, o rolo 580, o rolo 590 e/ou o carretei 510 podem incluir uma embreagem e/ou freio para facilitar o controle de tensão.

[0037] Os comprimentos de preforma 250 podem então ser armazenados para aplicação posterior a um laminado que será curado em uma parte composta. Por meio do processo, o controlador 596 pode regular o

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 92/125

12/28 desenrolamento, alimentação e tração da fita 520 impedindo que a tensão na fita 520 exceda um valor visado ou que fique fora de uma faixa visada.

[0038] O controlador 596 pode gerenciar as várias operações dos componentes de sistema de pultrusão 500 supradescrito. Por exemplo, o controlador 596 pode ajustar a quantidade de força de tração aplicada pelos rolos 580 e 590, a quantidade de fluido pressurizado aplicada por meio das passagens 568 que acoplam as câmaras de resfriamento 564 ao canal 556, ou a quantidade de calor aplicada pelos aquecedores 530 a fim de assegurar que um processo em estado estacionário seja atingido, em que o desenrolamento, aquecimento, alimentação, resfriamento e tração são realizados simultaneamente na fita em diferentes locais ao longo da fita. O controlador 596 pode ser implementado, por exemplo, como sistema de circuitos usual, como um processador de hardware que executa instruções programadas, ou alguma combinação dos mesmos. Um sensor 598 é também representado na FIG. 5A, e pode ser utilizado pelo controlador 596 para determinar/monitorar a velocidade de pultrusão da fita 520. O controlador 596 pode, portanto, engajar no controle de realimentação ativo regulando a força de tração do rolo 580 e do rolo 590 com base em entrada do sensor 598. O sensor 598 pode compreender uma câmera, um laser, um sensor de transferidor de rolamento, etc. O sensor 512 no carretei 510 detecta a quantidade de torção a ser aplicada para manter a fita 520 a um nível desejado de tensão. O sensor 513 pode também ser utilizado pelo controlador 596 para prover controle de realimentação dos rolos 580 e 590 para manter a taxa de alimentação desejada. O rolo 510 provê tensão na fita 520 para assegurar contato íntimo entre as fibras durante o processo de formação. Os rolos 590 e 580 são controlados para manter a taxa de alimentação de material através do sistema.

[0039] Em uma modalidade adicional, o rolo 580 e/ou o rolo 590 inclui sensores que medem a resistência da fita 520 ao ser puxada. Esta medida é indicativa de um nível de tensão na fita 520. Consequentemente, o

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 93/125

13/28 controlador 596 pode utilizar entrada do rolo 580 e/ou rolo 590 para ajustar a quantidade de força aplicada por esses rolos à fita 520. Isto pode ser feito a fim de assegurar que a tensão na fita 520 é mantida entre um nível mínimo e máximo desejado de tensão.

[0040] As FIGS. 6-10 ilustram vários arranjos de rolos para sistema de pultrusão 500 que formam a abertura de passagem entre rolos 584 em uma modalidade exemplar. As FIGS. 6-9 ilustram esses rolos em uma vista em seção transversal indicada pelas setas de vista 6 da FIG. 5A. A FIG. 10 ilustra um rolo em uma vista lateral da região 10 da FIG. 5. A FIG. 6 ilustra um par de rolos 602 e 604 que traciona uma preforma 250 tendo uma seção transversal triangular 620. Nesta modalidade, o rolo 604 inclui uma ranhura 610 que corresponde a dois dos lados (682, 684) da abertura de passagem entre rolos 584 para manuseio da preforma 250. No entanto, o rolo 602 corresponde a um terceiro lado da abertura de passagem entre rolos para manusear a preforma 250. Os rolos 602 e 604 podem ser mantidos pressionados ou em relação um com o outro a um nível desejado de força (por exemplo, cinquenta fibras de força) para assegurar que eles estão em contato com a preforma 250, ou podem ser montados para assegurar que um nível desejado de atrito (e, portanto, força de tração) é aplicado à preforma 250 à medida que os rolos 602 e 604 rodam. A FIG. 7 ilustra uma modalidade similar à da FIG. 6, em que um rolo 704 com uma ranhura 710 trabalha em tandem com um outro rolo 702. Entretanto, na FIG. 7, o rolo 702 inclui uma superfície curva 712 para conformar a borda da abertura de passagem entre rolos com uma preforma 250 tendo uma seção transversal curva (por exemplo, em circunstâncias onde a matriz 550 impõe um formato curvo em um ou mais lados da fita 520, necessitando uma abertura de passagem entre rolos com uma borda curva). A FIG. 8 ilustra uma modalidade adicional em que três rolos separados 800, 810 e 820 são cada qual mantidos em contato com um lado diferente da preforma 250. Em modalidades adicionais, qualquer

