BR102019027221A2

BR102019027221A2 - Dispositivo de soldagem por indução eletromagnética portátil, e, método para unir fitas de aderentes em materiais compósitos eletricamente condutores com matrizes de polímero por meio de um dispositivo de soldagem

Info

Publication number: BR102019027221A2
Application number: BR102019027221-0A
Authority: BR
Inventors: Nicola Gallo; Stefano Giuseppe Corvaglia; Silvio Pappada'
Original assignee: Leonardo S.P.A.
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-07-07
Also published as: RU2019141412A; EP3670153A1; IT201800020524A1; JP2020114662A; US11524465B2; PL3670153T3; EP3670153B1; BR102019027221B1; ES2960307T3; JP7449084B2; CN111347681A; US20200198258A1; BR102019027221B8; CA3065827A1; CN111347681B

Abstract

Um dispositivo de soldagem portátil (1) compreendendo: uma base (3) voltada para uma superfície de trabalho (4), por sua vez projetada para receber fitas (2) em materiais compósitos eletricamente condutores a serem unidos ou definidos por pelo menos uma fita já posicionada (2); uma cabeça operacional (5) que recebe uma fita (2) por vez e móvel com relação à base (3) ao longo de pelo menos uma primeira linha de movimento (L1) paralela à superfície de trabalho (4); um braço motorizado (6) conectando a cabeça operacional (5) à base (3) e seletivamente ativável para conferir movimentos à cabeça operacional (5); e meios de alimentação (8) seletivamente ativáveis para alimentar uma fita (2) por vez à cabeça operacional (5) e conectados à cabeça operacional (5); a cabeça operacional (5) compreende um rolo de posicionamento (9) que recebe uma fita (2) por vez; um rolo de pressão (10) espaçado de e alinhado com o rolo de posicionamento (9) ao longo da primeira linha de movimento (L1); e um indutor (11) interposto entre o rolo de posicionamento (9) e o rolo de pressão (10) com referência à primeira linha de movimento (L1).

Description

DISPOSITIVO DE SOLDAGEM POR INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA PORTÁTIL, E, MÉTODO PARA UNIR FITAS DE ADERENTES EM MATERIAIS COMPÓSITOS ELETRICAMENTE CONDUTORES COM MATRIZES DE POLÍMERO POR MEIO DE UM DISPOSITIVO DE SOLDAGEM

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a um dispositivo de soldagem por indução eletromagnética portátil para unir materiais compósitos, em particular, para aplicações aeronáuticas, às quais a descrição seguintes fará referência explícita, sem nenhuma perda de generalidade.

[002] A presente invenção também se refere a um método para unir materiais compósitos por meio do dispositivo de soldagem por indução eletromagnética supramencionado.

TÉCNICA ANTERIOR

[003] Como é sabido, materiais compósitos são usados em vários setores industriais, incluindo a indústria de aviação. Em particular, materiais compósitos reforçados com fibra, normalmente referidos como “pre-impregnados”, ou “prepreg”, são conhecidos, que são no geral constituídos por um produto semiacabado compreendendo uma matriz de resina e fibras de reforço imersas na matriz. As fibras podem ser arranjadas em diferentes configurações, por exemplo, em uma única direção, em duas ou mais direções mutuamente diferentes, ou podem ser arranjadas para formar um pano. A matriz é usada para fixar as fibras entre si e possivelmente a outros componentes durante produção.

[004] Prepregs são geralmente preparados na forma de fitas e bobinados em rolos; a fim de obter as propriedades mecânicas desejadas, prepregs têm que ser submetidos a um processo de estabilização através de calor e frequentemente também sob pressão.

[005] Os prepregs principalmente usados na indústria de aviação podem ter uma matriz de um material termorrígido ou de um material termoplástico.

[006] No primeiro caso (materiais termorrígidos), a matriz é constituída por polímeros que, em condições de temperatura adequadas e/ou na presença de certas substâncias, se transformam em materiais insolúveis e infundíveis rígidos. Esta transformação ocorre após reações de reticulação (um processo conhecido como cura, pelo qual cadeias de polímero passam por uma reação que cria ligações entre diferentes cadeias em um nível de grupo funcional reativo), que ocorre entre as cadeias de polímero, com formação de ligações fortes (covalentes ou iônicas).

