BR102019016508B1

BR102019016508B1 - Método para fabricação de um conector compósito, conector compósito, e, sistema de conexão

Info

Publication number: BR102019016508B1
Application number: BR102019016508-1A
Authority: BR
Inventors: Will Pollitt; Daniel TURNER-CLEAVER
Original assignee: Crompton Technology Group Limited
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2023-09-26
Also published as: US20200049284A1; CA3051740A1; US20230160505A1; EP3608090B1; BR102019016508A2; EP3608090A1

Abstract

um método para fabricação de um conector compósito (por exemplo, polímero reforçado com fibras) (309) para um duto de transferência de fluido compreende: fornecimento de um mandril tubular (304) que se estende substancialmente paralelo a um eixo central c; fornecimento de um molde (302) no mandril tubular (304) que se estende substancialmente perpendicular ao eixo central c; e reforço contínuo de fibra de enrolamento, impregnado com um polímero termofixo, em torno do mandril (304) para formar uma porção de cubo tubular (306) que se estende substancialmente paralela ao eixo central c e sobre o molde (302) para formar uma porção de flange (308) que se estende a partir da porção de cubo (306) em um ângulo em relação ao eixo central c. o enrolamento do reforço de fibra contínuo sobre o molde (302) compreende passar o reforço de fibra contínuo através de uma primeira superfície do molde (302) que é substancialmente perpendicular ao eixo central c e através de uma segunda superfície do molde (302) de modo que o molde (302) seja encapsulado como um núcleo para a porção de flange (308).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente divulgação refere-se a conectores de compósito (por exemplo, polímero de fibra reforçada), por exemplo, para conectar dutos de transferência de fluido a outras estruturas e para métodos de fabricação dos conectores de compósito (por exemplo, polímero de fibra reforçada) para dutos de transferência de fluido.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Os dutos de transferência de fluido (por exemplo, tubos de combustível) são normalmente conectados a outras estruturas fixas (por exemplo, dentro de asas de avião) usando um ou mais conectores. Para permitir o movimento da estrutura fixa sem induzir grandes tensões no próprio duto de transferência de fluido (por exemplo, conforme uma asa flexiona durante o voo), tais conectores são projetados para tolerar uma pequena quantidade de movimento relativo entre o duto de transferência de fluido e a estrutura, enquanto dá suporte efetivo para o duto e veda a conexão. Isto é frequentemente alcançado usando um anel de vedação em O (O-ring) elastomérico, no qual o duto de transferência de fluido “flutua”, para vedar a conexão enquanto permite uma pequena quantidade de movimento relativo.

[003] Em muitas aplicações, tais conectores são necessários para suportar grandes cargas circunferenciais (por exemplo, devido a altas pressões internas em um duto de transferência de fluido), bem como outras tensões. Para fornecer a força necessária enquanto minimizando a contagem de peças, conectores são convencionalmente usinados a partir de um único bloco de metal (geralmente de alumínio). Entretanto, este processo resulta em uma grande quantidade de materiais sendo desperdiçada (relação buy-to-fly).

[004] Além disso, os dutos de transferência de fluidos são cada vez mais construídos a partir de materiais compósitos (por exemplo, polímeros reforçados com fibra) para economizar peso. No entanto, quando usados com conectores metálicos, os dutos de transferência de fluidos compósitos podem apresentar vários problemas, tais como corrosão galvânica e uma janela de operação de temperatura reduzida devido à expansão térmica desigual.

[005] Mais recentemente, portanto, uma técnica de fabricação alternativa foi desenvolvida, através da qual os conectores compósitos são produzidos por moldagem por injeção de uma matriz termoplástica reforçada com fibras cortadas orientadas aleatoriamente (por exemplo, fibras de carbono/vidro/aramida). Como a moldagem por injeção é um processo aditivo, ela resulta em menos material desperdiçado durante a fabricação do que as técnicas convencionais de usinagem de metais. Além disso, as peças de compósito reforçadas com fibra picada são tipicamente mais leves que seus equivalentes de metal. No entanto, o reforço de fibra picada não explora totalmente a resistência potencial das fibras de reforço.

SUMÁRIO

[006] De acordo com um aspecto da presente divulgação, é proporcionado um conector compósito (por exemplo, polímero reforçado com fibra) para um duto de transferência de fluido, compreendendo: uma porção de cubo compreendendo um tubo que se estende substancialmente paralelo a um eixo geométrico central; e uma porção de flange que se estende desde a porção de cubo substancialmente perpendicular ao eixo geométrico central da porção de cubo; em que a porção de cubo compreende um polímero termofixo reforçado com reforço de fibra contínuo orientada circunferencialmente; e em que a porção de flange compreende um núcleo que é encapsulado pelo mesmo polímero termofixo reforçado com o reforço de fibra contínuo.

[007] Devido à alta razão resistência-peso do polímero reforçado com fibra contínuo, o uso de reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente na porção de cubo pode produzir uma peça significativamente mais forte usando a mesma quantidade de material em comparação ao reforço de fibra orientado aleatoriamente ou peças totalmente metálicas. Correspondentemente, uma peça igualmente forte pode ser produzida usando menos material, economizando peso.

[008] O conector compósito de acordo com a presente divulgação pode ser produzido usando processos aditivos. Isto significa que há pouco material desperdiçado durante a fabricação, especialmente em comparação com as técnicas de usinagem usadas para construir componentes metálicos convencionais. Como resultado, o custo de fabricação de um conector compósito de acordo com a presente divulgação pode ser menor do que para um componente metálico equivalente, mesmo se os custos do material subjacente forem maiores (devido ao menor desperdício de material).

[009] Quando o reforço de fibra contínuo é usado para fazer um determinado componente, a orientação das fibras contínuas pode ser adaptada à direção na qual o componente resultante terá cargas. Muitas fibras podem ser orientadas em uma direção primária de carregamento e uma proporção menor de fibras pode, portanto, ser orientada em direções nas quais o componente experiencia pouca carga. Isto minimiza a quantidade de material desperdiçado ao produzir uma peça com uma determinada capacidade de carga.

[0010] Neste caso, o reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente na porção de cubo fornece uma maior resistência do aro (circunferencial), melhorando a resistência do conector a altas cargas radiais (por exemplo, devido ao fluido de alta pressão dentro de um duto de transferência de fluido conectado à porção de cubo). Os ângulos do reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente pode ser escolhido para controlar as propriedades de resistência, por exemplo, algumas camadas de fibra de alto ângulo e outras camadas de fibra helicoidal de ângulo inferior para ajudar a tolerar cargas axiais em serviço.