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 94/125

14/28 número adequado de rolos (por exemplo, três) pode ser utilizado (por exemplo, para formar uma abertura de passagem entre rolos contatando qualquer número adequado de lados da preforma 250). Em algumas modalidades, a abertura de passagem entre rolos 584 é ligeiramente menor que a seção transversal da preforma 250, o que facilita a pega/atrito quando se traciona a preforma 250 para frente.

[0041] As FIGS. 9-10 ilustram uma modalidade adicional em que os rolos 902 e 900 apresentam diferentes tamanhos (FIG. 10 corresponde à região 10 da FIG. 5A). Em tais modalidades, a velocidade de rotação e/ou torque aplicado pelos rolos pode ser ajustada para assegurar que a fita 520 desloca entre os rolos sem atraso e sem se romper. As velocidades de rotação dos rolos na abertura de passagem entre rolos e resistência de torque de desenrolamento podem ser analisadas para controlar as velocidades de tração durante o processo sem que preforma quebre 250. Nesta modalidade, rolo 900 é um grande carretei tendo uma ranhura 910 com um raio interno 1000 correspondente ao raio interno 562 da matriz 550, e um raio externo 1010 correspondente ao raio externo 572 da matriz 550. Utilizando esta combinação de rolos, a preforma 250 não é submetida a tensões ou deformações que poderíam de outra forma resultar da tração da preforma 250 “direta” (isto é, em uma direção perpendicular) para a saída de matriz 550. Desta maneira, torção da preforma 250 é impedida à medida que a preforma 250 deixa a matriz 550. Ou seja, a combinação de rolos ajuda impedir que curvatura adicional (ou curvatura indesejada) seja aplicada à preforma 250 depois de deixar a matriz 550. A saída da matriz 550 pode ter uma menor área seccional transversal do que uma entrada da matriz 550. Isto pode corresponder à diminuição na área secional transversal da fita 520 à medida que a fita 520 é puxada através da matriz 550.

[0042] A FIG. 11 ilustra uma modalidade adicional que utiliza um rolo 1100 tendo uma ranhura helicoidal 1110 em uma modalidade exemplar.

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 95/125

15/28

O rolo 1100 interage com o rolo 1102 para puxar a preforma 250. A ranhura helicoidal 1110 inclui cristas 1120. Nesta modalidade, a ranhura helicoidal 1110 continua ao longo de uma circunferência do rolo 1100 à medida que o rolo 1100 roda ao longo de um Eixo Geométrico de Rotação (AOR) a fim de envolver a preforma 250 múltiplas vezes ao longo d rolo 1100 para armazenamento. Consequentemente, a ranhura 1110 é bobinada no rolo 1100 como uma mola helicoidal. O rolo 1100 translada ao longo do AOR durante rotação como indicado pela seta 1130, fazendo com que a preforma 250 (formada a partir da fita 520) envolva a ranhura helicoidal 1110. Desta maneira, a preforma 250 pode ser envolta na circunferência do rolo 1100 múltiplas vezes (por exemplo, como uma bobina). Isto aumenta a quantidade de preforma 250 que pode ser armazenada no rolo 1100.

[0043] Detalhes ilustrativos da operação do sistema de pultrusão 500 serão discutidos com relação à FIG. 12. Considere, para esta modalidade, que um operador carregou um carretei 510 de fita 520, e alimentou uma ponta angulada (por exemplo, cortada) de fita 520 através da matriz 550 e nos rolos 580 e 590. Dessa forma, pode existir uma seção dianteira de preforma 250 que ainda não tem uma seção transversal ou curvatura desejada. Esta seção dianteira pode ser puxada através do sistema de pultrusão 500 e então removida. Consequentemente, a seção dianteira é usada para iniciar o processo de criação de preforma, e não será uma parte da preforma 250 da maneira disposta em uma parte composta. O sistema de pultrusão 500 é capaz de extrair fita adicional 520 através da matriz 550 pela operação dos rolos 580 e590.