[007] Antes da polimerização, os materiais termorrígidos têm características de pegajosidade. Esses materiais podem portanto ser usados para criar estratificações, colocando diferentes camadas uma por cima da outra, com uma sequência ou orientação adequada das diferentes camadas. As estratificações são então submetidas a um ciclo de temperatura e pressão (em um saco de vácuo e em autoclave, usando fomos, prensas de moldagem, etc.) que polimeriza o material, aumentando o peso molecular e induzindo a criação de ligações entre as macromoléculas (reticulação), dessa forma transformando-as em um material com características estruturais e propriedades mecânicas adequadas para sua aplicação visada.

[008] Alguns polímeros termorrígidos são reticulados apenas por calor, ou por uma combinação de pressão e calor, enquanto outros podem ser reticulados por reações químicas à temperatura ambiente (reticulação a frio).

[009] No segundo caso (materiais termoplásticos), a resina da matriz tem um alto peso molecular e, portanto, por um lado, não precisa passar por um ciclo de polimerização e, por outro lado, não tem características de pegajosidade.

[0010] Em uma primeira aproximação, uma matriz termoplástica prepreg pode ser considerada um produto manufaturado em seu estado final formado por uma única lâmina. Para poder formar um laminado, é necessário aquecê-lo, de maneira a causar a fusão pelo menos das superfícies de contato de suas lâminas ou camadas constituintes de prepreg termoplástico, comprimi-lo e então bobiná-lo. A temperatura a ser atingida para fusão é a temperatura de transição vítrea Tg para termoplásticos amorfos, e o ponto de fusão Tf para termoplásticos semicristalinos.

[0011] Nesses casos, o aparelho para produzir um laminado com base em prepregs termoplásticos também tem que prover o calor para atingir uma temperatura (que, dependendo dos materiais, pode ser excessivamente alta) de maneira a fundir a resina e assim obter adesão entre as várias camadas que constituirão o laminado; além do mais, para termoplásticos semicristalinos, resfriamento que é muito rápido pode causar amorfização da parte, com consequente perda de características de desempenho.

[0012] Como previamente explicado, os processos de estabilização dos prepregs e de união das várias camadas de prepreg que formam o componente final normalmente ocorrem em uma autoclave, em fomos ou prensas de moldagem. No caso de componentes muito grandes, tais como, por exemplo, componentes estruturais no setor de aeronáutica, setor naval, etc., os processos de estabilização e união conhecidos são excessivamente caros e podem criar inúmeras restrições indesejadas.

[0013] É assim sentida uma necessidade de desenvolver técnicas que permite obter estabilização e união in situ de partes em um material compósito, especialmente quando eles são de tamanho muito grande.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0014] O objetivo da presente invenção é produzir um dispositivo de soldagem para unir materiais compósitos que permita atender a necessidade supramencionada e, ao mesmo tempo, permita obter soldas de alta qualidade.

[0015] De acordo com a presente invenção, um dispositivo de soldagem portátil é provido de acordo com a reivindicação 1 e em suas reivindicações dependentes.

[0016] A presente invenção também se refere a um método para unir materiais compósitos de acordo com a reivindicação 10.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] A presente invenção será agora descrita com referência aos desenhos anexos, que mostram uma modalidade não limitante da mesma, em que:
a Figura 1 é uma vista em elevação lateral, com partes removidas por questão de clareza, de um dispositivo de soldagem por indução eletromagnética portátil feito de acordo com a presente invenção para unir fitas de aderente em materiais compósitos eletricamente condutores com um matriz polimérica;
a Figura 2 é uma vista em perspectiva em uma escala ampliada de um detalhe da Figura 1, com partes removidas por questão de clareza;
a Figura 3 é uma vista em perspectiva, em uma escala ampliada adicional, do detalhe da Figura 2, com partes removidas por questão de clareza; e
a Figura 4 é um vista em perspectiva em uma escala ampliada de um detalhe da Figura 3.