[0011] Ao usar o reforço de fibra randomicamente orientado, nenhuma costura pode ser realizada e tal quantidade de materiais necessária para fornecer a resistência de carga necessária é aumentada. Além disso, mesmo quando orientadas na direção do carregamento, as fibras cortadas apresentam inerentemente uma resistência à tração muito menor do que a quantidade equivalente de fibras contínuas. A US 2016/0273696 descreve um exemplo de uma peça composta moldada por injeção a partir de uma matriz termoplástica reforçada por fibras cortadas.

[0012] Conforme mencionado acima, o conector compósito da presente divulgação pode ser produzido usando menos material do que os conectores de metal convencionais, reduzindo o peso do componente. Em muitas aplicações, como na indústria aeroespacial, qualquer economia de peso é altamente vantajosa, pois pode levar a uma economia significativa de combustível (e, portanto, de custo) ao longo da vida útil de uma peça.

[0013] Será apreciado que em um conector compósito de acordo com a presente divulgação, a porção de flange compreende reforço de fibra contínuo. Em comparação com o reforço descontínuo, por exemplo, de fibras cortadas, isto significa que a disposição do reforço de fibra contínuo pode fornecer à porção de flange propriedades não isotrópicas. Particularmente, o reforço de fibra contínuo pode estender-se em uma ou mais direções que são escolhidas para fornecer resistência em uma direção na qual se espera que a porção de flange experiencie carga.

[0014] Em pelo menos alguns exemplos, o reforço de fibra contínuo na porção de flange se estende em uma direção radial para alcançar uma borda circunferencial externa da porção de flange. Isto pode ser mais facilmente alcançado, por exemplo, quando o conector é fabricado usando um processo de enrolamento filamentar, pela presença do núcleo encapsulado. O encapsulamento do núcleo permite que o reforço de fibra contínuo seja enrolado sobre a superfície da porção de flange que é substancialmente perpendicular à porção do cubo de modo a atingir a borda circunferencial externa da porção de flange (e potencialmente passar pela borda).

[0015] Em pelo menos alguns exemplos, adicionalmente ou alternativamente, o reforço de fibra contínuo na porção de flange estende-se em uma direção circunferencial. Em um ou mais exemplos, o reforço de fibra contínuo na porção de flange se estende em múltiplas orientações (por exemplo, orientações circunferenciais, radiais ou outras orientações intermediárias). A disposição do reforço de fibra contínuo pode ser adaptada às cargas esperadas durante o serviço.

[0016] Será apreciado que o núcleo é encapsulado na porção de flange pelo mesmo polímero termo fixo reforçado com o reforço de fibra contínuo. Para facilidade e redução do custo de fabricação, é preferível que o reforço de fibra contínuo seja enrolado em um único processo para formar tanto a porção de cubo quanto a porção de flange. Por exemplo, o conector pode ser fabricado por reforço de fibra de enrolamento contínuo, impregnado com o polímero termofixo em torno de um mandril para formar a porção de cubo tubular e sobre uma forma para formar a porção de flange. Assim, em pelo menos alguns exemplos, o reforço de fibra contínuo corre continuamente da porção de cubo para a porção de flange. O reforço de fibra que é executado continuamente da porção de cubo até dentro da porção de flange confere resistência ao conector no ponto no qual a porção de cubo é conectada à porção de flange. Isto aumenta a capacidade do conector de resistir a cargas de flexão (por exemplo, devido a flexão de asas e cargas inertes durante o voo) e reduz as chances de danos ou falhas em uma região potencial de alta tensão. Particularmente, à medida que o reforço de fibra contínuo se estende através da interseção do cubo e do flange, isto é, a partir da porção de cubo próximo à porção de flange, o conector se beneficia da resistência de carga axial aumentada. Uma vez que o conector é enrolado, curado e opcionalmente usinado, não há necessidade de mais processos de montagem ou de junção. Processos de montagem e junção normalmente adicionam uma quantidade significativa de tempo/custo à peça final e geralmente espera-se que tenha a maior probabilidade de falha na operação.

[0017] Em um ou mais exemplos, a porção de flange pode compreender pelo menos um ponto de fixação (por exemplo, um orifício de passagem). Tais pontos de fixação podem ser usados juntamente com um meio de fixação adequado (por exemplo, uma porca e parafuso) para fixar o conector a uma estrutura. O ponto de fixação pode ser formado pela perfuração através do conector compósito em uma etapa de pós-produção, mas isso resulta em fibras constituintes do reforço de fibra contínuo sendo cortadas, o que pode reduzir a resistência da porção de flange e, portanto, a eficácia do conector. Em alguns exemplos, portanto, o reforço de fibra contínuo é disposto para desviar em torno dos pontos de fixação. Por exemplo, a porção de flange pode compreender pelo menos um orifício de passagem rodeado por reforço de fibra contínuo ininterrupto.

[0018] Em um ou mais exemplos, a porção de flange compreende pelo menos um ponto de fixação e o reforço de fibra contínuo é disposto em um padrão ao redor do ponto de fixação, por exemplo, de modo que o reforço de fibra contínuo reforça o ponto de fixação. Convenientemente, o reforço de fibra contínuo serve para auxiliar na transmissão de carga entre pontos de fixação adjacentes. Em pelo menos alguns exemplos, de preferência o reforço de fibra contínuo circunda pelo menos parcialmente os pontos de fixação. Em alguns exemplos, o reforço de fibra contínuo pode ser disposto para envolver um par adjacente de pontos de fixação, por exemplo, pelo menos 10 vezes. Uma abertura pode ser formada em cada ponto de fixação para permitir a fixação de um fixador à porção de flange no ponto de fixação. Onde o reforço contínuo de fibra passa em torno de um ponto de fixação, pode resultar na formação de um cubo de espessura aumentada. Isso pode fortalecer os pontos de fixação.

[0019] Em alguns exemplos, o polímero termofixo é escolhido a partir de resinas de epóxi ou fenólicas. Polímeros termofixos proporcionam alta resistência, são fáceis de trabalhar e podem ser mais baratos que os polímeros termoplásticos.

[0020] O polímero pode opcionalmente incluir um ou mais aditivos de material não fibroso. Por exemplo, o polímero pode incluir pequenas quantidades de um ou mais aditivos de material não fibroso destinados a alterar uma ou mais propriedades não estruturais do polímero, tais como viscosidade, condutividade térmica ou elétrica, sensibilidade à radiação, cor, fogo ou resistência química etc.