[0044] A FIG. 12 é um fluxograma ilustrando um método 1200 para operar um sistema de pultrusão em uma modalidade exemplar. As etapas do método 1200 são descritas com referência ao sistema de pultrusão 500 da FIG. 1, mas versados na técnica perceberão que o método 1200 pode ser realizado em outros sistemas. As etapas do fluxograma descrito aqui não são

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 96/125

16/28 todas inclusivas e podem incluir outras etapas não mostradas. As etapas descritas aqui podem também ser realizadas em uma ordem alternativa.

[0045] O controlador 596 direciona a operação de rolos acionados 580 e 590 para iniciar a rotação, que aplica atrito à preforma 250, fazendo com que a preforma 250 (e, portanto, fita 520) avance, sendo puxada de a montante para a jusante. Isto resulta no desenrolamento da fita 520 do carretei 510 (etapa 1202). Durante este processo, o controlador 596 pode usar ativamente entrada dos sensores (por exemplo, sensor 598) para regular a quantidade de força aplicada pelo rolo 580 e rolo 590, a fim de assegurar que a tensão é mantida em um nível desejado por meio da abertura de passagem entre rolos 584. Dessa forma, a abertura de passagem entre rolos 584 pode ser dimensionada para ser menor que a seção transversal da preforma 250 a fim de prover força de aperto suficiente. A geometria do material da preforma 250 já foi estabelecida pelo processo de aquecimento, formação e resfriamento. Dessa forma, quando a preforma 250 é comprimida na abertura de passagem entre rolos 584, o formato da preforma 250 recuperará totalmente uma vez que a preforma 250 saia da abertura de passagem entre rolos 584.

[0046] Após desenrolar do carretei 510, a fita 520 é puxada através de aquecedores 530, que aplicam calor (Δ da FIG. 5A) que eleva a temperatura da fita 520 acima da temperatura do ponto de aderência para aglutinante termoplástico 340 (etapa 1204). O processo de aquecimento ocorre em uma seção de fita 520 em L2 à medida que a fita 520 continua ser desenrolada em Ll.

[0047] O rolo 580 e 590 continua a operação, fazendo com que a fita

520 seja alimentada através da matriz 550 enquanto a fita 520 é aquecida na (isto é, na ou acima) temperatura do ponto de aderência (etapa 1206). A matriz 550 forma a fita 520 na preforma 250. A matriz 550 pode apresentar uma área seccional transversal substancialmente diferente da que a fita 520 tem antes de entrar na matriz 550. Por exemplo, a matriz 550 pode apresentar

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 97/125

17/28 um décimo da largura de fita 520 armazenada no carretei 510. Isto significa que uma grande parcela da pressão compressiva é aplicada à fita 520 (por exemplo, cem libras por polegada quadrada ou mais) à medida que a fita 520 entra na matriz 550 e forma a preforma 250. A matriz 550 apresenta uma curvatura (por exemplo, raio 562 e raio 572) através da qual a preforma 250 desloca. Esta curvatura é imposta na preforma 250, e faz com que as fibras 512 e 514 e/ou lonas deslizem uma em relação à outra enquanto a fita 520 permanece maleável. Desta maneira, os comprimentos das trajetórias das fibras na preforma 250 são variados à medida que a preforma 250 passa através da matriz 550 (etapa 1208). A medida que a preforma 250 continua deslocar através da matriz 550, a preforma 250 é resfriada abaixo da temperatura do ponto de aderência (etapa 1210) pela aplicação de fluido pressurizado 566 às passagens 568 (ou outros meios anteriormente discutidos). Isto solidifica o aglutinante termoplástico 340 dentro da preforma 250, que endurece a preforma 250.

[0048] Os rolos 580 e 590 continuam a operar para puxar a preforma

250 para fora da matriz 550 depois que a preforma 250 tiver sido resfriada abaixo da temperatura do ponto de aderência (etapa 1212). A preforma 250 puxada para fora da matriz 550 pode então ser armazenada em um tambor para aplicação posterior a um laminado que será curado em uma parte composta.