MODALIDADE PREFERIDA DA INVENÇÃO

[0018] A Figura 1 mostra um dispositivo de soldagem por indução eletromagnética portátil, indicado como um todo por 1, para unir entre si fitas 2 de aderente em materiais compósitos eletricamente condutores com uma matriz polimérica.

[0019] Em particular, as fitas 2 usadas geralmente compreendem um matriz a base de resina nas quais fibras de reforço, adequadas para dar propriedades mecânicas especiais ao material compósito, e fibras eletricamente condutoras, nas quais correntes elétricas basicamente parasitas podem ser induzidas pelo dispositivo de soldagem 1, são dispersas.

[0020] A matriz pode ser a base de resina termoplástica, semicristalina ou amorfa, ou a base de resina termorrígida.

[0021] No primeiro caso, a resina termoplástica semicristalina pode, por exemplo, ser poliéter éter cetona, ou PEEK, que tem um ponto de fusão Tf de aproximadamente 340°C. Em alternativas, esta resina termoplástica semicristalina pode, por exemplo, ser poliéter cetona, ou PEKK, que tem um ponto de fusão Tf de aproximadamente 370°C. Um exemplo de resina termoplástica amorfa é representado, por exemplo, por polieterimida, ou PEI, que tem uma temperatura de transição vítrea Tg de aproximadamente 215°C.

[0022] No caso onde uma resina termorrígida é usada, esta pode, por exemplo, ser um epóxi, BMI (bismaleimida) ou resina fenólica.

[0023] As fibras de reforço podem ser arranjadas em uma ou mais camadas unidirecionais, em diversas camadas tendo diferentes orientações umas das outras, ou como um pano.

[0024] As fibras de reforço são preferivelmente em carbono; em alternativa, outros tipos de fibras de reforço conhecidos no setor de aeronáutica podem ser usados, tais como, por exemplo, fibras de vidro ou um combinação de fibras de vidro e carbono.

[0025] As fibras eletricamente condutoras são preferivelmente em carbono e são dispersas na matriz em pelo menos duas diferentes direções, preferivelmente de uma maneira aleatória em todas as direções; em alternativa, as fibras eletricamente condutoras podem também ser feitas de um outro material condutor, por exemplo, em um material metálico.

[0026] Referindo-se às Figuras 1 a 3, o dispositivo de soldagem 1 compreende:
uma base fixa 3, voltada para uma superfície de trabalho 4, que, por sua vez, é projetada para receber as fitas 2 a serem unidas ou é definida por pelo menos uma fita 2 já posicionada para receber uma ou mais outras fitas 2;
uma cabeça operacional 5, que recebe uma fita 2 por vez e móvel com relação à base 3 ao longo de pelo menos um primeira linha de movimento L1 paralela à superfície de trabalho 4 para esticar a fita recebida 2 na superfície de trabalho 4;
um braço motorizado 6 conectando a cabeça operacional 5 à base 3 e seletivamente ativável para conferir movimentos à cabeça operacional 5 paralelos à linha de movimento L1 e também paralelos a pelo menos uma linha de movimento adicional L2 transversal à linha de movimento L1 e paralela à superfície de trabalho 4; e
um meio de alimentação 8 seletivamente ativável para alimentar uma fita 2 por vez à cabeça operacional 5 e conectado à cabeça operacional 5.

[0027] Em particular, os movimentos da cabeça operacional 5 ao longo da linha de movimento L1 são preferivelmente usados para esticar a respectiva fita 2, alimentada na cabeça operacional 5, ao longo da superfície de trabalho 4. Os movimentos da cabeça operacional 5 ao longo da linha de movimento L2 são preferivelmente usados para mover a cabeça operacional 5 em uma área da superfície de trabalho 4 adjacente e paralela à da fita 2 recém-aphcada.