[0021] Por exemplo, em sistemas de combustível de aeronaves, é importante controlar a condutividade do conector composto. Idealmente, o sistema de combustível (isto é, incluindo tubos e conectores) é suficientemente isolante para evitar tornar-se o trajeto preferido para a condução de iluminação, enquanto condutivo o suficiente para evitar o acúmulo de estática devido ao fluxo de combustível. A adição de uma quantidade específica de um aditivo condutor (por exemplo, negro de fumo, nanotubos de carbono ou grafeno) ao polímero durante a fabricação permite que o nível desejado de condutividade seja alcançado. Tal aditivo está idealmente presente em todo o componente (isto é, tanto na porção de flange como na porção de cubo).

[0022] Para controlar a condutividade de um sistema de combustível, pode não ser necessário controlar a condutividade tanto dos canos quanto dos conectores. Pode ser suficiente, pelo menos em alguns casos, para apenas a condutividade dos canos ser controlada (por exemplo, adicionando uma certa concentração de negro de fumo durante a fabricação do cano). O conector, então, simplesmente precisa incluir um nível mínimo de condutividade para que a condutividade geral desejada seja alcançada. Alternativamente, a condutividade dos conectores pode ser controlada e usada com um tubo com uma condutividade mínima.

[0023] Além da economia de peso fornecida pela presente divulgação, o uso de reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente dentro da porção de cubo do conector confere outros benefícios. O reforço de fibra circunferencial contínuo endurece a porção do cubo e aumenta sua resistência do aro (isto é, resistência às forças radiais). Quando o fluido em alta pressão é passado através do duto de transferência de fluido, essa rigidez e resistência atenuam a expansão radial do conector compósito quando sujeitas a pressões internas, garantindo que uma boa conexão e vedação sejam mantidas em todos os momentos.

[0024] Reforço de fibra "contínuo" é usado neste documento para se referir ao reforço de fibra no qual pelo menos alguns filamentos constituintes individuais têm um comprimento substancial, ou seja, eles não são "fibras cortadas" ou fibras descontinuadas. Em pelo menos alguns exemplos, o reforço de fibra pode ser considerado "contínuo"quando as fibras ou filamentos têm um comprimento na mesma escala que a peça que eles estão reforçando. Isso significa que o reforço de fibra é substancialmente “contínuo” quando se estende ininterruptamente através de uma determinada dimensão de uma peça, como comprimento, raio ou circunferência.

[0025] O reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente na porção de cubo compreende preferencialmente pelo menos alguns filamentos constituintes individuais que se estendem inteiramente ao redor da circunferência da porção de cubo, por exemplo pelo menos 360° ao redor do eixo geométrico central e ainda mais preferencialmente dão várias voltas completas sobre a porção de cubo na porção de cubo. O reforço de fibra contínuo predominantemente enrolado na porção de cubo é benéfico para absorção de forças radiais.

[0026] A resistência dos polímeros reforçados com fibras reside na resistência à tração das fibras de reforço e, como tal, um comprimento ininterrupto de fibras contínuas em torno da porção de cubo fornece uma melhoria significativa na resistência do aro e, portanto, resistência à pressão em comparação com a mesma quantidade de fibras cortadas, mesmo que todas as fibras cortadas fossem alinhadas na direção de carregamento.

[0027] Nos exemplos em que o reforço de fibra contínuo é executado continuamente desde a porção de cubo para a porção de flange, alguns dos filamentos constituintes individuais podem deslocar-se para a frente e para trás entre a porção de cubo e a porção de flange várias vezes. Como as fibras são executadas entre a porção do cubo e a porção do flange, seu ângulo em relação ao eixo geométrico central pode mudar. Para ajudar a reduzir o risco de “obstrução” entre a porção do cubo e a porção do flange, onde o reforço de fibra contínuo tende a circular diagonalmente entre a porção do cubo e a porção do flange com uma lacuna de ar, camadas adicionais de reforço de fibra contínuo orientadas circunferencialmente podem ser aplicadas à porção de cubo pelo menos em uma área adjacente à porção de flange para criar uma porção de transição, por exemplo, proporcionando uma rampa entre a porção de cubo e a porção de flange. Isso pode resultar em uma porção de transição mais espessa do que o restante da porção de cubo. Tais camadas adicionais na porção de transição podem fornecer uma área de superfície para ajudar a aumentar o reforço de fibra contínuo da porção de cubo para a porção de flange, por exemplo, tal inclinação tornando mais fácil para o reforço de fibra contínuo passar de um mandril axial para um molde perpendicular durante a fabricação usando um processo de enrolamento filamentar.

[0028] Nestes e em outros exemplos, o conector pode compreender uma porção de transição que se estende entre a porção de cubo e a porção de flange em um ângulo crescente θ em relação ao eixo geométrico central, em que 0 < θ < 90° em relação ao eixo geométrico central. O ângulo θ pode ser gradualmente aumentado através da porção de transição da porção de cubo para a porção de flange. Tal porção de transição pode reduzir a tensão no reforço de fibra que vai continuamente da porção de cubo até a porção de flange, uma vez que reduz a variação de severidade no ângulo experimentado pela fibra. Como mencionado acima, a porção de transição pode ser formada por camadas adicionais de reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente aplicado nesta parte da porção de cubo.

[0029] Além disso, quando o conector é usado para conectar um duto de transferência de fluido a um componente com uma superfície normal ao duto de transferência de fluido, a porção de transição pode fornecer uma localização para um anel de vedação O-ring a ser disposto, melhorando a eficácia de uma vedação entre o duto de transferência de fluido e o componente.

[0030] Como mencionado acima, um anel de vedação O-ring elastomérico pode ser usado para vedar uma conexão entre o conector e um duto de transferência de fluido. Em tais casos, o anel de vedação O-ring pode ser posicionado entre uma superfície externa do duto de transferência de fluido e uma superfície interna da porção de cubo (ou, inversamente, entre uma superfície interna do duto e uma superfície externa da porção de cubo), para vedar a conexão. Opcionalmente, o anel de vedação O-ring elastomérico é assentado entre um par de cristas de retenção que permitem o movimento axial entre o duto de transferência de fluido e a porção de cubo. A porção de cubo forte e rígida mantém o anel de vedação O-ring firmemente pressionado radialmente entre a superfície interna (ou externa) da porção de cubo e a superfície externa do duto de transferência de fluido, garantindo a integridade da vedação.