[0049] O método 1200 provê um benefício substancial em relação a técnicas anteriores para formar preforma, em virtude de o método 1200 permitir que as preformas 250 que são curvas ao longo de seu comprimento sejam formadas por meio de processos de pultrusão. Esta técnica impede formação de ondulação quando uma preforma 250 é aplicada a um laminado na espera da cura. Além disso, esta técnica permite fabricação automatizada rápida e econômica da preforma.

Exemplos

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 98/125

18/28 [0050] Nos exemplos seguintes, processos, sistemas e métodos adicionais são descritos no contexto de um sistema de pultrusão que utiliza uma matriz curva.

[0051] A FIG. 13 é um diagrama de blocos de um sistema de pultrusão 1300 em uma modalidade exemplar. O sistema de pultrusão 1300 aquece, modela e resfria a fita 1320 a fim de conformar com uma curvatura desejada. Nesta modalidade, o sistema de pultrusão 1300 inclui carretei 1310, em tomo do qual a fita 1320 é enrolada. A fita 1320 inclui um aglutinante termoplástico ou de termocura 1324, bem como fibras de carbono 1322 que reforçam a resistência da fita 1320. Neste exemplo, aquecedores 1330 aplicam calor radiante que aumenta a temperatura da fita 1320 até que a fita 1320 fique maleável. A fita 1320 continua até a matriz 1340, que inclui peças 1342. Cada peça 1342 define tanto um raio de curvatura interno quanto externo. Nesta modalidade, cada peça 1342 compreende adicionalmente uma câmara 1344 e múltiplas passagens 1346. Ar pressurizado do suprimento 1352 entra em uma câmara 1344 por meio da porta 1350 a fim de resfriar a fita 1320, fazendo com que a fita 1320 se solidifique enquanto apresenta a curvatura desejada. Os rolos 1360 puxam a fita 1320, que foi resfriada até ser endurecida em preforma 1370, para fora da matriz 1340 para uso na disposição de uma parte composta.

[0052] Referindo-se mais particularmente aos desenhos, modalidades da descrição podem ser descritas no contexto de um método de fabricação e serviço de aeronave 1400 como mostrado na FIG. 14 e uma aeronave 1402 como mostrado na FIG. 15. Durante pré-produção, o método exemplar 1400 pode incluir especificação e projeto 1404 da aeronave 1402 e aquisição de material 1406. Durante produção, ocorre fabricação de componente e subconjunto 1408 e integração do sistema 1410 da aeronave 1402. Em seguida, a aeronave 1402 pode passar por certificação e entrega 1412 a fim de ser colocada em serviço 1414. Enquanto em serviço por um cliente, a

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 99/125

19/28 aeronave 1402 é programada para manutenção e serviço de rotina 1416 (que pode também incluir modificação, reconfiguração, remanufatura, e assim por diante). Aparelho e métodos concebidos aqui podem ser empregados durante qualquer um ou mais estágios adequados do método de produção e serviço 1400 (por exemplo, especificação e projeto 1404, aquisição de material 1406, fabricação de componente e subconjunto 1408, integração do sistema 1410, certificação e entrega 1412, serviço 1414, manutenção e serviço 1416) e/ou qualquer componente adequado de aeronave 1402 (por exemplo, armação 1418, sistemas 1420, interior 1422, propulsão 1424, elétrico 1426, hidráulico 1428, ambiental 1430).

[0053] Cada dos processos do método 1400 pode ser feito ou realizado por um integrador do sistema, uma terceira parte e/ou um operador (por exemplo, um cliente). Com os propósitos desta descrição, um integrador do sistema pode incluir sem limitação qualquer número de fabricantes de aeronave e subcontratantes do sistema principal; uma terceira parte pode incluir sem limitação qualquer número de vendedores, subcontratantes e fornecedores; e um operador pode ser uma linha aérea, empresa de arrendamento, entidade militar, organização de serviço, e assim por diante.

[0054] Como mostrado na FIG. 15, a aeronave 1402 produzida pelo método exemplar 1400 pode incluir uma armação 1418 com uma pluralidade de sistemas 1420 e um interior 1422. Exemplos de sistemas de alto nível 1420 incluem um ou mais de um sistema de propulsão 1424, um sistema elétrico 1426, um sistema hidráulico 1428 e um sistema ambiental 1430. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído. Embora um exemplo aeroespacial esteja mostrado, os princípios da invenção podem ser aplicados a outras indústrias, tal como a indústria automotiva.