[0028] Em detalhe, a cabeça operacional 5 compreende pelo menos um rolo de posicionamento 9, que recebe uma fita 2 por vez dos meios de alimentação 8 e adaptado para desviar esta fita 2 na superfície de trabalho 4, pelo menos um rolo de pressão 10, espaçado de e alinhado com o rolo de posicionamento 9 ao longo da linha de movimento Ll, e pelo menos um indutor 11, interposto entre o rolo de posicionamento 9 e o rolo de pressão 10 referindo-se à linha de movimento Ll e seletivamente energizado, em uso, para gerar um campo eletromagnético adequado para induzir correntes elétricas parasitas nas fitas 2 que se sobrepõem de maneira a produzir, pelo efeito Joule, as matrizes de fusão de polímero locais em contato entre si das
fitas 2.

[0029] O rolo de posicionamento 9 é arranjado à jusante do rolo de pressão 10 ao longo da direção de alimentação da cabeça operacional 5 paralela à linha de movimento L1.

[0030] De acordo com uma possível alternativa que não é mostrada, a cabeça operacional 5 poderia também compreender dois ou mais rolos de posicionamento 9 e dois ou mais rolos de pressão 10.

[0031] Em mais detalhe, a cabeça operacional 5 compreende um carro 12 provido com rolos de posicionamento e pressão 9, 10 e deslizando na superfície de trabalho 4.

[0032] No caso mostrado (Figura 4), o indutor 11 é constituído por um enrolamento de material condutor, normalmente fio de cobre, coberto por uma película isolante fina. Altemativamente, o indutor 11 pode também ser definido por uma bobina.

[0033] O indutor 11 é preferivelmente alojado em uma sede 13 que passa através do carro 12 e se salienta no mesmo para interagir com as fitas 2 a serem unidas durante o deslizamento do carro 12 na superfície de trabalho 4.

[0034] Como pode ser visto em particular nas Figuras 1 a 3, a cabeça operacional 5 também compreende um sensor de calor 14, preferivelmente uma câmera térmica, montada na forma de balancim no carro 12, e configurada e posicionada no carro 12 de maneira a enquadra a área de trabalho do indutor 11 e detectar remotamente a temperatura atingida nas matrizes das fitas 2 a serem unidas.

[0035] Referindo-se à Figuras 1 e 2, o braço motorizado 6 compreende:
um corrediço 15 acoplado movelmente à base 3 paralelo a uma direção horizontal X, por sua vez paralela à superfície de trabalho 4 e, no caso mostrado, transversal à linha de movimento L1; e
um elemento de articulação 16, tendo uma primeira porção de extremidade 17 articulada no corrediço 15 em tomo de um primeiro eixo geométrico horizontal A paralelo à direção X, e uma segunda porção de extremidade 18 articulada na cabeça operacional 5 em tomo de um segundo eixo geométrico B paralelo ao eixo geométrico A e à direção X.

[0036] Mais especificamente, o corrediço 15 compreende uma porção de suporte 20, acoplada de forma deslizante ao longo da direção X a um elemento de guia 21 da base 3, e uma porção móvel 22 acoplada à porção de suporte 20 de uma maneira rotacionável em tomo de um eixo geométrico vertical C ortogonal aos eixos geométricos A e B e à direção X.

[0037] O elemento de articulação 16 compreende um primeiro membro de conexão 23, definindo a porção de extremidade 17, e um segundo membro de conexão 24, definindo a porção de extremidade 18; os membros de conexão 23, 24 são então articulados um no outro em tomo de um eixo geométrico D, paralelo aos eixos geométricos A e B, em suas respectivas porções de extremidade concorrentes 25, 26, respectivamente opostas às porções de extremidade 17, 18.

[0038] Em mais detalhe, o membro de conexão 23 é definido por uma única alavanca articulada em uma extremidade na porção móvel 22 do corrediço 15 e na outra extremidade no membro de conexão 24.

[0039] Como pode ser visto nas Figuras 1 e 2, o membro de conexão 24 compreende uma primeira alavanca 27, articulada no membro de conexão 23 em tomo do eixo geométrico D, e uma segunda alavanca 28, articulada na cabeça operacional 5 em tomo do eixo geométrico B; as duas alavancas 27, 28 são então articuladas uma na outra em tomo de um eixo geométrico E ortogonal aos eixos geométricos A, B e D.