[0031] Além dos benefícios de resistência, o uso de reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente na porção de cubo também permite que o coeficiente de expansão térmica (ou seja, o CET do "aro") da porção de cubo seja estreitamente ajustado ao de um duto de transferência de fluido ao qual ele pode ser conectado.

[0032] Os dutos de transferência de fluido para os quais o conector da presente divulgação é particularmente adequado são partes compósitas fabricadas a partir de polímeros reforçados com fibras compreendendo uma alta proporção de fibras orientadas circunferencialmente. Isto maximiza a resistência do aro e, portanto, a tolerância da pressão interna do duto, algo que é particularmente importante em sistemas de alta pressão, como tubos de combustível, minimizando o peso. Devido à elevada proporção de fibra circunferencial em tais dutos compósitos, quando o duto de transferência de fluido está sujeito a uma alteração na temperatura (por exemplo devido a alterações das condições ambientais), a expansão radial é dominada pela expansão do reforço de fibra. As fibras usadas como reforço em tais materiais têm tipicamente um CET muito baixo em comparação com a matriz polimérica. Por exemplo, as fibras de vidro têm um CET em torno de 1,6 - 2,9 x 10-6 K-1 e as fibras de carbono têm um CET, o que é muito próximo a zero (e pode até ser negativo, por exemplo, aproximadamente -0,5 x 10-6 K-1), enquanto uma resina de polímero típica tem um CET de ~ 50 x 10-6 K-1 (para comparação, o alumínio tem um CET de ~ 23 x 10-6 K-1). Como resultado, a expansão térmica circunferencial (do aro) de um duto de polímero reforçado com fibras, com fibra circunferencial contínuo, é geralmente baixa.

[0033] Os compósitos reforçados com fibras cortadas, moldados por injeção e orientados randomicamente, em comparação, têm um CET de aro que é dominado pelo CET da matriz de resina - isto é, muito mais alto do que o dos dutos de polímero reforçado por fibra (PRF) descritos acima. Os conectores de metal também sofrem expansão térmica relativamente alta.

[0034] Os conectores convencionais, portanto, quando usados com dutos de polímero reforçados com fibras, podem apenas ser usados dentro de um envelope operando a uma baixa temperatura. A expansão diferencial do conector e do duto quando submetida a temperaturas fora deste envelope pode arriscar a integridade da vedação e/ou toda a conexão. Ou o requisito para acomodar tais variações de temperatura e diferentes CETs coloca restrições de concepção em outros elementos, tal como o anel de vedação O-ring. Um problema semelhante surge quando um conector tem uma rigidez diferente da de um duto.

[0035] Entretanto, conforme mencionado acima, devido à porção de cubo em exemplos na presente divulgação compreender reforço de fibra circunferencialmente orientado contínuo, seu CET de aro (e sua rigidez) pode ser mais aproximadamente compatível com o de um determinado duto de transferência de fluido. A correspondência de CET permite que a expansão relativa (do conector em relação ao duto) durante o uso seja minimizada em uma faixa mais ampla de temperaturas, aumentando a aplicabilidade e a confiabilidade da peça. Em alguns exemplos, portanto, a composição e orientação do reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente dentro da porção de cubo é selecionada de modo que o CET (ou seja, o CET do aro) da porção de hub coincide com o de um duto de transferência de fluido, formado a partir de PRF, que está conectado à porção de cubo em uso. Adicional ou alternativamente, a composição e orientação do reforço de fibra dentro da porção de cubo é selecionada de modo que a rigidez da porção de cubo seja substancialmente compatível com a do duto de transferência de fluido.

[0036] A porção de cubo é preferencialmente disposta para ser encaixada sobre ou dentro de um duto de transferência de fluido, por exemplo, concêntrica com o mesmo, com um acessório de duto sobre um diâmetro externo da porção de cubo ou dentro de um diâmetro interno da porção de cubo. A porção de flange é preferencialmente disposta para anexar- se a uma estrutura adicional e pode compreender um ou mais pontos de anexação na mesma.

[0037] É divulgado ainda um sistema de conexão compreendendo um conector compósito conforme divulgado neste documento e um duto de transferência de fluido de polímero reforçado com fibra conectado a uma porção de cubo. Em um ou mais exemplos, a composição e orientação do reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente dentro da porção de cubo é selecionada de modo que o CET (ou seja, o CET do aro) da porção de cubo substancialmente coincide com o do duto de transferência de fluido. Adicional ou alternativamente, a composição e orientação do reforço de fibra dentro da porção de cubo é selecionada de modo que a rigidez da porção de cubo seja substancialmente compatível com a do duto de transferência de fluido.

[0038] Em um ou mais exemplos, tal combinação pode ser alcançada pela combinação da composição e do ângulo do reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente dentro da porção de cubo para a composição e ângulo da fibra de reforço orientada circunferencialmente dentro do duto de PRF. O reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente na porção de cubo pode, portanto, ter substancialmente o mesmo ângulo de fibra que o reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente no duto. Em alguns exemplos, estes ângulos de fibra podem diferir em não mais que 15°, não mais do que 10° e preferencialmente não mais do que 5°.

[0039] Na porção de cubo, o reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente (arco) faz tipicamente um ângulo de mais de 60° em relação ao eixo geométrico central. Em exemplos preferidos, o reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente se estende em um ângulo superior a 80° em relação ao eixo geométrico central, por exemplo, pelo menos 85° ou mesmo a 90° ou próximo disso. Um ângulo elevado maximiza a resistência do arco proporcionada pelo reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente. Em vários exemplos, a porção de cubo é predominantemente enrolada no aro, isto é, compreendendo múltiplas camadas de reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente estendendo-se em um ângulo de mais de 80° em relação ao eixo geométrico central. Em vários exemplos, o reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente dentro da porção de cubo pode compreender camadas de reforço de fibra de aro de ângulo alto e camadas de reforço de fibra helicoidal de ângulo baixo, para ajudar a tolerar forças axiais em serviço.

[0040] Em alguns exemplos, a porção de cubo compreende uma mistura de camadas de reforço de fibra longitudinal ou helicoidal e reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente, por exemplo, camadas alternadas de reforço de fibra circunferencial longitudinal/helicoidal e contínuo. Isso fornece a porção de cubo com força uniforme e atenua a delaminação durante o uso. A mistura de camadas de reforço de fibra contínuo com diferentes orientações também pode evitar que grandes tensões residuais sejam produzidas durante a fabricação, o que pode enfraquecer severamente o conector.