[0055] Como já mencionado anteriormente, o aparelho e métodos concebidos aqui podem ser empregados durante qualquer um ou mais dos estágios do método de produção e serviço 1400. Por exemplo, componentes

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 100/125

20/28 ou subconjuntos correspondentes ao estágio de produção 1408 podem ser fabricados ou manufaturados de uma maneira similar aos componentes ou subconjuntos produzidos enquanto a aeronave 1402 está em serviço. Também, uma ou mais modalidades de aparelho, modalidades de método, ou uma combinação das mesmas podem ser utilizadas durante os estágios de produção 1408 e 1410, por exemplo, despachando substancialmente o conjunto de ou reduzindo o custo de uma aeronave 1402. Similarmente, uma ou mais de modalidades de aparelho, modalidades de método, ou uma combinação das mesmas podem ser utilizadas enquanto a aeronave 1402 está em serviço, por exemplo, e sem limitação, para manutenção e serviço 1416. Por exemplo, as técnicas e sistemas descritos aqui podem ser usados para as etapas 1406, 1408, 1410, 1414 e/ou 1416, e/ou podem ser usados para armação 1418 e/ou interior 1422. Essas técnicas e sistemas podem ainda ser utilizadas para sistemas 1420, incluindo, por exemplo, propulsão 1424, elétrico 1426, hidráulico 1428 e/ou ambiental 1430.

[0056] Em uma modalidade, a preforma 250 compreende uma porção de uma longarina na armação 1418, e é fabricada durante fabricação de componente e subconjunto 1408. A longarina pode então ser montada em uma aeronave na integração do sistema 1410, e então ser utilizado em serviço 1414 até que o desgaste tome a longarina inutilizável. Então, em manutenção e serviço 1416, a longarina pode ser descartada e substituída com uma longarina recém-fabricada, ou pode ser reparada. As novas preformas 250 podem ser utilizadas na fabricação de componente e subconjunto 1408 a fim de facilitar a fabricação da nova longarina.

[0057] Qualquer dos vários elementos de controle (por exemplo, componentes elétricos ou eletrônicos) mostrados nas figuras ou descritos aqui pode ser implementado como hardware, um processador que implementa software, um processador que implementa firmware, ou alguma combinação desses. Por exemplo, um elemento pode ser implementado como hardware

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 101/125

21/28 dedicado. Elementos de hardware dedicados podem ser referidos como “processadores”, “controladores”, ou alguma terminologia similar. Quando providas por um processador, as funções podem ser providas por um único processador dedicado, por um único processador compartilhado, ou por uma pluralidade de processadores individuais, alguns dos quais podem ser compartilhados. Além disso, uso explícito do termo “processador” ou “controlador” não deve ser interpretado de maneira a referir exclusivamente a hardware capaz de executar software, e pode implicitamente incluir, sem limitação, hardware processador de sinal digital (DSP), um processador de rede, circuito integrado específico da aplicação (ASIC) ou outro sistema de circuitos, arranjo de porta programável no campo (FPGA), memória apenas de leitura (ROM) para armazenar software, memória de acesso aleatório (RAM), armazenamento não volátil, lógica, ou algum outro componente ou módulo de hardware físico.

[0058] Também, um elemento de controle pode ser implementado como instruções executáveis por um processador ou um computador para realizar as funções do elemento. Alguns exemplos de instruções são software, código de programa, e firmware. As instruções são operacionais quando executadas pelo processador para direcionar o processador para realizar as funções do elemento. As instruções podem ser armazenadas em dispositivos de armazenamento que são legíveis pelo processador. Alguns exemplos dos dispositivos de armazenamento são memórias digitais ou de estado sólido, mídia de armazenamento magnético tais como disco magnético e fitas magnéticas, discos rígidos, ou mídia de armazenamento de dados digital opticamente legível.

[0059] A presente invenção é também referida nas cláusulas seguintes que não devem ser confundidas com as reivindicações.