[0040] Sempre referindo-se às Figuras 1 e 2, pode-se notar como a cabeça operacional 5 é também acoplada à porção de extremidade 18 do elemento de articulação 16, e mais especificamente à alavanca 28, em tomo de um eixo geométrico F, transversal, e mais especificamente ortogonal, à superfície de trabalho 4 bem como ortogonal aos eixos geométricos A, B e D e passando através da cabeça operacional 5.

[0041] Os meios de alimentação 8 basicamente compreendem um rolo (por si conhecido e não mostrado) da fita 2, meios de desbobinamento (por si também conhecidos e não mostrados) para desbobinar a fita 2 do rolo, e um conduto flexível 30, que se estende em tomo do braço motorizado 6 e carregando internamente uma pluralidade de rolos de guia 31 da fita 2 a ser alimentada na cabeça operacional 5; uma extremidade à jusante 32 do conduto flexível 30 é lateralmente fixa na cabeça operacional 5 em uma posição adjacente ao rolo de posicionamento 9.

[0042] Em uso, por causa da translação do corrediço 15 ao longo do elemento de guia 21, o braço motorizado 6, e com ele a cabeça operacional 5, pode mover ao longo da direção horizontal X.

[0043] Enquanto, por causa das rotações do primeiro membro de conexão 23, do segundo membro de conexão 24 e da cabeça operacional 5 em tomo dos respectivos eixos geométricos A, B e D, é possível obter o movimento da cabeça operacional 5 ao longo de duas outras direções Y, Z ortogonais à direção X, por meio disso criando movimentos complexos resultantes da combinação de movimentos ao longo das direções X, Y, Z; a direção Y se estende verticalmente e paralela ao eixo geométrico C, enquanto a direção Z se estende horizontalmente.

[0044] A rotação em tomo do eixo geométrico F permite que a cabeça operacional 5 proceda no estiramento da respectiva fita 2 na superfície de trabalho 4 ao longo da linha de movimentos L1 arranjada de acordo com qualquer orientação com relação à superfície de trabalho 4.

[0045] A rotação em tomo do eixo geométrico C permite que a cabeça operacional 5 trabalhe em qualquer superfície de trabalho 4, plana ou curva, arranjada em qualquer posição em tomo do eixo geométrico C.

[0046] O dispositivo de soldagem 1 é adequado para ser usado não somente para soldar fitas 2 de materiais compósitos umas nas outras, mas também para progressivamente esticar essas fitas 2 em uma superfície de trabalho predeterminada 4, isto é, em uma superfície destinada a receber essas fitas 2 ou definida por um ou mais fitas já posicionadas 2.

[0047] Uma vez que o dispositivo 1 tenha sido posicionado próximo à superfície de trabalho 4 na qual ele tem que operar, uma fita 2 é alimentada pelo respectivo rolo dentro do conduto 30, para então sair desta na extremidade à jusante 32 e ser recebida pelo rolo de posicionamento 9 da cabeça operacional 5. Nesse ínterim, a cabeça operacional 5 é alimentada pelo braço motorizado 6 ao longo da linha de movimento L1.

[0048] Durante esta operação, a fim de unir a fita 2 recém-esticada na fita subjacente 2, o indutor 11 é alimentado com uma corrente elétrica de maneira a gerar um campo eletromagnético variável E adequado para induzir as correntes parasitas amplamente nas fibras eletricamente condutoras nas matrizes das fitas 2 a serem unidas.

[0049] Uma vez que as fibras eletricamente condutoras são dispersas nas respectivas matrizes em pelo menos duas diferentes direções, “circuitos elétricos” reais são criados dentro das matrizes que aquecem as mesmas pelo efeito Joule.

[0050] O aquecimento localizado é muito eficiente e permite atingir e localizadamente exceder, isto é, nas áreas de contato entre as matrizes das duas fitas 2, o ponto de fusão Tf ou a temperatura de transição vítrea Tg.