[0041] Será, portanto, apreciado que a porção de cubo pode compreender reforço de fibra adicional orientado em uma variedade de ângulos. Em alguns exemplos, a porção de cubo compreende ainda reforço de fibra contínuo orientado circunferencialmente ou axialmente (isto é, reforço de fibra que é orientado substancialmente paralelo ao eixo geométrico central, por exemplo próximo de 0°), o que pode aumentar a resistência da porção de cubo a cargas de flexão. Adicionalmente ou alternativamente, a porção de cubo pode compreender um reforço de fibra contínuo orientado helicoidalmente a aproximadamente 45° em relação ao eixo geométrico central (isto é, a meio caminho entre as direções axial e circunferencial). Isto pode ajudar na correspondência do CET e/ou pode ajudar na detecção de danos por impacto pouco visíveis (barely-visible impact damage, BVID) na porção de cubo.

[0042] A porção de cubo compreende, preferencialmente, um tubo com uma seção transversal substancialmente circular (isto é, a porção de cubo compreende um cilindro). Uma seção transversal circular maximiza a resistência de aro da porção de cubo e pode ser mais fácil de fabricar. Em alguns exemplos, no entanto, o tubo pode ter uma seção transversal retangular, outra poligonal ou elíptica, entre outros formatos possíveis. Preferencialmente, a porção de cubo tem uma seção transversal que é compatível com a de um duto de transferência de fluido que é adequada para conexão. Em um sistema de conexão, conforme divulgado neste documento, a porção de cubo pode ter substancialmente a mesma seção transversal que o duto de transferência de fluido.

[0043] De acordo com outro aspecto da presente divulgação, é fornecido um método de fabricação de um conector compósito (por exemplo, polímero reforçado com fibra) para um duto de transferência de fluido, o método compreendendo: fornecimento de um mandril tubular que se estende substancialmente paralelo a um eixo geométrico central; fornecimento de um molde em um mandril tubular que se estende substancialmente perpendicular ao eixo geométrico central; reforço de fibra contínuo enrolado, impregnado com um polímero, em torno do mandril para formar uma porção de cubo que se estende substancialmente paralela ao eixo geométrico central e sobre o molde para formar uma porção de flange que se estende da porção de cubo até um ângulo para o eixo geométrico central; em que o enrolamento do reforço de fibra contínuo sobre o molde compreende passar o reforço de fibra contínuo por toda uma primeira superfície do molde que é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico central e por toda uma segunda superfície do molde de modo que o molde é encapsulado como um núcleo para a porção de flange.

[0044] Passar o reforço de fibra contínuo através da primeira e segunda superfícies do molde significa que as fibras podem ser executadas em qualquer ângulo ao longo da primeira superfície e não são limitadas pela necessidade de voltas, como quando se enrolam apenas sobre uma superfície de um molde. A utilização do processo de enrolamento para formar ambas as porções de cubo e flange significa que nenhuma etapa adicional de montagem ou de junção pode ser necessária após a parte do conector ter sido enrolada (e, opcionalmente, curada). Processos de montagem e junção normalmente adicionam uma quantidade significativa de tempo e/ou custo ao conector final e geralmente podem ser vistos como a área de produto com maior probabilidade de falha na operação.

[0045] Em um ou mais exemplos, passar o reforço de fibra contínuo através da primeira superfície do molde compreende passar através da primeira superfície em uma direção radial para passar sobre uma borda da primeira superfície antes de passar por através da segunda superfície. Isso significa que a segunda superfície pode ser usada para permitir curvas durante o processo de enrolamento. Como resultado, o reforço de fibra contínuo na porção de flange pode se estender em uma direção radial para alcançar todo o trajeto até uma borda circunferencial externa da porção de flange. Em alguns exemplos, para conseguir o ângulo de enrolamento desejado ou a disposição de laminado, o reforço de fibra contínuo pode ser enrolado de volta no mandril em ambos os lados do molde.

[0046] Em um ou mais exemplos, passar o reforço de fibra contínuo através da primeira superfície do molde compreende passar através da primeira superfície em uma direção circunferencial. Isto pode ser adicional a qualquer reforço de fibra contínuo que se estende radialmente. Em um ou mais exemplos, passar o reforço de fibra contínuo através da primeira superfície do molde compreende passar através da primeira superfície em múltiplas orientações. Será apreciado que os ângulos de enrolamento sobre a primeira superfície podem ser variados para considerar as cargas de torção e axiais que atuam na porção de flange em operação. O controle de enrolamento multi-eixo pode permitir que a fibra seja enrolada em uma variedade de ângulos e posições para conseguir isso.

[0047] Em um ou mais exemplos, o método compreende ainda: aplicação de uma força de consolidação à porção de flange em uma direção substancialmente paralela ao eixo geométrico central. A aplicação de uma força de consolidação para consolidar o material compósito enrolado da porção de flange ajuda a remover vazios que podem afetar adversamente a resistência do conector. A consolidação da porção de flange pode reduzir o risco de que a porção de flange tenha propriedades de resistência inconsistentes. A consolidação também pode ajudar a melhorar o acabamento superficial da porção de flange no conector. Isso pode reduzir ou eliminar a necessidade de processos adicionais de usinagem e/ou vedação. A força de consolidação pode ser aplicada em duas direções opostas, em ambos os lados do molde. Forças de consolidação adequadas podem ser alcançadas, por exemplo, através de métodos de invólucro por fita retrátil convencionais ou ensacamento a vácuo ou a aplicação de placas de compressão.

[0048] Como resultado do método de fabricação divulgado, o molde é encapsulado como um núcleo para a porção de flange. O núcleo é retido na porção de flange no final do processo de enrolamento. Preferencialmente, o núcleo não é estrutural, isto é, não é pretendido para contribuir com as propriedades de resistência do conector. O molde pode ser feito de um material leve, tal como uma espuma ou material polimérico, por exemplo epóxi preenchido com vidro. O núcleo pode ser deixado na porção de flange ou removido em uma etapa de fabricação subsequente. Em um ou mais exemplos, o método compreende ainda: remover o mandril tubular e deixar o molde encapsulado como um núcleo para a porção de flange. Em tais exemplos, o primeiro é preferencialmente encaixado no mandril de uma maneira removível, em vez de ser fixado ao mandril tubular, de modo que o mandril pode ser deslizado facilmente ou removido sem perturbar o núcleo retido. Em um ou mais outros exemplos, o método compreende ainda: remoção do mandril tubular e remoção do molde. Em tais exemplos, o mandril e/ou o molde podem ser destruídos durante o processo de remoção, por exemplo, o mandril e/ou o molde podem ser dissolúveis ou fundidos. Em tais exemplos, o molde e/ou o mandril podem ser feitos de um material sacrificial.