[0060] Al. Um método compreendendo:

fabricar uma preforma pelos atos de continuamente:

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 102/125

22/28 aquecer material reforçado com fibra (520) a uma temperatura do ponto de aderência para um material constituinte no material reforçado com fibra (1204);

alimentar o material reforçado com fibra através de uma matriz (550) que apresenta uma curvatura através da qual o material reforçado com fibra desloca enquanto o material reforçado com fibra é aquecido à temperatura do ponto de aderência, a matriz formando o material reforçado com fibra em uma preforma (250) (1206);

variar os comprimentos das trajetórias das fibras (512) dentro da preforma à medida que a preforma passa através da matriz (1208); e puxar a preforma para fora da matriz (1212). [0061] A2. É também provido o método do parágrafo Al, em que:

alimentar o material reforçado com fibra através da matriz impõe deslizamento entre fibras no material reforçado com fibra que reforça o material reforçado com fibra.

[0062] A3. É também provido o método do parágrafo Al em que:

o material reforçado com fibra é uma fita.

[0063] A4. É também provido o método do parágrafo 3, compreendendo adicionalmente:

desenrolar a fita de pelo menos um carretei (510).

[0064] A5. É também provido o método do parágrafo Al, compreendendo adicionalmente:

resfriar a preforma abaixo da temperatura do ponto de aderência enquanto o material reforçado com fibra continua deslocar através da matriz.

[0065] A6. É também provido o método do parágrafo Al, em que:

puxar a preforma para fora da matriz é realizado depois que a preforma tiver sido resfriada abaixo da temperatura do ponto de

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 103/125

23/28 aderência.

[0066] A7. É também provido o método do parágrafo Al, em que:

puxar a preforma compreende tensionar continuamente a preforma pela operação de rolos acionados (580, 590) que prendem a preforma e puxar a preforma para fora da matriz, fazendo com que tensão seja aplicada ao longo do comprimento de o material reforçado com fibra. [0067] A8. É também provido o método do parágrafo Al, em que:

o desenrolamento, aquecimento, alimentação resfriamento e tração são realizados simultaneamente em diferentes locais.

[0068] A9. É também provido o método do parágrafo Al, em que:

aquecimento da fita é realizado por um elemento de aquecimento radiante (530) que aquece a fita entre 150 e 200 graus Celsius. [0069] A10. É também provido o método do parágrafo Al, em que:

resfriar a preforma compreende direcionar gás através de uma câmara (564) da matriz e para as passagens (568) que estão em contato com a matriz, resultando em transferência de calor convectiva forçada. [0070] Al 1. É também provido o método do parágrafo Al, em que:

resfriar a preforma compreende resfriar a matriz direcionando um fluido através da matriz.

[0071] A12. É também provido o método do parágrafo Al, compreendendo adicionalmente:

utilizar um controlador (596) que regula o desenrolamento, alimentação e tração impedindo que tensão fique fora de uma faixa visada, com base em entrada de um sensor (598) que monitora a preforma. [0072] A13. É também provido o método do parágrafo Al, em que:

aquecimento do material reforçado com fibra é feito enquanto a preforma está sendo puxada.

[0073] A14. É também provido o método do parágrafo Al, compreendendo adicionalmente:

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 104/125

24/28 formar a preforma a partir de múltiplas lonas do material reforçado com fibra, em que cada lona é alimentada por um carretei diferente (510).

[0074] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido:

B1. Um aparelho compreendendo:

uma matriz de pultrusão compreendendo:

um canal curvo (556) que se estende intemamente na matriz de uma entrada (552) da matriz até uma saída (558) da matriz;

uma câmara de resfriamento (564) interna à matriz que é localizada a jusante da entrada; e múltiplas passagens (568) que são localizadas em relação à câmara de resfriamento que facilitam a transferência de calor para a câmara em locais entre a entrada e a saída.

[0075] B2. É também provido o aparelho do parágrafo B1, em que:

a matriz de pultrusão compreende adicionalmente:

uma primeira peça (570) definindo uma metade superior do canal curvo; e uma segunda peça (560) definindo uma metade inferior do canal curvo, em que a primeira peça e a segunda peça são removíveis de um material reforçado com fibra a fim de serem substituídas com peças tendo diferentes raios de curvatura em relação à peça e à segunda peça.