[0051] Por causa do arranjo dos rolos de posicionamento e pressão 9, 10 no carro 12, a passagem do rolo de pressão 10 ocorre após a indução de correntes parasitas nas fitas sobrepostas 2.

[0052] Desta maneira, a pressão é progressivamente exercida nas áreas das fitas 2 a serem unidas, após o amolecimento obtido na interface entre as fitas 2 após indução eletromagnética e durante o resfriamento dessas áreas.

[0053] Preferivelmente, pelo menos o rolo de pressão 10 é mantido frio de maneira a remover progressivamente calor residual das fitas 2.

[0054] A partir de um exame das características do dispositivo de soldagem 1 e do método de união realizado de acordo com as doutrinas da presente invenção, as vantagens que podem ser alcançadas com a mesma são evidentes.

[0055] Em particular, o dispositivo de soldagem 1 é adequado para operação in situ, tanto para estabilizar materiais compósitos quanto para unir diversas camadas ou lâminas de materiais compósitos.

[0056] Por causa da versatilidade de movimento do braço motorizado 6 e da configuração particular da cabeça operacional 5, o dispositivo de soldagem 1 é adequado para processar superfícies ou partes de qualquer formato, plano ou curvo, ou uma combinação dos mesmos, de uma maneira eficiente e particularmente rápida.

[0057] Finalmente, fica claro que modificações e variantes podem ser feitas no dispositivo de soldagem 1 e no método de união apresentados aqui sem fugir do escopo definido nas reivindicações.