[0049] A etapa de enrolamento é preferencialmente um processo de enrolamento filamentar. Em alguns exemplos, o reforço de fibra contínuo pode ser pré-impregnado com o polímero termofixo (por exemplo, o reforço de fibra contínuo pode assumir a forma de reboque pré-impregnado). Em alguns outros exemplos, o reforço de fibra contínuo pode ser impregnado com o polímero termofixo durante o enrolamento, por exemplo passando o reforço de fibra através de um banho de polímero como parte do processo de enrolamento (denominado "enrolamento úmido"). Em alguns outros exemplos, o reforço de fibra contínuo pode ser impregnado com o polímero termofixo após enrolamento, por exemplo, por reforço de fibra seca de enrolamento e depois infusão de vácuo após enrolamento com o polímero termofixo.

[0050] Em um ou mais exemplos, o método compreende ainda: curar a porção de cubo e a porção de flange. Será apreciado que um processo de enrolamento filamentar seguido de cura pode resultar em uma porção de conector integrada, isto é, com o reforço de fibra contínuo sendo executado continuamente da porção de cubo para a porção de flange, sem requerer o tempo e/ou despesa de múltiplas etapas de fabricação. Como mencionado acima, uma vez que a peça é enrolada e curada (e opcionalmente usinada, por exemplo, para remover o excesso de material compósito ou criar características adicionais), não pode haver mais etapas de montagem ou de junção.

[0051] Em pelo menos alguns exemplos, o método pode compreender ainda a usinagem da porção de flange para fornecer pelo menos um ponto de fixação. Isso pode ser mais simples do que acomodar os pontos de fixação durante o processo de enrolamento. Em pelo menos alguns outros exemplos, o método pode compreender a formação de pelo menos um ponto de fixação para a porção de flange, pela disposição do reforço de fibra contínuo em um padrão em torno do ponto de fixação, por exemplo, de modo que o reforço de fibra contínuo reforce o ponto de fixação. Em pelo menos alguns exemplos, preferencialmente o reforço de fibra contínuo é disposto pelo menos para rodear os pontos de fixação. Em pelo menos alguns desses exemplos, o molde pode compreender pelo menos um ressalto saliente correspondente a um ponto de fixação.

[0052] Em vários exemplos de acordo com a presente divulgação, o reforço de fibra contínuo pode compreender qualquer material de fibra adequado. Por exemplo, o reforço de fibra contínuo pode consistir em uma ou mais fibras de vidro, carbono ou sintéticas (por exemplo, aramida). O reforço de fibra de vidro pode ser preferido para conectores destinados a serem usados com dutos de transferência de fluido (por exemplo, tubos de combustível) feitos de compósito reforçado com fibra de vidro.

[0053] A presente invenção refere-se a um conector composto que compreende uma porção de cubo e uma porção de flange. Será apreciado que um determinado conector pode compreender mais de uma porção de flange por porção de cubo ou mais de uma porção de cubo por porção de flange. Qualquer conector de extremidade única ou conector de múltiplas portas é incluído nesta divulgação.

[0054] As características de qualquer exemplo descrito neste documento podem, quando apropriado, ser aplicadas a qualquer exemplo descrito neste documento. Quando é feita referência a diferentes exemplos ou conjuntos de exemplos, deve ser entendido que estes não são necessariamente distintos, mas podem sobrepor-se.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0055] Certos exemplos da presente divulgação serão agora descritos com referência às figuras em anexo, nas quais: a Figura 1 é uma vista em seção transversal da conexão entre um conector e um duto de transferência de fluido; as Figuras 2A e 2B mostram vistas em perspectiva esquemática de conectores compósitos para um duto de transferência de fluido de acordo com exemplos da presente divulgação; a Figura 3 ilustra um exemplo de um único processo de enrolamento de conectores; a Figura 4 ilustra um exemplo de um processo de enrolamento de conector duplo; e as Figuras 5A a 5C ilustram esquematicamente as diferentes orientações de reforço de fibra contínuo resultantes de tais processos de enrolamento.

[0056] A Figura 1 mostra a interface entre um conector 2 e um duto cilíndrico de transferência de fluido 4 que se estende em paralelo até um eixo geométrico central C. O conector 2 compreende uma porção de cubo cilíndrica 6, que também se estende em paralelo até o eixo geométrico central C e uma porção de flange 8 que se estende a partir de uma extremidade da porção de cubo 6 em uma direção perpendicular ao eixo geométrico central C. A porção de flange 8 compreende ainda um orifício de passagem 10, pelo qual o conector 2 pode ser fixado a uma outra estrutura, por exemplo, uma asa de aeronave.

[0057] A porção de cubo 6 envolve uma porção de conexão 12 do duto de transferência de fluido 4. Um anel de vedação O-ring elastomérico 14 está localizado entre a porção de cubo 6 e a porção de conexão 12, retido entre uma parede interna da porção de cubo 6 e uma parede externa do duto de transferência de fluido 4. O anel de vedação O-ring 14 é confinado por duas cristas de retenção 16 que se estendem radialmente para fora a partir da porção de conexão 10 do duto de transferência de fluido 4.

[0058] O anel de vedação O-ring 14 fornece uma vedação entre o conector 2 e o duto 4, de modo que o fluido pode fluir ao longo do duto 4 e para dentro do conector 2 sem vazar. Além disso, a configuração do anel de vedação O-ring 14 entre a porção de conexão 12 e a porção de cubo 6 permite que o duto de transferência de fluido 4 se mova a uma pequena distância na direção do eixo geométrico central C em relação ao conector 2 sem comprometer a vedação. Isto permite uma estrutura na qual o conector 2 está fixo para se mover ou flexionar uma pequena quantidade sem impor grandes tensões no duto 4 (como seria o caso se o conector 2 estivesse rigidamente anexado ao duto 4). Ao invés disso, o duto 4 "flutua" no anel de vedação Oring 14, de modo que pode deslizar longitudinalmente por uma pequena distância sem romper a vedação. Por exemplo, a estrutura à qual o conector 2 está ligado pode ser uma longarina de asa de aeronave, que é projetada para mover uma pequena quantidade durante o voo quando a asa flexiona devido à carga aerodinâmica e/ou flutuações de temperatura.