[0076] B3. Um aparelho compreendendo:

um fornecedor de noodle (510) que fornece material reforçado com fibra (520) para formação em uma preforma (250) para um noodle;

um aquecedor (530) que aumenta a temperatura do material reforçado com fibra recebido do fornecedor de noodle;

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 105/125

25/28 uma matriz (550) que confere uma curvatura ao material que foi aquecido, formando a preforma; e um dispositivo de tensionamento de noodle (580, 590) que tensiona o noodle, por meio disto puxando a preforma através da matriz. [0077] B4. É também provido o aparelho do parágrafo B3, em que:

o dispositivo de tensionamento de noodle compreende dois rolos (580, 590) que formam uma abertura de passagem entre rolos (584) que tensiona o noodle.

[0078] B5. É também provido o aparelho do parágrafo B3, em que:

o fornecedor de noodle compreende um carretei (510) do material reforçado com fibra.

[0079] B6. É também provido o aparelho do parágrafo B3, em que:

o material reforçado com fibra compreende fibra de carbono integrada com um aglutinante.

[0080] B7. É também provido o aparelho do parágrafo B3, em que:

o material reforçado com fibra compreende fibra de carbono seca.

[0081] B8. É também provido o aparelho do parágrafo B3, em que:

O material reforçado com fibra compreende fibra de vidro. [0082] B9. É também provido o aparelho do parágrafo B3, em que:

a matriz compreende um canal curvo (556) através do qual o material reforçado com fibra submetido a pultrusão, e uma entrada (552) da matriz é varrida ao longo de uma curvatura.

[0083] B10. É também provido o aparelho do parágrafo B9, em que:

a entrada é circular.

[0084] B11. É também provido o aparelho do parágrafo B9, em que:

o canal tem uma saída menor do que a entrada.

[0085] B12. É também provido o aparelho do parágrafo B9, em que:

a matriz compreende material selecionado do grupo que

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 106/125

26/28 consiste de metal e plástico.

[0086] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido:

Cl. Um sistema compreendendo:

pelo menos um carretei (510) para conter um rolo de material reforçado com fibra compreendendo um material constituinte;

um aquecedor (530) a jusante do carretei que aquece o material reforçado com fibra a uma temperatura do ponto de aderência do material constituinte;

uma matriz de pultrusão (550), a jusante do aquecedor, que apresenta um canal (556) tendo uma curvatura longitudinal que é imposta em um comprimento do material reforçado com fibra, e forma o material reforçado com fibra em uma preforma (250);

uma câmara de resfriamento (564) que resfria a preforma; e rolos (580, 590) que são localizados a jusante da matriz de pultrusão e formam uma abertura de passagem entre rolos (584) em um formato seccional transversal da matriz de pultrusão.

[0087] C2. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

o material constituinte compreende um aglutinante termoplástico; e o aquecedor compreende um aquecedor radiante que aquece a fita entre 150 e 200 graus Celsius.

[0088] C3. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

uma entrada (552) da matriz é curva.

[0089] C4. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

a entrada da matriz é circular.

[0090] C5. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

a matriz compreende peças removíveis (560, 570) que

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 107/125 /28 podem ser intercambiadas para ajustar o raio da curvatura.

[0091] C6. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

uma saída (558) da matriz tem uma menor área seccional transversal líquida do que uma entrada da matriz.

[0092] C7. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

em que um dos rolos compreende uma ranhura helicoidal 1110 que se estende ao longo de uma circunferência do rolo, e a ranhura helicoidal corresponde com uma seção transversal da preforma depois que a preforma sai da matriz.

[0093] C8. É também provido o sistema do parágrafo C7, em que:

o rolo translada axialmente ao longo de seu eixo geométrico de rotação durante rotação, fazendo com que a preforma envolva a ranhura helicoidal.

[0094] C9. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

os rolos compreendem um rolo tendo um raio externo igual à curvatura da matriz, e o rolo aplica tensão na preforma que sai da matriz por rotação.

[0095] C10. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

pelo menos um dos rolos compreende uma ranhura correspondente com um formato de pelo menos um lado da preforma depois da saída da matriz.

[0096] Cl 1. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

os rolos compreendem, para cada lado da preforma, à medida que a preforma sai da matriz:

um rolo fazendo diretamente contato com o lado da matriz e correspondendo a um formato do lado da matriz.

[0097] C12. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

a câmara de resfriamento é dentro da matriz.

[0098] C13. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 108/125

28/28 a matriz é feita de um material selecionado do grupo que consiste de metal e plástico.