Claims

Dispositivo de soldagem por indução eletromagnética portátil (1) para unir fitas (2) de aderentes em materiais compósitos eletricamente condutores com um matriz polimérica, o dispositivo (1) caracterizado pelo fato de que compreende:
- - uma base (3) voltada para uma superfície de trabalho (4), por sua vez projetada para receber as ditas fitas (2) de aderentes a serem unidas ou definidas por pelo menos uma fita (2) de aderente já posicionada para receber um ou mais outras fitas (2) de aderentes;
- - uma cabeça operacional (5) que recebe uma fita (2) de aderente por vez e móvel com relação à dita base (3) ao longo de pelo menos uma primeira linha de movimento (L1) paralela à dita superfície de trabalho (4) para esticar a fita (2) de aderente recebida na superfície de trabalho (4);
- - um braço motorizado (6) conectando a dita cabeça operacional (5) à dita base (3) e seletivamente ativável para conferir movimentos à cabeça operacional (5) paralelos à dita primeira linha de movimento (L1) e também paralelos a pelo menos uma segunda linha de movimento (L2) transversal à primeira linha de movimento (L1) e paralela à dita superfície de trabalho (4); e
- - meios de alimentação (8) seletivamente ativáveis para alimentar uma fita (2) de aderente por vez à dita cabeça operacional (5) e conectados à cabeça operacional (5); em que a dita cabeça operacional (5) compreende:
- - pelo menos um rolo de posicionamento (9) que recebe uma fita (2) de aderente por vez dos ditos meios de alimentação (8);
- - pelo menos um rolo de pressão (10) espaçado de e alinhado com o dito rolo de posicionamento (9) ao longo da dita primeira linha de movimento (L1); e
- - pelo menos um indutor (11) interposto entre o dito rolo de posicionamento (9) e o dito rolo de pressão (10) com referência à dita primeira linha de movimento (L1) e seletivamente energizado em uso para gerar um campo eletromagnético adequado para induzir correntes elétricas parasitas nas ditas fitas (2) de aderentes sobrepostas de maneira a produzir, pelo efeito Joule, a fusão local de matrizes poliméricas em contato umas com as outras das fitas (2) de aderentes.
Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito braço motorizado (6) compreende:
- - um corrediço (15) acoplado movelmente à dita base (3) paralelo a uma primeira direção horizontal (X) por sua vez paralela à dita superfície de trabalho (4); e
- - um elemento de articulação (16) tendo uma primeira porção de extremidade (17), articulada no dito corrediço (15) em tomo de um primeiro eixo geométrico (A) paralelo à dita primeira direção (X), e uma segunda porção de extremidade (18) articulada na dita cabeça operacional (5) em tomo de um segundo eixo geométrico (B) paralelo ao primeiro eixo geométrico (A) e à dita primeira direção (X).
Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito corrediço (15) compreende uma porção de suporte (20), acoplada de forma deshzante ao longo da dita primeira direção (X) a um elemento de guia (21) da dita base (3), e uma porção móvel (22) acoplada à dita porção de suporte (20) de uma maneira rotacionável em tomo de um terceiro eixo geométrico vertical (C) ortogonal aos ditos primeiro e segundo eixos geométricos (A, B) e à dita primeira direção (X).
Dispositivo de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o dito elemento de articulação (16) compreende um primeiro membro de conexão (23), definindo a dita primeira porção de extremidade (17), e um segundo membro de conexão (24) definindo a dita segunda porção de extremidade (18); e em que os ditos primeiro e segundo membros de conexão (23, 24) são articulados um no outro em tomo de um quarto eixo geométrico (D), paralelo aos ditos primeiro e segundo eixos geométricos (A, B), e em suas porções de extremidade concorrentes (25, 26), respectivamente opostas às ditas primeira e segunda porções de extremidade (17, 18).
Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito segundo membro de conexão (24) compreende uma primeira alavanca (27), articulada no dito primeiro membro de conexão (23) em tomo do dito quarto eixo geométrico (D), e uma segunda alavanca (28), articulada na dita cabeça operacional (5) em tomo do dito segundo eixo geométrico (B), e em que as ditas primeira e segunda alavancas (27, 28) são articuladas uma na outra em tomo de um quinto eixo geométrico (E) ortogonal aos ditos primeiro, segundo e quarto eixos geométricos (A, B, D).
Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a dita cabeça operacional (5) é também acoplada à dita segunda porção de extremidade (18) do dito elemento de articulação (16) em tomo de um sexto eixo geométrico (F) transversal à dita superfície de trabalho (4), ortogonal aos ditos primeiro e segundo eixos geométricos (A, B) e passando através da cabeça operacional (5).
Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a dita cabeça operacional (5) compreende um carro (12) provido com os ditos rolos de posicionamento e pressão (9, 10) e deslizando na dita superfície de trabalho (4).
Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito indutor (11) é alojado em uma sede (13) que passa através do dito carro (12) e se salienta a partir da mesma para interagir com as fitas (2) de aderentes a serem unidas.
Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de alimentação (8) compreendem um conduto flexível (30) que se estende em tomo do dito braço motorizado (6) e internamente apoiando meios de guia (31) para guiar a fita (2) de aderente a ser alimentada na dita cabeça operacional (5), e em que uma extremidade à jusante (32) do dito conduto (30) é fixa à dita cabeça operacional (5) em uma posição adjacente ao dito rolo de posicionamento (9).
Método para unir fitas (2) de aderentes em materiais compósitos eletricamente condutores com matrizes de polímero por meio de um dispositivo de soldagem (1) como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende as etapas de:
- - alimentar uma fita (2) de aderente por vez na dita cabeça operacional (5);
- - mover a dita cabeça operacional (5) paralela às ditas primeira e segunda linhas de movimento (L1, L2) ao longo da dita superfície de trabalho (4);
- - esticar, por meio do dito rolo de posicionamento (9), a fita (2) de aderente recebida da cabeça operacional (5) sobre pelo menos uma fita já posicionada (2) de aderente;
- - energizar o dito indutor (11) para gerar um campo eletromagnético adequado para induzir correntes elétricas parasitas nas ditas fitas sobrepostas (2) de aderentes de maneira a produzir, pelo efeito Joule, a fusão local de matrizes pohméricas em contato uma com a outra das fitas (2) de aderentes; e
- - após a dita etapa de energizar, prensar as fitas sobrepostas (2) de aderentes por meio do dito rolo de pressão (10).