[0059] O duto de transferência de fluido 4 pode compreender um tubo de combustível localizado dentro da asa, que deve, portanto, ser capaz de lidar com a flexão de asa durante o voo.

[0060] As Figuras 2A e 2B são vistas em perspectiva esquemática de conectores compostos 102, 202 de acordo com exemplos da presente divulgação. Cada um dos conectores 102, 202 compreende uma porção de cubo cilíndrica 106, 206 que se estende paralelamente a um eixo geométrico central C e uma porção de flange 108, 208 que se estende perpendicularmente ao eixo geométrico central C a partir de uma extremidade da porção de cubo 106, 206. Os orifícios de passagem 114, 214 são formados nas porções de flange 108, 208. As porções de flange 108, 208 têm formas diferentes nas Figuras 2A e 2B.

[0061] Cada porção de cubo 106, 206 compreende uma matriz de resina de polímero termofixo reforçada com reforço de fibra de enrolamento contínuo de aro 110, 210 (isto é, circunferencialmente orientado). O reforço de fibra de enrolamento de aro 110, 210 proporciona cada porção de cubo 106, 206 com alta resistência de aro de modo que as porções de cubo 106, 206 podem resistir a grandes pressões internas. Também torna as porções de cubo 106, 206 muito rígidas, de modo que as grandes pressões internas causam uma expansão radial insignificante.

[0062] Como mostrado na Figura 2A, a porção de flange 108 compreende a mesma matriz de resina de polímero termofixo com o reforço de fibra contínuo 110 que se estende desde a porção de cubo 106 para a porção de flange 108. O reforço de fibra contínuo 110 na porção de flange 108 é enrolado em ângulos variáveis, resultando em uma mistura de direções de fibra radial e circunferencial, para dar a resistência estrutural requerida.

[0063] Embora não seja mostrado na Figura 2B, o reforço de fibra contínuo 210 também se estende desde a porção de cubo 206 para a porção de flange 208 do conector compósito 202, o reforço de fibra contínuo 210 sendo enrolado no arco (isto é, orientado circunferencialmente) na porção de cubo 206 e orientado em vários ângulos radiais e/ou circunferenciais na porção de flange 208.

[0064] Um único processo de enrolamento para fabricar um conector compósito de acordo com um exemplo da presente descrição será agora descrito com referência à Figura 3.

[0065] Um molde anular leve 302 é ajustado em torno de um mandril cilíndrico 304 que se estende substancialmente paralelo a um eixo geométrico central C. Utilizando técnicas convencionais de enrolamento filamentar, o reforço de fibra contínuo é enrolado no mandril 304 e em torno do molde 302 para formar uma porção de cubo tubular 306 e uma porção de flange 308 na qual o molde 302 é encapsulado. O molde 302 atua assim como um núcleo da porção de flange 308.

[0066] O reforço de fibra contínuo 306 pode ser pré-impregnado com uma resina polimérica termofixa ("pré-impregnada") ou pode ser passado através de um banho de resina polimérica termofixa (não mostrada) imediatamente antes de ser enrolado no mandril 304 ("enrolamento úmido") ou pode ser enrolado a seco e subsequentemente infundido a vácuo com uma resina polimérica termofixa após o enrolamento.

[0067] Uma vez aplicada uma quantidade suficiente de reforço de fibra contínuo ao mandril 304 e ao molde 302 (por exemplo, quando o molde 302 está totalmente encapsulado), as porções de cubo e flange 306, 308 são então curadas para formar um conector compósito integrado 309. Durante e/ou após o processo de cura, uma força de consolidação axial de compressão 310 pode ser aplicada à porção de flange 308, para consolidar o material compósito na porção de flange 308 e eliminar quaisquer vazios que possam ter se formado durante o processo de enrolamento.

[0068] Uma vez que o processo de cura está completo, o conector 309 é extraído do mandril 304. Embora não seja mostrado na Figura 3, o conector 309 pode então sofrer um ou mais passos de usinagem, por exemplo, para remover o material em excesso e/ou para formar características adicionais, conforme necessário.

[0069] Um processo de enrolamento alternativo para fabricação de um conector compósito de acordo com um exemplo da presente divulgação será agora descrito com referência à Figura 4.

[0070] Um molde sacrificial anular 402 é montado em torno de um mandril cilíndrico 404 que se estende substancialmente paralelo a um eixo geométrico central C. Utilizando técnicas convencionais de enrolamento filamentar, o reforço contínuo de fibra é enrolado no mandril 404 em ambos os lados do molde 404 e em torno e sobre o molde 402 para formar uma estrutura tubular 405 compreendendo duas porções de cubo tubular 406 que se estendem de ambos os lados de uma porção de formação de flange central 408, na qual o molde 402 é encapsulado.

[0071] Uma vez aplicada uma quantidade suficiente de reforço de fibra contínuo ao mandril 404 e ao molde 402 (por exemplo, quando o molde 402 está totalmente encapsulado), as porções de formação de cubo e flange 406, 408 são então curadas. Durante e/ou após o processo de cura, uma força de consolidação axial de compressão 410 pode ser aplicada à porção de formação de flange 408, para consolidar o material compósito na porção de formação de flange 408 e eliminar quaisquer vazios que possam ter se formado durante o processo de enrolamento.

[0072] A estrutura tubular curada 405 é então extraída do mandril 404 e dividida ao longo de um plano central P, que passa através da porção de formação de flange 408 perpendicularmente ao eixo geométrico central C. Isto divide a estrutura tubular curada 405 em dois conectores compósitos, cada um compreendendo uma porção de cubo 406 e uma porção de flange feita de uma metade da porção de formação de flange 408. O molde sacrificial 402, que já não está encerrado pelo reforço de fibra contínuo, pode ser removido.

[0073] Cada conector pode então sofrer um ou mais passos de usinagem, por exemplo, para remover o material em excesso e/ou para formar características adicionais, conforme necessário.

[0074] As Figuras 5A-C fornecem um exemplo geral de como o reforço de fibra contínuo (por exemplo, na forma de fibra impregnada ou pré- impregnada) é usado para criar um conector que compreende uma porção de cubo e uma porção de flange.