[0099] C14. É também provido o sistema do parágrafo Cl, em que:

a preforma compreende uma preforma de um enchimento de lacuna para uma parte composta.

[00100] Embora modalidades específicas estejam descritas aqui, o escopo da descrição não está limitados a essas modalidades específicas. O escopo da descrição é definido pelas reivindicações seguintes e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: fabricar uma preforma pelos atos de continuamente:

aquecer material reforçado com fibra (520) a uma temperatura do ponto de aderência para um material constituinte no material reforçado com fibra (1204);

alimentar o material reforçado com fibra através de uma matriz (550) que apresenta uma curvatura através da qual o material reforçado com fibra desloca enquanto o material reforçado com fibra é aquecido à temperatura do ponto de aderência, a matriz formando o material reforçado com fibra em uma preforma (250) (1206);

variar os comprimentos das trajetórias das fibras (512) na preforma à medida que a preforma passa através da matriz (1208); e puxar a preforma para fora da matriz (1212).
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

alimentar o material reforçado com fibra através da matriz impõe deslizamento entre fibras no material reforçado com fibra que reforça o material reforçado com fibra.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

resfriar a preforma abaixo da temperatura do ponto de aderência enquanto o material reforçado com fibra continua deslocar através da matriz.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

puxar a preforma compreende tensionar continuamente a preforma pela operação de rolos acionados (580, 590) que prendem a preforma e puxam a preforma para fora da matriz, fazendo com que tensão

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 110/125

2/4 seja aplicada ao longo do comprimento do material reforçado com fibra.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o desenrolamento, aquecimento, alimentação, resfriamento e tração são realizados simultaneamente em diferentes locais.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

utilizar um controlador (596) que regula o desenrolamento, alimentação e tração impedindo que tensão fique fora de uma faixa visada, com base em entrada de um sensor (598) que monitora a preforma.
7. Aparelho, caracterizado pelo fato de que compreende:

um fornecedor de noodle (510) que fornece material reforçado com fibra (520) para formação em uma preforma (250) para um noodle;

um aquecedor (530) que aumenta a temperatura de material reforçado com fibra recebido do fornecedor de noodle;

uma matriz (550) que confere uma curvatura ao material que foi aquecido, formando a preforma; e um dispositivo de tensionamento de noodle (580, 590) que tensiona o noodle, por meio disto puxando a preforma através da matriz.
8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que:

o dispositivo de tensionamento de noodle compreende dois rolos (580, 590) que formam uma abertura de passagem entre rolos (584) que tensiona o noodle.
9. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que:

o fornecedor de noodle compreende um carretei (510) do material reforçado com fibra.
10. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 111/125

3/4 pelo fato de que:

a matriz compreende um canal curvo (556) através do qual o material reforçado com fibra é submetido a pultrusão, e uma entrada (552) da matriz é varrida ao longo de uma curvatura.
11. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que:

o canal tem uma saída menor do que a entrada.
12. Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende:

pelo menos um carretei (510) para conter um rolo de material reforçado com fibra compreendendo um material constituinte;

um aquecedor (530) a jusante do carretei que aquece o material reforçado com fibra a uma temperatura do ponto de aderência do material constituinte;

uma matriz de pultrusão (550), a jusante do aquecedor, que apresenta um canal (556) tendo uma curvatura longitudinal que é imposta a um comprimento do material reforçado com fibra, e forma o material reforçado com fibra em uma preforma (250);

uma câmara de resfriamento (564) que resfria a preforma; e rolos (580, 590) que são localizados a jusante da matriz de pultrusão e formam uma abertura de passagem entre rolos (584) em um formato seccional transversal da matriz de pultrusão.
13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que:

o material constituinte compreende um aglutinante termoplástico; e o aquecedor compreende um aquecedor radiante que aquece a fita entre 150 e 200 graus Celsius.
14. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que:

Petição 870180024229, de 26/03/2018, pág. 112/125

4/4 a matriz compreende peças removíveis (560, 570) que podem ser intercambiadas para ajustar o raio da curvatura.
15. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que:

em que um dos rolos compreende uma ranhura helicoidal 1110 que se estende ao longo de uma circunferência do rolo, e a ranhura helicoidal combina com uma seção transversal da preforma depois que a preforma sai da matriz.