[0075] Como mostrado na Figura 5A, para ajudar a reduzir o risco de obstrução entre as camadas de aro (orientadas circunferencialmente) de reforço de fibra contínuo na porção de cubo e o reforço de fibra contínuo estendendo-se em um ângulo de até 90° em relação ao eixo geométrico central na porção de flange, camadas adicionais de aro (orientadas circunferencialmente) de reforço de fibra contínuo podem ser aplicados em uma porção de transição 500 para proporcionar uma superfície inclinada para girar a fibra de baixo ângulo em torno do mandril 504 para o molde 505.

[0076] A Figura 5B mostra um exemplo de um conector 502 compreendendo uma porção de flange 508 e uma porção de cubo 506. O reforço de fibra contínuo predominante enrolado no aro 510 (orientado circunferencialmente) pode ser observado na porção de cubo 506, o que aumenta a capacidade da porção de cubo 506 para suportar forças radiais. Embora não mostrado na Figura 5B, as camadas helicoidais de reforço de fibra contínuo podem também estar presentes na porção de cubo 506, por exemplo, para aumentar a resistência às forças axiais em serviço.

[0077] A Figura 5C proporciona um exemplo geral de como o reforço de fibra contínuo 512 pode ser colocado na porção de flange 508 para alcançar os requisitos de resistência de peça requeridos. O equipamento de enrolamento pode ser programado para produzir qualquer número de arranjos para alcançar as propriedades de resistência desejadas. Os ângulos de enrolamento sobre a superfície do molde podem variar de acordo com as cargas torcionais e axiais em operação. Um controle de enrolamento multi- eixo conhecido permite que o reforço de fibra contínuo seja enrolado em uma variedade de ângulos e posições para conseguir isso.

Claims

1. Método para fabricação de um conector compósito (2, 102, 309, 502) para um duto de transferência de fluidos, o método caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer um mandril tubular (304, 404, 504) que se estende substancialmente paralelo a um eixo geométrico central (C); fornecer um molde (302, 402, 505) no mandril tubular (304, 404, 504) que se estende substancialmente perpendicular ao eixo geométrico central (C); e enrolar reforço de fibra contínuo (110, 210, 512), impregnado com um polímero termofixo, em torno do mandril (304, 404, 504) para formar uma porção de cubo tubular (6, 106, 206, 306, 406, 506) que se estende substancialmente paralela ao eixo geométrico central (C) e sobre o molde (302, 402, 505) para formar uma porção de flange (8, 208, 308, 408, 508) que se estende da porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) em um ângulo em relação ao eixo geométrico central (C); remover o mandril tubular (304, 404, 504); em que enrolar o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) sobre o molde (302, 402, 505) compreende passar o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) através de uma primeira superfície do molde (302, 402, 505) que é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico central (C) e através de uma segunda superfície do molde (302, 402, 505) de modo que o molde (302, 402, 505) é encapsulado como um núcleo para a porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que passar o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) através da primeira superfície do molde (302, 402, 505) compreende passar através da primeira superfície em uma direção radial para passar sobre uma borda da primeira superfície antes de passar através da segunda superfície.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que passar o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) através da primeira superfície do molde (302, 402, 505) compreende passar através da primeira superfície em uma direção circunferencial.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que passar o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) através da primeira superfície do molde (302, 402, 505) compreende passar através da primeira superfície em múltiplas orientações.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: aplicar uma força de consolidação à porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508) em uma direção substancialmente paralela ao eixo geométrico central (C).

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende deixar o molde (302, 402, 505) encapsulado como um núcleo para a porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508).

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda remover o molde (302, 402, 505).

8. Conector compósito (2, 102, 309, 502) para um duto de transferência de fluido (4), caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) compreendendo um tubo que se estende substancialmente paralelo a um eixo geométrico central (C); e uma porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508) que se estende desde a porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) substancialmente perpendicular ao eixo geométrico central (C) da porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506); em que a porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) compreende um polímero termofixo reforçado com reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) orientado circunferencialmente; e em que a porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508) compreende pelo menos um ponto de fixação (10, 114, 214) e um núcleo (302, 402, 505) que é encapsulado pelo mesmo polímero termofixo reforçado com o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512), em que o núcleo (302, 402, 505) tem dois lados axialmente opostos que são ambos encapsulados pelo reforço de fibra contínuo (110, 210, 512).

9. Conector compósito (2, 102, 309, 502) de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) na porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508) se estende em uma direção radial para alcançar uma borda circunferencial externa da porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508).

10. Conector compósito (2, 102, 309, 502) de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizadopelo fato de que o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) é executado continuamente da porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) para a porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508).

11. Conector compósito (2, 102, 309, 502) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 10, caracterizadopelo fato de que compreende uma porção de transição que se estende entre a porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) e a porção de flange (8, 108, 208, 308, 408, 508) em um ângulo de aumento θ ao eixo geométrico central (C), em que 0 <θ < 90° ao eixo geométrico central (C).

12. Conector compósito (2, 102, 309, 502) de acordo com qualquer uma das reivindicações de 8 a 11, caracterizadopelo fato de que o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) é disposto para se desviar em torno do(s) ponto(s) de fixação (10, 114, 214).

13. Conector compósito (2, 102, 309, 502) de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizadopelo fato de que o reforço de fibra contínuo (110, 210, 512) orientado circunferencialmente na porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) se estende em um ângulo superior a 80° em relação ao eixo geométrico central (C).

14. Sistema de conexão, caracterizadopelo fato de que compreende o conector compósito (2, 102, 309, 502) como definido em qualquer uma das reivindicações 8 a 13 e um duto de transferência de fluido (4) de polímero reforçado com fibra conectado à porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506), em que a composição e a orientação do reforço de fibra (110, 210, 512) orientado circunferencialmente pelo menos dentro da porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) são selecionadas de modo que o coeficiente de expansão térmica e/ou a rigidez da porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506) corresponde substancialmente ao do duto de transferência de fluido (4).

15. Sistema de conexão de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que compreende ainda um anel de vedação O-ring elastomérico (14) posicionado entre uma superfície externa do duto de transferência de fluido (4) e uma superfície interna da porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506), e opcionalmente o anel de vedação O-ring elastomérico (14) sendo assentado entre um par de cristas de retenção (16) que permitem movimento axial entre o duto de transferência de fluido (4) e a porção de cubo (6, 106, 206, 306, 406, 506).